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CORSO DI CHIMICA E PROPEDEUTICA BIOCHIMICA Anno accademico 2008/2009 Canale B Aula B – Istituti Biologici.

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2 CORSO DI CHIMICA E PROPEDEUTICA BIOCHIMICA Anno accademico 2008/2009 Canale B Aula B – Istituti Biologici

3 PROGRAMMA Nozioni fondamentali di Chimica Generale 7 hPre-corso finalizzato a sanare eventuali debiti formativi Argomenti: Struttura dellatomo Legame chimico Molecole inorganiche Massa atomica e massa molecolare relative Struttura dell'atomo: Nucleo e orbitali atomici. Tavola periodica degli elementi. Utilizzazione della spettroscopia atomica di assorbimento e di emissione per identificare e quantificare elementi presenti nel sangue e nei tessuti biologici Isotopi stabili e radioattivi; loro uso nella diagnostica e nella ricerca biomedica. Tempo di emivita degli isotopi radioattivi. Mole e Numero di Avogadro Legami chimici covalente e ionico. Elettronegatività degli elementi e polarità delle molecole. Ibridazione degli orbitali e geometria delle molecole Risonanza e legami ad elettroni delocalizzati Legami intermolecolari Nomenclatura dei composti inorganiciEsercitazione 6 ottobre - ore 15 TEST 13 ottobre – ore 15 5 hStati di aggregazione Soluzioni acquose Proprietà colligative Nota introduttiva sugli stati di aggregazione della materia; pressione interna e processo di condensazione dei gas reali, cambiamenti di stato. Proprietà dei liquidi e delle soluzioni. Unità di concentrazione delle soluzioni, pressione di vapore, tensione superficiale, viscosità, pressione osmotica.Esercitazione 20 ottobre - ore 15 TEST 27 ottobre – ore 15 7 hSoluzioni elettrolitiche Acidi e basi Tamponi Calcolo e misura del pH di soluzioni acquose Elettroliti ed equilibri chimici in soluzione. Acidi e basi. Calcolo del pH di soluzioni di acidi, di basi, di sali. Tamponi acido-baseEsercitazioni 3 novembre - ore novembre - ore 15 TEST 17 novembre - ore 15 2 hCinetica chimica. Ossidoriduzioni. Leggi della cinetica chimica e loro uso nel laboratorio biochimico-clinico. Processi di ossido-riduzione di interesse biomedico. ESAME FINALE

4 Chimica Organica 9 hStruttura, nomenclatura e proprietà chimiche degli idrocarburi alifatici, aliciclici ed aromatici. Stereoisomeria ottica Struttura e nomenclatura di alcani, alcheni, alchini, cicloalcani, idrocarburi aromatici. Stereoisomeria conformazionale e configurazionale geometrica Principali reazioni delle differenti classi di idrocarburi : reazioni di sostituzione ed addizione. Stereoisomeria ottica: convenzione di Fischer e convenzione R/S.Esercitazioni 24 novembre - ore 15 TEST 1 dicembre - ore 15 9 hGruppi funzionali: Proprietà chimiche, Stereoisomeria ottica Struttura e proprietà chimiche dei gruppi funzionali alcolico, tiolico e fenolico etereo e tioetereo amminico carbonilico carbossilico, estereo e ammidico ESAME FINALE

5 Propedeutica Biochimica 2 hStruttura e proprietà chimiche di composti di interesse biologico Struttura, nomenclatura e proprietà chimiche di alcuni intermedi metabolici della glicolisi, del ciclo degli acidi tricarbossilici, della sintesi e degradazione di amminoacidi e lipidi, della ureogenesi. ESAME FINALE 4 hCarboidratiStruttura chimica e nomenclatura dei carboidrati. Monosaccaridi: forma emiacetalica, mutarotazione, anomeri, epimeri. Prodotti di ossidazione e riduzione dei monosaccaridi. Principali tecniche analitiche Glicosidi e disaccaridi. Legame mono- e di-glicosidico Oligosaccaridi e polisaccaridi naturali 4 hLipidiAcidi grassi e derivati Struttura e nomenclatura di glicerolipidi, glicosfingolipidi e fosfosfingolipidi. Proprietà fisiche dei lipidi anfipatici. Reazioni di idrolisi Principali tecniche analitiche 4 hAmminoacidi e Proteine Struttura chimica e nomenclatura degli amminoacidi. Dissociazione, capacità tamponante e punto isoelettrico degli amminoacidi Reazioni caratteristiche e metodi di separazione cromatografica ed elettroforetica degli amminoacidi. Legame peptidico. Oligopeptidi e polipeptidi. Struttura primaria di una proteina, determinazione della sequenza amminoacidica. Ulteriori livelli di organizzazione strutturale delle molecole proteiche: a)strutture secondarie ad alfa-elica ed a foglietto beta pieghettato b)strutture terziaria e quaternaria Metodi di separazione cromatografica ed elettroforetica delle proteine 4 hNucleosidi e nucleotidi, acidi nucleici Struttura e proprietà chimiche degli eterocicli penta- ed esa-atomici Basi puriniche e pirimidiniche. Nucleosidi e deossinucleosidi. Nucleotidi e polinucleotidi 4 hTermodinamica delle reazioni. Spontaneità delle reazioni chimiche e variazione delle funzioni termodinamiche entalpia, entropia ed energia libera. Processi reversibili e processi irreversibili. Termodinamica delle reazioni redox

