TAVOLA PERIODICA
Lo strumento principe della chimica
Classificazione degli elementi
Problema: ordinare gli elementi secondo un criterio logico
e memorizzabile
metalli
non-metalli
solidi (escluso mercurio)
lucenti (fotoelettricità)
duttili (fili)
malleabili (lamine)
buoni conduttori
ioni +
con ossigeno
danno
gassosi, liquidi, solidi
non lucenti
non duttili
non malleabili
cattivi conduttori
calore
elettricità
chimico
idrossidi (pH basico)
ioni con ossigeno danno
in acqua
in acqua
ossidi
solidi
polverosi
fisico
ossidi
gassosi
(anidridi)
acidi (pH acido)
Dmitrij Mendeleev (1834-1907)
•
•
•
•
•
•
Le caratteristiche chimico-fisiche degli elementi variano in
maniera periodica
Si ripresentano simili ogni otto elementi posti in successione
secondo il peso atomico crescente
Redige una TAVOLA degli elementi fino allora noti (1868)
divisa in
periodi orizzontali lungo i quali le caratteristiche si
modificano gradualmente, e
8 gruppi verticali nei quali si trovano elementi con
caratteristiche molto simili
per giustificare i “salti” prevede l’esistenza di nuovi elementi
e le loro caratteristiche (v. germanio)
TAVOLA PERIODICA MODERNA
• 1913: Henry Moseley propone come criterio di
classificazione il numero atomico degli elementi
• vengo via via scoperti i gas nobili o inerti, con molecola
monoatomica
il centinaio di elementi oggi noti sono divisi in
• 8 gruppi principali (A) e
• 10 gruppi degli elementi di transizione (B)
• i periodi sono 7, distinti in brevi e lunghi, a seconda del
numero di elementi che comprendono
• ogni casella viene indicata con un numero intero
progressivo da sinistra a destra (numero atomico)
• riporta il simbolo dell’ elemento , il peso atomico
relativo, e vari parametri chimico-fisici periodici
gruppi e periodi
gruppi
periodi
elementi transizione (B)
dati dell’elemento
gruppo IV
numero atomico
periodo 2
6
12,011
C
massa atomica relativa*
2,5
carbonio
1s2,2s2p2
elettronegatività *
distribuzione elettronica
dalla posizione della casella :
• numero d’ordine = numero atomico (Z) -numero protoni ed elettroni• gruppo = numero elettroni di ultimo livello
• periodo = ultimo livello
massa atomica relativa
media pesata degli isotopi dell’elemento
unità di misura: u.m.a. (1/12 isotopo 12C)
i periodi e la rappresentazione di Lewis
E
nMe
E
E
E
E
E
Me
E
III A IV A V A VI A VII A VIII
s2,p1 s2,p2 s2,p3 s2,p4 s2,p5 s2,p6
E
II A
s2
IA
s1
•
la rappresentazione dell’ultimo livello a
punti o di Lewis
ogni punto = 1 elettrone
ogni coppia di punti = un doppietto
elettronico (orbitale completo)
4 posizioni per i punti = i 4 orbitali (un s e tre
p)
•
gli elementi dello stesso periodo stesso •
livello più esterno
lungo un periodo, il carattere metallico si •
attenua
•
il carattere non metallico si accentua
•
•
gas inerti
i gruppi
• elementi dello stesso gruppo
stessa configurazione elettronica esterna
• il numero di un gruppo A = numero di elettroni presenti
nell’ultimo livello di energia
• gruppi I, II, III metalli
(meno di 4 elettroni)
• gruppo IV
metalloidi
(4 elettroni)
• gruppi V, VI, VII non metalli (più di 4 elettroni)
• gruppo 0 (VIII) gas nobili o inerti (8 elettroni, escluso Elio livello 1
2 elettroni)
• gruppi B estensione del gruppo II A (con 2 elettroni
esterni in orbitale s) : stanno riempiendo gli orbitali d del
livello sottostante
elementi di transizione
riempimento orbitali s e p
I
A
II
A
Elementi di transizione: orbitale 4 s completo, riempiono
gli orbitali 3 d
Elementi con elettroni
nell’orbitale s del loro
periodo
IIIA
IV
A
VA
VIA
VII
A
Elementi con elettroni
negli orbitali p del loro
periodo
0
riempimento orbitali d
periodo
1
2
3
4
riempimento 4 s
riempimento 3 d
riempimento 4 p
proprietà periodiche
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•
•
•
•
carattere metallico
numero di elettroni esterni
energia di ionizzazione
affinità elettronica
elettronegatività
raggio atomico
raggio ionico
temperatura di fusione
densità del solido
numero di legami
•
•
•
•
regole
le proprietà periodiche variano con continuità
da sinistra a destra e dall’alto al basso
si ripetono simili ogni 8 elementi in
successione di numero atomico crescente
in ogni periodo, ciascun elemento mostra
valori intermedi tra quello che lo precede e
quello che lo segue
si ripetono con valori simili all’interno dei
gruppi
andamento
energia ionizzazione
andamento
elettronegatività
elementi disposti in successione
per numero atomico crescente
energia di ionizzazione
energia necessaria per
allontanare un elettrone (di
prima ionizzazione) dall’atomo
aumenta
• da sinistra a destra
• dal basso all’alto
I metalli, con pochi elettroni periferici,
li
conseguenza
perdono facilmente e si trasformano in
ioni positivi -cationi- ossia,
si ossidano.
Mostrano così il livello sottostante
penultimo- completo
metalli
non-metalli
affinità
elettronica
Affinità elettronica aumenta
Affinità elettronica aumenta
non-metalli
metalli
energia liberata da un atomo quando acquista un elettrone
Aumenta - da sinistra a destra - dal basso all’alto
I non metalli, con più di 4 elettroni periferici, attirano altri
elettroni per completare a 8 l’ultimo livello, si riducono e,
se riescono a strapparli ad altri atomi con affinità elettronica
Minore (i metalli), si trasformano in ioni negativi - anioni -
energia con cui un nucleo attrae
gli elettroni di legame
(L. Pauling, 1932)
Elettronegatività crescente
Elettronegatività
Elettronegatività crescente
aumenta - da sinistra a destra - dal basso all’alto
massima (4): fluoro -in alto a destraminima (0,7): francio -in basso a sinistra-
Elettronegatività e legami chimici
in un periodo (orizzontale):
aumenta da sinistra a destra
in un gruppo (verticale)
aumenta dal basso verso l’alto
la differenza di elettronegatività tra due
elementi diversi definisce il tipo di legame
chimico che si instaura tra i loro atomi
covalente puro
covalente polare
ionico
