La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

Chimica e laboratorio Latomo: configurazione elettronica e tavola periodica Classi quarte Docente: Luciano Canu Anno Scolastico 2005/2006 Latomo: configurazione.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "Chimica e laboratorio Latomo: configurazione elettronica e tavola periodica Classi quarte Docente: Luciano Canu Anno Scolastico 2005/2006 Latomo: configurazione."— Transcript della presentazione:

1 Chimica e laboratorio Latomo: configurazione elettronica e tavola periodica Classi quarte Docente: Luciano Canu Anno Scolastico 2005/2006 Latomo: configurazione elettronica e tavola periodica Classi quarte Docente: Luciano Canu Anno Scolastico 2005/2006

2 2 Prerequisiti Conoscere levoluzione delle conoscenze sulla costituzione dellatomo, da Democrito a Rutherford Conoscere e saper interpretare, guidati, i fatti sperimentali e i fenomeni quotidiani che indicano la natura elettrica della materia

3 3 Obiettivi Acquisire il concetto di energia di ionizzazione e di affinità elettronica Capire che attorno al nucleo sono disposti gli elettroni in livelli di energia crescente Conoscere e capire il significato di quantizzazione dellenergia nellatomo Riconoscere nelle prove sperimentali la conferma del modello di Bohr e dellesistenza dei livelli elettronici

4 4 nel 1913 nel 1911 nel 1900 nel 1803 nel IV secolo a. C. Latomo da Democrito a Rutherford Democrito Dalton Thomson Rutherford Bohr

5 5 La ionizzazione: cationi Quando si fornisce il pacchetto denergia giusto latomo può perdere un elettrone Si deve fornire energia allatomo per allontanare lelettrone 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-e- E N+N+

6 6 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 Cl e-e- E Cl -

7 7 Gli ioni: definizioni Uno ione è un atomo o un gruppo atomico che ha acquisito o perso uno o più elettroni (anioni, cationi) Lenergia di ionizzazione è lenergia necessaria a estrarre un elettrone da un atomo neutro Laffinità elettronica è lenergia emessa da un atomo neutro per addizione di un elettrone EI AE

8 8 Il diagramma delle EI

9 9 Uno scaffale per gli elettroni Un elettrone che si trova in una certa orbita possiede lenergia associata a quel livello I livelli più vicini al nucleo hanno meno energia, quelli più lontani ne hanno di più Le orbite e quindi le energie permesse sono poche e ben precise Come in uno scaffale: i libri possono trovare posto solo ad altezze ben precise, in corrispondenza di un ripiano

10 10 atomo La quantizzazione dellenergia nucleo e-e- e-e- e-e- e-e- E1E1 E2E2 E3E3 E4E4 E5E5 Gli elettroni possono occupare solo i livelli a distanze ed energie ben precise e-e- e-e- e-e- I livelli intermedi sono da considerarsi proibiti Tra due livelli cè una differenza di energia corrispondente ad un pacchetto di precise dimensioni e-e- Se si fornisce una confezione di energia adatta… …è possibile promuovere un elettrone dal livello fondamentale a quello eccitato Pacchetti denergia diversi non sono assorbiti dallatomo e gli elettroni non si spostano verso livelli che risultano proibiti

11 11 Gli stati dellatomo Definizione: lo stato dellatomo in condizioni di stabilità ed energia minima si definisce fondamentale Definizione: latomo che ha assorbito un pacchetto di energia opportuno raggiunge lo stato eccitato Definizione: quando latomo assorbe un pacchetto denergia e lelettrone utilizza questa energia per raggiungere un livello più alto, lelettrone si definisce promosso e-e- e-e- e-e- e-e- nucleo L1L1 L2L2 L3L3 atomo quanto e-e- luce e-e- e-e-

12 12 Una prova sperimentale Il modello di atomo di Bohr spiegava un fenomeno già conosciuto: gli spettri Latomo di idrogeno allo stato di gas, quando colpito da una radiazioni elettromagnetiche Emette una serie di righe spettrali che corrispondono a valori di energia ben precisi Non sono emessi casualmente ma presentano valori ben definiti

13 13 Spiegazione Lorganizzazione degli elettroni in livelli energetici stabili era in ottimo accordo con lesistenza degli spettri atomici Latomo funzionerebbe come un filtro assorbendo solo i pacchetti energetici compatibili con i suoi salti elettronici e successivamente restituendoli Si ottengono emissioni energetiche ben precise (discrete) a lunghezze donda caratteristiche Latomo può essere riconosciuto proprio da queste tipiche risposte spettrali

14 14 Sistema periodico La struttura 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 Livello 4 Livello 5 Livello 6 Livello 7

15 15 Gli elementi Ogni elemento è rappresentato da una casella Gli elementi sono ordinati in ordine di numero atomico (Z) crescente Ciascun casella del periodo corrisponde al posizionamento di un elettrone nel primo livello libero dellelemento corrispondente H Z=1 1 elettrone nel primo livello energetico (incompleto) He Z=2 2 elettroni nel primo livello energetico (completo) N Z=7 7 elettroni: 2 primo livello energetico (completo) 5 elettroni nel secondo livello (incompleto) Ar Z=18 18 elettroni: 2 primo livello energetico (completo) 8 elettroni nel secondo livello (completo) 8 elettroni nel terzo livello (completo)