6 Prove in itinere Per alcune parti del programma, lo Studente che lo desideri può sottoporsi alle verifiche in itinere (Test 1-4) previste durante il periodo di insegnamento. Per la preparazione alle verifiche in itinere gli Studenti saranno assistiti da Tutori, ogni lunedì pomeriggio, dalle ore 15 alle ore 17 (Aula Giuseppe Porcellati, Istituti Biologici, Via del Giochetto). Spiegazioni Il Docente del corso sarà disponibile in aula B (o nel suo studio c/o lIstituto di Biochimica, II piano, contiguo allaula B) per spiegazioni e chiarimenti secondo il seguente orario: mercoledì ore 15-17, giovedì ore

7 Esame finale Lesame finale consiste in una prova scritta e una prova orale. Saranno sconsigliati di presentarsi all'esame orale gli Studenti che abbiano conseguito un voto inferiore a 15/30 nella prova scritta. Costituiscono materia di esame (scritto e orale) gli argomenti che non hanno fatto parte di prove in itinere superate. Lesonero delle parti di programma relative alle prove in itinere si ottiene soltanto se le stesse sono state superate con votazione superiore a 17/30. CALENDARIO R. Roberti,L. Binaglia, A. Vecchini, COMMISSIONE : R. Roberti, L. Binaglia, A. Vecchini, P.L. Orvietani, A.M. Bennati, G. Schiavoni ISCRIZIONE Lo Studente che intenda sostenere l'esame in un appello è tenuto ad iscriversi in rete allindirizzo web gennaio/febbraiogiugno/lugliosettembre 19 gennaio giugno settembre gennaio giugno settembre febbraio luglio settembre febbraio luglio febbraio 2009

8 1H1H 3 Li 11 Na 19 K 37 Rb 4 Be 12 Mg 20 Ca 38 Sr 5B5B 13 Al 21 Sc 22 Ti 23 V 24 Cr 25 Mn 26 Fe 27 Co 28 Ni 29 Cu 30 Zn 31 Ga 49 In 6C6C 14 Si 32 Ge 50 Sn 7N7N 15 P 33 As 51 Sb 8O8O 16 S 34 Se 52 Te 9F9F 17 Cl 35 Br 53 I 39 Y 40 Zr 41 Nb 42 Mo 43 Tc 44 Ru 45 Rh 46 Pd 47 Ag 48 Cd 10 Ne 18 Ar 36 Kr 54 Xe 2 He 55 Cs 56 Ba 81 Tl 82 Pb 83 Bi 84 Po 85 At 57 La 72 Hf 73 Ta 74 W 75 Re 76 Os 77 Ir 78 Pt 79 Au 80 Hg 86 Rn 58 Ce 59 Pr 70 Yb 71 Lu 60 Nd 61 Pm 62 Sm 63 Eu 64 Gd 65 Tb 66 Dy 67 Ho 68 Er 69 Tm 90 Th 91 Pa 102 No 103 Lw 92 U 93 Np 94 Pu 95 Am 96 Cm 97 Bk 98 Cf 99 Es 100 Fm 101 Md 87 Fr 88 Ra 89 Ac I 0 I 0 II III IV V VI VII TAVOLA PERIODICA DEGLI ELEMENTI

9 P O OH HO OH acido ortofosforico H 3 PO 4 N H H H ammoniaca NH 3 acqua H 2 O acido pirofosforico H 4 P 2 O 7 P O OH HOO P O OH O H H ossigeno gassoso O 2 OO

10 CC H H H H H H CC H H H H H H etano C 2 H 6 C H H H H metano CH 4 C H H HH

11 Elementi più abbondanti nel corpo umano (% del numero totale di atomi) H 63 O 25.4 C 9.4 N 1.4 Ca 0.31 P 0.22 Cl 0.08 K 0.06

