TAVOLA PERIODICA
E
PROPRIETÁ
PERIODICHE DEGLI
ELEMENTI
UN PO’ DI STORIA
• L’elenco degli elementi fornito da
Lavoisier (1789) era destinato ad
allungarsi grazie alle tecniche di analisi e
all’utilizzazione dei fenomeni elettrolitici
per separare le sostanze;
• dal XIX secolo molti studiosi si prefissero
l’obiettivo di ordinare gli elementi in
raggruppamenti in base a somiglianze di
comportamento;
1. IL SISTEMA PERIODICO
MODERNO.
• Il chimico tedesco J.W. Döbereiner
(1780-1849), dal 1817 al 1829 raggruppò
gli elementi con proprietà simili in triadi
cioè la massa atomica dell’elemento
centrale, le proprietà fisiche e chimiche
risultano intermedie fra quelle dei
componenti la triade;
• il chimico inglese J.A.R. Newlands (183796), pubblicò nel 1864 una prima tavola di
36 elementi, disposti secondo la massa
atomica crescente e nel 1865 una nuova
tavola periodica (The periodic law) di 62
elementi, ripartiti in otto colonne di sette
posti ciascuna cioè con proprietà analoghe
in ogni riga orizzontale e periodicità in ogni
colonna e propose quindi di chiamare
questa relazione legge delle ottave;
• A.E.B. De Chancourtois nel 1862
propose una classificazione degli elementi
disponendoli lungo una spirale in ordine di
massa atomica crescente;
• in tal modo lungo i raggi della spirale
venivano a trovarsi elementi che
differivano fra loro per 10 unità di massa
atomica
e
presentavano
proprietà
analoghe;
• il concetto di spirale è stato ripreso anche
da altri chimici ad esempio da E. Stocchi
nel 1955;
• queste classificazioni non ebbero fortuna
perché non riuscivano a spiegare la
posizione degli elementi di transizione.
• Meyer e Mendeleev rielaborando le
nuove idee su atomi, molecole, massa
atomica e massa molecolare proposte alla
Conferenza Internazionale di Chimica di
Karlsruhe (1860)
• Il tedesco Meyer in base alla regola della
periodicità e la proprietà del volume
atomico, pubblicò una prima tavola nel
1864.
• il russo Mendeleev nel 1869, enunciando
la seguente legge “le proprietà degli
elementi variano con cadenza periodica
all’aumentare della massa atomica“,
pubblicò la sua prima tavola periodica in
cui dispose gli elementi ordinandoli in
righe e colonne secondo il loro peso
atomico crescente, e ponendo l’uno sotto
l’altro quelli che mostravano proprietà
chimiche e fisiche simili, in modo da
formarne dei gruppi, lasciando degli spazi
vuoti per elementi non ancora conosciuti,
riuscendo così a prevederne l’esistenza.
• Mendeleev nel predisporre il proprio
sistema periodico basato sulla massa
atomica
crescente
incontrò
alcune
difficoltà nel collocare certi elementi;
• attualmente sappiamo che il vero criterio
ordinatore della ripetitività periodica delle
proprietà chimico-fisiche degli elementi
deve basarsi sul numero atomico Z
crescente anziché sulla massa atomica;
• il fisico inglese Henry G. Moseley (18871915) potè stabilire sperimentalmente che:
“Le proprietà periodiche degli elementi
sono una funzione periodica del loro
numero atomico Z” (legge periodica).
IL PIANO COSTRUTTIVO DELLA TAVOLA
PERIODICA
• la tavola periodica moderna a periodi
lunghi
è
il
frutto
di
numerosi
rimaneggiamenti di un piano originale alla
luce delle conoscenze che via via si
acquisivano sulla struttura atomica degli
elementi
ed
in
particolare
sulla
distribuzione elettronica [la chimica è una
disciplina storica];
• la tavola periodica si suddivide in:
- periodi;
- gruppi;
PERIODI
G
R
U
P
P
I
METALLI ALCALINI
ALOGENI
METALLI ALCALINO-TERROSI
CALCOGENI
PNICOGENI
G
A
S
N
O
B
I
L
I
METALLI DI TRANSIZIONE
2. LE PRINCIPALI
PROPRIETÁ PERIODICHE
DEGLI ELEMENTI.
LANTANOIDI e ATTINOIDI
• si definiscono proprietà periodiche degli
elementi quelle grandezze caratteristiche
di ogni atomo i cui valori variano in
maniera regolare, periodica appunto,
lungo i periodi e i gruppi della tavola
periodica.
1) RAGGIO ATOMICO
• il raggio atomico (Å) è la metà della
distanza minima di avvicinamento tra due
atomi dello stesso elemento;
• il raggio atomico aumenta lungo un gruppo
e diminuisce lungo un periodo.
PRINCIPALI PROPRIETÁ PERIODICHE:
1)
2)
3)
4)
5)
RAGGIO ATOMICO;
VOLUME ATOMICO;
ENERGIA DI IONIZZAZIONE;
AFFINITÁ ELETTRONICA;
ELETTRONEGATIVITÁ;
[non trattata nel capitolo]
6) ;
2) VOLUME ATOMICO
• il volume atomico V0 è il volume
occupato da 1 mole di atomi dell’elemento;
• il volume atomico (come il raggio atomico)
aumenta lungo un gruppo e diminuisce
lungo un periodo.
SIMBOLOGIA DI LEWIS
• permette di rappresentare la struttura
elettronica dello strato di valenza degli
elementi dei gruppi principali.
3) ENERGIA DI IONIZZAZIONE
• l’energia di prima ionizzazione (kJ/mol)
è l’energia necessaria per rimuovere un
elettrone da un atomo isolato;
• l’energia di prima ionizzazione aumenta
lungo un periodo e diminuisce lungo un
gruppo.
4) AFFINITÁ ELETTRONICA
• l’affinità elettronica è l’energia che si
libera quando un atomo in fase gassosa
cattura un elettrone.
• l’affinità elettronica, come l’energia di
prima ionizzazione, aumenta lungo un
periodo e diminuisce lungo un gruppo.
5) ELETTRONEGATIVITÁ
• l’elettronegatività di un elemento misura
la sua tendenza ad attrarre gli elettroni di
legame da un altro elemento;
• l’elettronegatività aumenta lungo un
periodo, e diminuisce lungo un gruppo.
3. COME “LEGGERE” LA
TAVOLA PERIODICA DEGLI
ELEMENTI.
• A seconda delle loro proprietà fisiche e
chimiche gli elementi si possono
suddividere in:
- metalli;
- non metalli;
- semimetalli;
• i metalli sono più di 80 e occupano la
parte sinistra della tavola periodica;
• gli elementi metallici sono solidi, duri,
lucenti, malleabili, duttili e conducono
calore ed elettricità;
• le proprietà chimiche dei metalli dipendono
dalla loro tendenza a perdere elettroni
diventando ioni positivi;
• le proprietà fisiche dei metalli dipendono
dal tipo di legame tra gli atomi;
• i non metalli occupano la parte destra
della tavola periodica;
• le proprietà chimiche dei non metalli
dipendono dalla loro capacità di accettare
elettroni diventando ioni negativi;
• i
semimetalli
presentano
sia
comportamento
metallico
che
non
metallico;
• i semimetalli si trovano lungo il confine che
separa i metalli e i non metalli.
• i metalli di transizione e i lantanidi hanno
caratteristiche metalliche;
• gli attinidi sono elementi artificiali, instabili
e radioattivi.
