Configurazione elettronica e
collegamento alla tavola
periodica
Modelli atomici a confronto
• Un elettrone che si trova in un certo livello
possiede l’energia associata a quel livello, in
particolare al sottolivello (obitali)
• I livelli più vicini al nucleo hanno meno energia,
quelli più lontani ne hanno di più
• I livelli e i gli orbitali permessi sono pochi e
ben precisi
• Come in uno scaffale: i libri possono trovare
posto solo ad altezze ben precise, in
corrispondenza di un ripiano
3
L’energia degli elettroni è quantizzata
•
•
Gli
elettroni
possono
occupare solo le regioni
dello spazio dette livelli
a distanze ed energie
ben precise (E1, E2….)
atomo
e-
I livelli intermedi sono
“proibiti”
e-
e•
Se si fornisce una
quantità di energia
adatta…
e-
e-
e-
ee-
•
…è possibile promuovere
un elettrone da un
livello iniziale ad un
altro che si definisce
eccitato
E5
E4
E3
E2
E1
nucleo
4
• Quando un atomo è in condizioni
di stabilità tutti i suoi elettroni
occupano il proprio livello
energetico, questa condizione di
energia minima si definisce
stato fondamentale
• Quando un atomo assorbe un
pacchetto d’energia e l’elettrone
utilizza questa energia per
raggiungere un livello più alto,
l’elettrone si definisce promosso
e l’atomo si definisce in
stato eccitato
quanto
atomo
eee-
enucleo
L1
L
L
2
3
5
Tavola periodica
•
La configurazione elettronica degli elementi può essere descritta e risulta
in effetti più comprensibile utilizzando la tavola periodica degli elementi
•
Tutti gli elementi sono distribuiti su sette righe denominate periodi
– Ciascun periodo corrisponde ad un livello elettronico
Livello 1
Livello 2
Livello 3
25
Livello 7
Livello 4
Livello 5
Livello 6
Livello 6
Livello 7
6
Numero atomico e di massa
numero protoni (Z)
+
numero neutroni
Numero di Massa 12
(A)
Numero Atomico 6
C
(Z)
numero protoni (Z)
7
Numero atomico (Z)=Numero protoni
Carta di identità di un elemento:
uguale per tutti gli atomi di quell’elemento
Gli atomi sono elettricamente neutri
Protoni (P+)=Elettroni(e-)
Neutroni (n):può essere diverso in atomi dello stesso elemento
A-Z
8
Livelli e periodi
•
Che gruppo è?
•
Ogni periodo inizia con un elemento che posiziona il primo
elettrone nel livello energetico corrispondente
Ogni riga termina con un elemento che posiziona l’ultimo elettrone
per quel livello corrispondente
Inizio del livello
Primo elettrone
Livello completo
Ultimo elettrone
25
9
Livelli e sottolivelli
Livello
(n)
1
2
3
4
5
6
7
2n2
N°
sottolivelli
Nome e
ordine di
riempimento
N° massimo
di e- per
ogni
sottolivello
Uno
Due
Due
Tre
Tre
Quattro
Quattro
s
s, p
s, p
s, d, p
s, d, p
s, f, d, p
s, f, d, p
2
2, 6
2, 6
2, 10, 6
2, 10, 6
2, 14, 10, 6
2, 14, 10, 6
10
AUFBAU
11
Per ricavare la
sequenza degli
orbitali senza
ricordarla a
memoria si può
utilizzare lo
schema
seguente
12
Colleghiamo alla tavola periodica
– I sottolivelli energetici occupati da elettroni sono
4
– Nella tavola periodica si identificano 4 gruppi nei
quali gli elementi hanno il loro ultimo elettrone in
quel tipo di sottolivello
Elementi del blocco s
Sottolivelli s
Elementi del blocco p
Sottolivelli p
Elementi del blocco d
Sottolivelli d
Elementi del blocco f
Sottolivelli f
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Utilizzando la tavola periodica possiamo descrivere la
configurazione elettronica di un elemento
Terzo
livello
Nucleo di
Magnesio
Primo
livello
Due
elettroni
Secondo
livello
14
Gli elettroni di valenza
• 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
15
I gruppi
• Gli elementi che costituiscono una colonna individuano
un gruppo
• Tutti gli elementi di un gruppo hanno l’ultimo livello
riempito con lo stesso numero di elettroni
• Gli elementi di un gruppo si somigliano chimicamente
perché la situazione elettronica del livello più esterno è
quella che determina il comportamento chimico
Gruppo dei
metalli
alcalini
Gruppo dei
metalli
alcalinoterrosi
Gruppo dei
gas nobili
Gruppo degli
alogeni
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La periodicità
• Le proprietà chimiche e fisiche all’interno di
un periodo variano con continuità
• Ma una volta che un livello è riempito con il
suo numero massimo di elettroni
– Si riparte con il primo elettrone nel livello
successivo
– Le proprietà seguono un andamento simile a quello
del livello precedente (periodicità)
1
Elettroni dell’ultimo livello
2
3
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Esempio
La freccia indica lo
spin dell’elettrone
He=
1s2
Numero di elettroni
Tipo di orbitale
Livello energetico
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