12 Le funzioni biologiche di alcuni elementi presenti in tracce FeTrasportatore di elettroni nelle reazioni di ossidoriduzione Trasporto di O 2 da parte dellemoglobina CuComponente di ossidasi mitocondriali CoComponente della vitamina B 12 SeComponente dellenzima glutatione reduttasi IComponente degli ormoni tiroidei Mn, Zn, Mo, V, Ni, MgCofattori di enzimi

13 1H1H 3 Li 11 Na 19 K 37 Rb 4 Be 12 Mg 20 Ca 38 Sr 5B5B 13 Al 21 Sc 22 Ti 23 V 24 Cr 25 Mn 26 Fe 27 Co 28 Ni 29 Cu 30 Zn 31 Ga 49 In 6C6C 14 Si 32 Ge 50 Sn 7N7N 15 P 33 As 51 Sb 8O8O 16 S 34 Se 52 Te 9F9F 17 Cl 35 Br 53 I 39 Y 40 Zr 41 Nb 42 Mo 43 Tc 44 Ru 45 Rh 46 Pd 47 Ag 48 Cd 10 Ne 18 Ar 36 Kr 54 Xe 2 He 55 Cs 56 Ba 81 Tl 82 Pb 83 Bi 84 Po 85 At 57 La 72 Hf 73 Ta 74 W 75 Re 76 Os 77 Ir 78 Pt 79 Au 80 Hg 86 Rn 58 Ce 59 Pr 70 Yb 71 Lu 60 Nd 61 Pm 62 Sm 63 Eu 64 Gd 65 Tb 66 Dy 67 Ho 68 Er 69 Tm 90 Th 91 Pa 102 No 103 Lw 92 U 93 Np 94 Pu 95 Am 96 Cm 97 Bk 98 Cf 99 Es 100 Fm 101 Md 87 Fr 88 Ra 89 Ac I 0 I 0 II III IV V VI VII TAVOLA PERIODICA DEGLI ELEMENTI

14 D-glucosio C C CH 2 OH OHH OHH C C O CH 2 OH HHO D-fruttosio C 6 H 12 O 6 H H HOH OH OH CH 2 OH C C C C C OHH HO

15 protone neutroneelettrone 1,673 x ,675 x ,110 x massa (Kg) ,602 x ,602 x carica elettrica (Coulomb)

16 Raggi atomici pm Raggi nucleari ~ 0.01 pm 1 pm = m

17 Modello atomico di Bohr-Sommerfeld mvr = n h 2

18 L'elettrone è una particella con carica negativa unitaria e massa 9,11 x Kg Una fascio di elettroni viene diffratto come se fosse un fascio di fotoni. Quindi lelettrone si comporta come unonda elettrica. - -

19 natura dualistica dell'elettrone Ad un elettrone (massa 9,11 x Kg) che si muova con velocità v è associata un'onda elettrica di lunghezza. = h m v

20 natura dualistica dell'elettrone pm distanza dal nucleo probabilità distanza dal nucleo idrogeno

21 Data una definita carica nucleare, viene elaborata unequazione differenziale (eq. di Schroedinger) le cui soluzioni sono infinite. Le poche soluzioni reali della equazione di Schroedinger sono esse stesse delle equazioni, definite autofunzioni. Le autofunzioni descrivono la forma e lenergia degli orbitali

22 Nelle equazioni che definiscono forma ed energia degli orbitali sono contenuti coefficienti numerici che possono assumere soltanto valori discreti. Questi coefficienti sono chiamati numeri quantici n : numero quantico principale l : numero quantico secondario m : numero quantico magnetico numeri quantici I numeri quantici possono assumere solamente i valori che rispettano le seguenti regole: n = 1, 2, 3, 4,... l = 0, 1, 2, 3, …, n-1 m = 0, ±1, ±2, ±3, …, ±l

23 Gli orbitali che hanno valore di l=0 si chiamano orbitali s.s. n=1 l=0 1s n=2 l=0 2s n=3l=0 3s n=4l=0 4s

24 pxpxpxpx m = +1 Per l = 1 possono aversi valori diversi di un terzo numero quantico, m (magnetico), che può essere Gli orbitali che hanno valore di l=1 si chiamano orbitali p. pypypypy m = 0 pzpzpzpz m = -1

25 Per l = 2 possono aversi valori di m uguali a Gli orbitali che hanno valore di l=2 si chiamano orbitali d. d xy d xz d yz d x 2 -y 2 dx2dx2

26 un orbitale 1s l001l001 m un orbitale 2s tre orbitali 2p n 1 2 x y z 1,0,0 2,0,0 2,1,+1 2,1,0 2,1,-1

27 3s 3px 3py 3pz cinque orbitali 3d l012l012 m n 3

28 2px2px n=2; l =1; m=+1 3px3px n=3; l =1; m=+1 4px4px n=4; l =1; m=+1 Dimensioni ed energia degli orbitali dipendono soprattutto dal valore di n

