configurazione-elettronica
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Elementi di chimica • Gli elementi che costituiscono una colonna individuano un gruppo • Tutti gli elementi di un gruppo hanno l’ultimo livello riempito con un numero di elettroni uguali • Gli elementi di un gruppo si somigliano chimicamente perché la situazione elettronica del livello più esterno è quella che determina il comportamento chimico Gli elettroni dell’ultimo livello di ciascun elemento ne determinano il comportamento chimico Sono chiamati elettroni di valenza Il numero del gruppo indica quanti elettroni di valenza caratterizzano quell’elemento e quella famiglia chimica I gruppi sono indicati con numeri romani I II III IV V VI VII VIII pag. 264 Atomi e struttura atomica »Atomo La più piccola porzione di un elemento che ne conserva le proprietà. »Struttura atomica L’atomo è costituito da un nucleo (formato da protoni e neutroni) e da elettroni che gli ruotano attorno. Gli elettroni sono disposti in “strati” detti livelli energetici. I PROTONI PARTICELLE CARICHE POSITIVAMENTE NUMERO DI PROTONI PRESENTI NEL NUCLEO DI UN ATOMO Ossigeno Z=8 Oro Z=79 Fluoro Z=9 Mercurio Z=80 I NEUTRONI PARTICELLE PRIVE DI CARICA RENDONO STABILE IL NUCLEO DELL’ATOMO NUMERO TOTALE DI PROTONI (Z) E DI NEUTRONI (N) PRESENTI NEL NUCLEO DI UN ATOMO A=Z+N GLI ELETTRONI PARTICELLE CARICHE NEGATIVAMENTE ATOMO ELETTRICAMENTE NEUTRO N° ELETTRONI ATOMO = N° PROTONI NUCLEO (Z) GLI ELETTRONI DETERMINANO LA REATTIVITA’ DI UN ATOMO L’ORBITALE E’ LA REGIONE DELLO SPAZIO INTORNO AL NUCLEO DOVE LA PROBABILITA’ DI TROVARE UN ELETTRONE E’ MASSIMA ATOMI AVENTI STESSO N° ATOMICO Z E DIFFERENTE N° DI MASSA A • Uno ione è un atomo o un gruppo atomico che ha acquisito o perso uno o più elettroni (anioni, cationi) 9 La ionizzazione: cationi • Quando si fornisce il pacchetto d’energia giusto l’atomo può E perdere un elettrone • Si deve fornire energia all’atomo per allontanare l’elettrone • Il primo elettrone perso è sempre il più lontano dal nucleo • Quando un atomo neutro perde un elettrone si carica positivamente • Si è formato uno ione, un catione + N e- 10 La ionizzazione: anioni • Alcuni elementi hanno la capacità di acquistare elettroni • Quando uno di tali atomi acquista un elettrone emette un pacchetto di energia • Il primo elettrone acquistato occupa il livello più lontano dal nucleo • Quando un atomo neutro acquisisce un elettrone si carica negativamente • Si è formato uno ione, un anione ClE 11 e- I Gruppo Periodo I 1 Periodo II 3 VIII H II Li Be 4 Na Mg Periodo III 11 12 III IV V VI VII 2 B C N O F Ne 7 6 5 Al 13 He Si 14 8 P 15 9 S 16 10 Cl 17 Ar 18 ATOMO STABILE SCARSA CAPACITA’ DI REAGIRE CON ALTRI ATOMI Gli atomi con meno di 8 elettroni esterni cercano una situazione stabile formando dei legami chimici fino a completare l’ottetto HANNO SCARSISSIMA REATTIVITA’ NON CEDONO, ACQUISTANO O CONDIVIDONO ELETTRONI Disporre gli elettroni Terzo livello Nucleo di Magnesio Primo livello Due elettroni Secondo livello 17 Per scrivere la configurazione elettronica di un elemento ci sono tre regole da seguire: 1) Principio della costruzione progressiva: si occupano prima gli orbitali a più bassa energia e poi quelli a energia più elevata. Nome e Livello ordine di riempimento 1° 2° 3° 4° 5° 6° 7° s s, p s, p, d s, p, d, f s, p, d, f s, p, d, f s, p, d, f N° massimo di e- per ogni livello 2 2, 6 2, 6, 10 2, 6, 10,14 2, 6, 10,14 2, 6, 10,14 2, 6, 10,14 2) Principio di esclusione di Pauli: ogni orbitale può contenere al massimo due elettroni, purchè di spin opposto. All'interno di ogni orbitale (quadratino) possono essere inseriti al massimo due elettroni ma con spin opposto (e quindi verso delle frecce opposto) 3) Regole di Hund: quando si devono riempire gli orbitali aventi la stessa energia (p-d-f) si colloca un elettrone su ciascun orbitale e poi si completano gli orbitali semipieni. Se ad esempio, dobbiamo inserire tre elettroni nei tre orbitali 2p, gli elettroni devono essere collocati nel seguente modo: Applicando le tre regole appena viste, possiamo scrivere, a titolo di esempio, la configurazione elettronica dell'ossigeno, avente numero atomico Z = 8 La configurazione elettronica può essere rappresentata in modo sintetico, scrivendo gli elettroni ad esponente della sigla che identifica l'orbitale. Per l'ossigeno avremo: configurazione-elettronicasemplificata pag. 265/1 Molecole e formule chimiche Le molecole sono insiemi di atomi (uguali o differenti) uniti mediante legami chimici. La molecola è la più piccola parte di una sostanza che ne conserva tutte le sue proprietà. pag. 265/2 Molecole e formule chimiche Le molecole sono identificate da un nome scientifico e da una formula chimica. Esiste una nomenclatura ufficiale stabilita dalla IUPAC. NaCl cloruro di sodio NaClO ipoclorito di sodio NaHCO3 idrogenocarbonato di sodio pag. 268 I legami chimici »Legami chimici Sono le forze mediante le quali gli atomi sono legati tra loro. In questo modo gli atomi raggiungono una situazione energetica più stabile. »Tipi di legami - primari (tra atomi): ionico (con trasferimento di elettroni), covalente con condivisione di elettroni - secondari (tra molecole): legame a ponte di idrogeno (tra atomi di idrogeno e atomi di ossigeno/azoto di molecole differenti), forze di Van der Waals (interazioni molecolari temporanee) pag. 269 L’acqua e il legame idrogeno La molecola di acqua è polare formazione di legami idrogeno. Da questi legami derivano le peculiarità dell’acqua (ad es. «solvente universale»).