16 16 I livelli Ogni riga inizia con un elemento che posiziona il primo elettrone nel livello energetico corrispondente Ogni riga termina con un elemento che posizione lultimo elettrone per quel livello corrispondente Inizio del livello Primo elettrone Livello completo Ultimo elettrone

17 17 Disporre gli elettroni Utilizzando la tavola periodica possiamo descrivere la struttura elettronica di un elemento Nucleo di Magnesio Primo livello Secondo livello Terzo livello Due elettroni

18 18 I gruppi e le famiglie Gli elementi che costituiscono una colonna individuano un gruppo Tutti gli elementi di un gruppo hanno lultimo 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 Gruppo dei metalli alcalini Gruppo dei metalli alcalino- terrosi Gruppo dei gas nobili Gruppo degli alogeni

19 19 La periodicità Le proprietà chimiche e fisiche allinterno 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) Elettroni dellultimo livello

20 20 Gli elettroni di valenza Gli elettroni dellultimo livello di ciascun elemento ne determinano il comportamento chimico Sono chiamati elettroni di valenza Il numero del gruppo indica quanti elettroni di valenza caratterizzano quellelemento e quella famiglia chimica I gruppi sono indicati con numeri romani IIIIIIIVVVIVIIVIII

21 21 I sottolivelli Osservando meglio il diagramma delle energie di ionizzazione dei primi 20 elementi della tavola periodica si osserva Tutti gli otto elettroni di un livello non si trovano alla stessa energia In un livello gli elettroni si raggruppano in due insiemi energetici leggermente diversi

22 22 Quanti sottolivelli? Lo schema evidenzia solo 2 sottolivelli In realtà i sottolivelli energetici occupati da elettroni sono 4 La tavola periodica evidenzia gli elementi che posizionano almeno il loro ultimo elettrone in questo tipo di sottolivello Elementi del blocco d Sottolivelli d Elementi del blocco f Sottolivelli f Elementi del blocco p Sottolivelli p Elementi del blocco s Sottolivelli s

23 23 Un tabella riassuntiva Livello N° sottolivelli Nome e ordine di riempimento N° massimo di e - per ogni sottolivello 1°Unos2 2°Dues, p2, 6 3°Dues, p2, 6 4°Tres, d, p2, 10, 6 5°Tres, d, p2, 10, 6 6°Quattros, f, d, p2, 14, 10, 6 7°Quattros, f, d, p2, 14, 10, 6

24 24 Metalli e non metalli La tavola periodica sotto mette in evidenza gli elementi Metallici (in giallo) Non-metallici (in arancione scuro) Semimetallici (in arancione chiaro)

25 25 Caratteristiche I metalli sono in numero maggiore Presentano in misura variabile: Malleabilità, duttilità (plasticità) Lucentezza Conducibilità termica ed elettrica Solidi molto densi I non-metalli non presentano queste caratteristiche Ma non hanno comportamento uniforme Possono essere solidi, liquidi e gassosi I semimetalli hanno comportamento ibrido

26 26 Pagine da cui studiare Pg 172 I metalli Pg 173 non metalli e semimetalli Pg Tavola periodica (le famiglie chimiche) Pg 186 La valenza chimica Pg Struttura elettronica degli atomi

27 27 Approfondisci: energia associata ai livelli Un libro posizionato in un ripiano acquista energia in relazione allaltezza del ripiano Lenergia acquisita dal libro caratterizza il ripiano o meglio la sua altezza Il libro è sempre lo stesso ma se si trova vicino a terra quando cade non provoca danni Se lo stesso libro ci cade in testa da un ripiano molto alto può farci molto male poiché possiede molta energia

28 28 Approfondisci: livelli permessi I libri dello scaffale possono essere posizionati ad altezze ben precise Poche altezze sono consentite (5 piani solo 5 altezze) Moltissime altezze sono proibite (i libri cadrebbero a terra) Per gli elettroni si parla di distanze dal nucleo e di energia permessa

29 29 Un trucco grafico Per ricavare la sequenza degli orbitali senza ricordarla a memoria si può utilizzare lo schema seguente

30 30 Esercitazioni sulle configurazioni 1 Scrivere la configurazione elettronica completa dello zinco (Zn; Z=30) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 Rappresentare la configurazione di valenza utilizzando le caselle quantiche 4s 2 3d 10 E

31 31 Esercitazioni sulle configurazioni 2 Scrivere la configurazione elettronica completa dello zinco (Bi; Z=83) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 3 Rappresentare la configurazione di valenza utilizzando le caselle quantiche 6s 2 4f 14 E 5d 10 6p 3

32 32 Esercitazioni sulle configurazioni 3 Scrivere la configurazione elettronica completa dello stagno (Sn; Z=50) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 2 Rappresentare la configurazione di valenza utilizzando le caselle quantiche 5s 2 E 4d 10 5p 2


Scaricare ppt "Chimica e laboratorio Latomo: configurazione elettronica e tavola periodica Classi quarte Docente: Luciano Canu Anno Scolastico 2005/2006 Latomo: configurazione."

Presentazioni simili


Annunci Google