29 H H L'idrogeno è l'atomo che contiene nel nucleo un solo protone L'unico elettrone dell'atomo di idrogeno può occupare uno degli orbitali disponibili

30 Quali orbitali sono disponibili per l'unico elettrone dell'atomo di idrogeno ? Quali orbitali sono disponibili per l'unico elettrone dell'atomo di idrogeno ? n=1 l=0 n=2 l=0 n=3l=0 n=4l=0 Ciascuno degli orbitali sferici di tipo s

31 pxpxpxpx l = +1 pypypypy l = 0 pzpzpzpz l = -1 Ciascuno degli orbitali p (2p, 3p, 4p, 5p, …) Quali orbitali sono disponibili per l'unico elettrone dell'atomo di idrogeno ? Quali orbitali sono disponibili per l'unico elettrone dell'atomo di idrogeno ?

32 Quali orbitali sono disponibili per l'unico elettrone dell'atomo di idrogeno ? Quali orbitali sono disponibili per l'unico elettrone dell'atomo di idrogeno ? Ciascuno degli orbitali d (3d, 4d, 5d, …) x y z x z y x y x z y x z y z d x 2 -y 2 dz2dz2 d xy d yz d xz

33 x y z x y z x z y x z y x y z x z y x y x z y x z y z spxpx pypy pzpz d x 2 -y 2 dz2dz2 d xy d yz d xz

34 Allo stato fondamentale, l'unico elettrone dell'atomo di idrogeno abita l'orbitale 1s. n l ENERGIAENERGIA ENERGIAENERGIA 2s 2px 2py 2pz 3s 3px 3py 3pz 4px 4py 4pz 5px 5py 5pz 4s 5s 3dx 2 3dx 2 -y 2 3dxz 3dxy 3dyz 4dx 2 4dx 2 -y 2 4dxz 4dxy 4dyz 1s

35 n=1l=0 … ma lelettrone dellatomo di idrogeno abita sempre lorbitale 1s?

36 L'elettrone dell'atomo di idrogeno può essere promosso dallo stato fondamentale ad uno stato eccitato spendendo una quantità discreta di energia ENERGIAENERGIA s pd oppure

37 L'elettrone dell'atomo di idrogeno può essere promosso dallo stato fondamentale ad uno stato eccitato spendendo una quantità discreta di energia ENERGIAENERGIA s pd oppure

38 L'elettrone dell'atomo di idrogeno può essere promosso dallo stato fondamentale ad uno stato eccitato spendendo una quantità discreta di energia ENERGIAENERGIA s pd però...

39 Non è possibile eccitare latomo con unenergia non corrispondente alla differenza di energia esistente fra due orbitaliNon è possibile eccitare latomo con unenergia non corrispondente alla differenza di energia esistente fra due orbitali ENERGIAENERGIA s pd

40 L'elettrone dell'atomo di idrogeno può essere promosso dallo stato fondamentale ad uno stato eccitato spendendo una quantità discreta di energia ENERGIAENERGIA s pd

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42 Dalla lunghezza d'onda delle righe spettrali si può calcolare la differenza di energia esistente fra gli orbitali fra i quali è avvenuta la transizione E = h (Å)

43 Gli spettri di emissione e di assorbimento di un elemento sono complementari

44 Le righe spettrali consentono di identificare un elemento (nmetri)

45 Le righe spettrali consentono di identificare un elemento azoto ferro

46 Si costruiscono idealmente gli atomi disponendo nel nucleo i protoni e disponendo negli orbitali un ugual numero di elettroni. Regole: 1. L'elettrone occupa l'orbitale a più bassa energia disponibile 2. Principio di Pauli: un orbitale può essere vuoto oppure abitato da uno o, al massimo, da due elettroni. Due elettroni che occupano lo stesso orbitale hanno spin antiparallelo. 3. Principio di Hund: il riempimento di un orbitale degenere si ha soltanto se gli altri orbitali degeneri sono già occupati da un elettrone. AUFBAU

47 1s 2s2p 3s3p3d 4s4p4d 4f 5s5p5d 5f 6s6p6d 7s7p 8s Il riempimento degli orbitali procede con la sequenza indicata a lato (seguendo dal basso le frecce).

48 H n l Z = 1 elemento: idrogeno Configurazione elettronica : 1s simbolo:

49 Si costruiscono idealmente gli atomi disponendo nel nucleo i protoni e disponendo negli orbitali un ugual numero di elettroni. Regole: 1. L'elettrone occupa l'orbitale a più bassa energia disponibile 2. Principio di Pauli: un orbitale può essere vuoto oppure abitato da uno o, al massimo, da due elettroni. Due elettroni che occupano lo stesso orbitale hanno spin antiparallelo. 3. Principio di Hund: il riempimento di un orbitale degenere si ha soltanto se gli altri orbitali degeneri sono già occupati da un elettrone. AUFBAU

50 He n l Z = 2 elemento: elio Configurazione elettronica : 1s 2 simbolo:

51 1s 2s2p 3s3p3d 4s4p4d 4f 5s5p5d 5f 6s6p6d 7s7p 8s

52 Li n l Z = 3 elemento: litio Configurazione elettronica : 1s 2, 2s simbolo:

53 Be n l Z = 4 elemento: berillio Configurazione elettronica : 1s 2, 2s 2 simbolo:

54 1s 2s2p 3s3p3d 4s4p4d 4f 5s5p5d 5f 6s6p6d 7s7p 8s

55 B n l Z = 5 elemento: boro Configurazione elettronica : 1s 2, 2s 2 px simbolo:

56 Si costruiscono idealmente gli atomi disponendo nel nucleo i protoni e disponendo negli orbitali un ugual numero di elettroni. Regole: 1. L'elettrone occupa l'orbitale a più bassa energia disponibile 2. Principio di Pauli: un orbitale può essere vuoto oppure abitato da uno o, al massimo, da due elettroni. Due elettroni che occupano lo stesso orbitale hanno spin antiparallelo. 3. Principio di Hund: il riempimento di un orbitale degenere si ha soltanto se gli altri orbitali degeneri sono già occupati da un elettrone. AUFBAU

57 C n l Z = 6 elemento: carbonio Configurazione elettronica : 1s 2, 2s 2 pxpy simbolo:

58 N n l Z = 7 elemento: azoto Configurazione elettronica : 1s 2, 2s 2 pxpypz simbolo:

59 O n l Z = 8 elemento: ossigeno Configurazione elettronica : 1s 2, 2s 2 px 2 pypz simbolo:

60 F n l Z = 9 elemento: fluoro Configurazione elettronica : 1s 2, 2s 2 px 2 py 2 pz simbolo:

61 Ne n l Z = 10 elemento: neon Configurazione elettronica : 1s 2, 2s 2 px 2 py 2 pz 2 simbolo:

62 1s 2s2p 3s3p3d 4s4p4d 4f 5s5p5d 5f 6s6p6d 7s7p 8s

63 Na Z = 11 elemento: sodio Configurazione elettronica : 1s 2, 2s 2 px 2 py 2 pz 2, 3s simbolo: n l

64 Na Z = 11 elemento: sodio Configurazione elettronica : 1s 2, 2s 2 px 2 py 2 pz 2, 3s simbolo: n l

65 1s 2, 2s 2 px 2 py 2 pz 2, 3s Na 1s 2, 2s Li n l

66 1s 2, 2s 2 px 2 py 2 pz 2, 3s 2 Mg 1s 2, 2s 2 Be n l

67 1s 2, 2s 2 px 2 py 2 pz 2, 3s 2 px Al 1s 2, 2s 2 px B n l

68 1s 2, 2s 2 px 2 py 2 pz 2, 3s 2 pxpy Si 1s 2, 2s 2 pxpy C n l

69 1s 2, 2s 2 px 2 py 2 pz 2, 3s 2 pxpypz P 1s 2, 2s 2 pxpypz N n l

70 1s 2, 2s 2 px 2 py 2 pz 2, 3s 2 px 2 pypz S 1s 2, 2s 2 px 2 pypz O n l

71 1s 2, 2s 2 px 2 py 2 pz 2, 3s 2 px 2 py 2 pz Cl 1s 2, 2s 2 px 2 py 2 pz F n l

72 1s 2, 2s 2 px 2 py 2 pz 2, 3s 2 px 2 py 2 pz 2 Ar 1s 2, 2s 2 px 2 py 2 pz 2 Ne n l

73 H Li Na K Rb Cs Fr I 1s 2,2s 2 p 6,3s 2 p 6 d 10,4s 2 p 6,5s 1s 2,2s 2 p 6,3s 2 p 6,4s 1s 2,2s 2 p 6,3s 1s 2,2s 1s 1s 2,2s 2 p 6,3s 2 p 6 d 10,4s 2 p 6 d 10,5s 2 p 6,6s 1s 2,2s 2 p 6,3s 2 p 6 d 10,4s 2 p 6 d 10 f 14,5s 2 2p 6 d 10,6s 2 p 6,7s

74 II 1s 2,2s 2 p 6,3s 2 p 6 d 10,4s 2 p 6,5s 2 1s 2,2s 2 p 6,3s 2 p 6,4s 2 1s 2,2s 2 p 6,3s 1s 2,2s 2 1s 2,2s 2 p 6,3s 2 p 6 d 10,4s 2 p 6 d 10,5s 2 p 6,6s 2 1s 2,2s 2 p 6,3s 2 p 6 d 10,4s 2 p 6 d 10 f 14,5s 2 2p 6 d 10,6s 2 p 6,7s 2 Be Mg Ca Sr Ba Ra 2

75 1s 2s2p 3s3p3d 4s4p4d 4f 5s5p5d 5f 6s6p6d 7s7p 8s 3d Dopo il riempimento degli orbitali 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, il 19° e il 20° elettrone vanno a occupare lorbitale 4s. Riempito lorbitale 4s, si ha loccupazione degli orbitali 3d, 4p e dellorbitale 5s.

76 1 H 1s 3 Li 2s 11 Na 3s 19 K 4s 37 Rb 5s 4 Be 2s 2 12 Mg 3s 2 20 Ca 4s 2 38 Sr 5s 2 5 B 2s 2 p 13 Al 3s 2 p 21 Sc 3d,4s 2 22 Ti 3d 2, 4s 2 23 V 3d 3, 4s 2 24 Cr 3d 5, 4s 25 Mn 3d 5, 4s 2 26 Fe 3d 6, 4s 2 27 Co 3d 7, 4s 2 28 Ni 3d 8, 4s 2 29 Cu 3d 10, 4s 30 Zn 3d 10, 4s 2 31 Ga 4s 2 p 49 In 5s 2 p 6 C 2s 2 p 2 14 Si 3s 2 p 2 32 Ge 4s 2 p 2 50 Sn 5s 2 p 2 7 N 2s 2 p 3 15 P 3s 2 p 3 33 As 4s 2 p 3 51 Sb 5s 2 p 3 8 O 2s 2 p 4 16 S 3s 2 p 4 34 Se 4s 2 p 4 52 Te 5s 2 p 4 9 F 2s 2 p 5 17 Cl 3s 2 p 5 35 Br 4s 2 p 5 53 I 5s 2 p 5 39 Y 4d, 5s 2 40 Zr 4d 2, 5s 2 41 Nb 4d 3, 5s 2 42 Mo 4d 5, 5s 43 Tc 4d 5, 5s 2 44 Ru 4d 6, 5s 2 45 Rh 4d 7, 5s 2 46 Pd 4d 8, 5s 2 47 Ag 4d 10, 5s 48 Cd 4d 10, 5s 2 10 Ne 2s 2 p 6 18 Ar 3s 2 p 6 36 Kr 4s 2 p 6 54 Xe 5s 2 p 6 2 He 1s 21°2°3°4°5°6°7°8° Riempito lorbitale 4s, il successivo elettrone occupa uno degli orbitali 3d

77 1 H 1s 3 Li 2s 11 Na 3s 19 K 4s 37 Rb 5s 4 Be 2s 2 12 Mg 3s 2 20 Ca 4s 2 38 Sr 5s 2 5 B 2s 2 p 13 Al 3s 2 p 21 Sc 3d,4s 2 22 Ti 3d 2, 4s 2 23 V 3d 3, 4s 2 24 Cr 3d 5, 4s 25 Mn 3d 5, 4s 2 26 Fe 3d 6, 4s 2 27 Co 3d 7, 4s 2 28 Ni 3d 8, 4s 2 29 Cu 3d 10, 4s 30 Zn 3d 10, 4s 2 31 Ga 4s 2 p 49 In 5s 2 p 6 C 2s 2 p 2 14 Si 3s 2 p 2 32 Ge 4s 2 p 2 50 Sn 5s 2 p 2 7 N 2s 2 p 3 15 P 3s 2 p 3 33 As 4s 2 p 3 51 Sb 5s 2 p 3 8 O 2s 2 p 4 16 S 3s 2 p 4 34 Se 4s 2 p 4 52 Te 5s 2 p 4 9 F 2s 2 p 5 17 Cl 3s 2 p 5 35 Br 4s 2 p 5 53 I 5s 2 p 5 39 Y 4d, 5s 2 40 Zr 4d 2, 5s 2 41 Nb 4d 3, 5s 2 42 Mo 4d 5, 5s 43 Tc 4d 5, 5s 2 44 Ru 4d 6, 5s 2 45 Rh 4d 7, 5s 2 46 Pd 4d 8, 5s 2 47 Ag 4d 10, 5s 48 Cd 4d 10, 5s 2 10 Ne 2s 2 p 6 18 Ar 3s 2 p 6 36 Kr 4s 2 p 6 54 Xe 5s 2 p 6 2 He 1s 2 55 Cs 6s 56 Ba 6s 2 81 Tl 5d 10 6s 2 p 82 Pb 5d 10 6s 2 p 2 83 Bi 5d 10 6s 2 p 3 84 Po 5d 10 6s 2 p 4 85 At 5d 10 6s 2 p 5 57 La 5d, 6s 2 72 Hf 5d 2, 6s 2 73 Ta 5d 3, 6s 2 74 W 5d 5, 6s 75 Re 5d 5, 6s 2 76 Os 5d 6, 6s 2 77 Ir 5d 7, 6s 2 78 Pt 5d 8, 6s 2 79 Au 5d 10, 6s 80 Hg 5d 10, 6s 2 86 Rn 5d 10 6s 2 p 6 58 Ce 4f 2 5d o 6s 2 59 Pr 4f 3 5d o 6s 2 70 Yb 4f 14 5d o 6s 2 71 Lu 4f 14 5d 1 6s 2 60 Nd 4f 4 5d o 6s 2 61 Pm 4f 5 5d o 6s 2 62 Sm 4f 6 5d o 6s 2 63 Eu 4f 7 5d o 6s 2 64 Gd 4f 7 5d 1 6s 2 65 Tb 4f 9 5d o 6s 2 66 Dy 4f 10 5d o 6s 2 67 Ho 4f 11 5d o 6s 2 68 Er 4f 12 5d o 6s 2 69 Tm 4f 13 5d o 6s 2 90 Th [Ra] 6d 2 91 Pa [Ra] 5f 2 6d No [Ra] 5f 14 6d o 103 Lw [Ra] 5f 14 6d 1 92 U [Ra] 5f 3 6d 1 93 Np [Ra] 5f 4 6d o 94 Pu [Ra] 5f 6 6d o 95 Am [Ra] 5f 7 6d o 96 Cm [Ra] 5f 9 6d 0 97 Bk [Ra] 5f 9 6d 0 98 Cf [Ra] 5f 10 6d 0 99 Es [Ra] 5f 11 6d o 100 Fm [Ra] 5f 12 6d o 101 Md [Ra] 5f 13 6d o 87 Fr [Rn] 7s 88 Ra [Rn] 7s 2 89 Ac [Ra] 6d I 0 I 0 II III IV V VI VII 31 Ga 4s 2 p 32 Ge 4s 2 p 2 33 As 4s 2 p 3 34 Se 4s 2 p 4 35 Br 4s 2 p 5 36 Kr 4s 2 p 6

78 1 H 1s 3 Li 2s 11 Na 3s 19 K 4s 37 Rb 5s 4 Be 2s 2 12 Mg 3s 2 20 Ca 4s 2 38 Sr 5s 2 5 B 2s 2 p 13 Al 3s 2 p 21 Sc 3d,4s 2 22 Ti 3d 2, 4s 2 23 V 3d 3, 4s 2 24 Cr 3d 5, 4s 25 Mn 3d 5, 4s 2 26 Fe 3d 6, 4s 2 27 Co 3d 7, 4s 2 28 Ni 3d 8, 4s 2 29 Cu 3d 10, 4s 30 Zn 3d 10, 4s 2 31 Ga 4s 2 p 49 In 5s 2 p 6 C 2s 2 p 2 14 Si 3s 2 p 2 32 Ge 4s 2 p 2 50 Sn 5s 2 p 2 7 N 2s 2 p 3 15 P 3s 2 p 3 33 As 4s 2 p 3 51 Sb 5s 2 p 3 8 O 2s 2 p 4 16 S 3s 2 p 4 34 Se 4s 2 p 4 52 Te 5s 2 p 4 9 F 2s 2 p 5 17 Cl 3s 2 p 5 35 Br 4s 2 p 5 53 I 5s 2 p 5 39 Y 4d, 5s 2 40 Zr 4d 2, 5s 2 41 Nb 4d 3, 5s 2 42 Mo 4d 5, 5s 43 Tc 4d 5, 5s 2 44 Ru 4d 6, 5s 2 45 Rh 4d 7, 5s 2 46 Pd 4d 8, 5s 2 47 Ag 4d 10, 5s 48 Cd 4d 10, 5s 2 10 Ne 2s 2 p 6 18 Ar 3s 2 p 6 36 Kr 4s 2 p 6 54 Xe 5s 2 p 6 2 He 1s 2 55 Cs 6s 56 Ba 6s 2 81 Tl 5d 10 6s 2 p 82 Pb 5d 10 6s 2 p 2 83 Bi 5d 10 6s 2 p 3 84 Po 5d 10 6s 2 p 4 85 At 5d 10 6s 2 p 5 57 La 5d, 6s 2 72 Hf 5d 2, 6s 2 73 Ta 5d 3, 6s 2 74 W 5d 5, 6s 75 Re 5d 5, 6s 2 76 Os 5d 6, 6s 2 77 Ir 5d 7, 6s 2 78 Pt 5d 8, 6s 2 79 Au 5d 10, 6s 80 Hg 5d 10, 6s 2 86 Rn 5d 10 6s 2 p 6 58 Ce 4f 2 5d o 6s 2 59 Pr 4f 3 5d o 6s 2 70 Yb 4f 14 5d o 6s 2 71 Lu 4f 14 5d 1 6s 2 60 Nd 4f 4 5d o 6s 2 61 Pm 4f 5 5d o 6s 2 62 Sm 4f 6 5d o 6s 2 63 Eu 4f 7 5d o 6s 2 64 Gd 4f 7 5d 1 6s 2 65 Tb 4f 9 5d o 6s 2 66 Dy 4f 10 5d o 6s 2 67 Ho 4f 11 5d o 6s 2 68 Er 4f 12 5d o 6s 2 69 Tm 4f 13 5d o 6s 2 90 Th [Ra] 6d 2 91 Pa [Ra] 5f 2 6d No [Ra] 5f 14 6d o 103 Lw [Ra] 5f 14 6d 1 92 U [Ra] 5f 3 6d 1 93 Np [Ra] 5f 4 6d o 94 Pu [Ra] 5f 6 6d o 95 Am [Ra] 5f 7 6d o 96 Cm [Ra] 5f 9 6d 0 97 Bk [Ra] 5f 9 6d 0 98 Cf [Ra] 5f 10 6d 0 99 Es [Ra] 5f 11 6d o 100 Fm [Ra] 5f 12 6d o 101 Md [Ra] 5f 13 6d o 87 Fr [Rn] 7s 88 Ra [Rn] 7s 2 89 Ac [Ra] 6d I 0 I 0 II III IV V VI VII 31 Ga 4s 2 p 32 Ge 4s 2 p 2 33 As 4s 2 p 3 34 Se 4s 2 p 4 35 Br 4s 2 p 5 36 Kr 4s 2 p 6

79 1s 2s2p 3s3p3d 4s4p4d 4f 5s5p5d 5f 6s6p6d 7s7p 8s 3d

80 1 H 1s 3 Li 2s 11 Na 3s 19 K 4s 37 Rb 5s 4 Be 2s 2 12 Mg 3s 2 20 Ca 4s 2 38 Sr 5s 2 5 B 2s 2 p 13 Al 3s 2 p 21 Sc 3d,4s 2 22 Ti 3d 2, 4s 2 23 V 3d 3, 4s 2 24 Cr 3d 5, 4s 25 Mn 3d 5, 4s 2 26 Fe 3d 6, 4s 2 27 Co 3d 7, 4s 2 28 Ni 3d 8, 4s 2 29 Cu 3d 10, 4s 30 Zn 3d 10, 4s 2 31 Ga 4s 2 p 49 In 5s 2 p 6 C 2s 2 p 2 14 Si 3s 2 p 2 32 Ge 4s 2 p 2 50 Sn 5s 2 p 2 7 N 2s 2 p 3 15 P 3s 2 p 3 33 As 4s 2 p 3 51 Sb 5s 2 p 3 8 O 2s 2 p 4 16 S 3s 2 p 4 34 Se 4s 2 p 4 52 Te 5s 2 p 4 9 F 2s 2 p 5 17 Cl 3s 2 p 5 35 Br 4s 2 p 5 53 I 5s 2 p 5 39 Y 4d, 5s 2 40 Zr 4d 2, 5s 2 41 Nb 4d 3, 5s 2 42 Mo 4d 5, 5s 43 Tc 4d 5, 5s 2 44 Ru 4d 6, 5s 2 45 Rh 4d 7, 5s 2 46 Pd 4d 8, 5s 2 47 Ag 4d 10, 5s 48 Cd 4d 10, 5s 2 10 Ne 2s 2 p 6 18 Ar 3s 2 p 6 36 Kr 4s 2 p 6 54 Xe 5s 2 p 6 2 He 1s 2 55 Cs 6s 56 Ba 6s 2 81 Tl 5d 10 6s 2 p 82 Pb 5d 10 6s 2 p 2 83 Bi 5d 10 6s 2 p 3 84 Po 5d 10 6s 2 p 4 85 At 5d 10 6s 2 p 5 57 La 5d, 6s 2 72 Hf 5d 2, 6s 2 73 Ta 5d 3, 6s 2 74 W 5d 5, 6s 75 Re 5d 5, 6s 2 76 Os 5d 6, 6s 2 77 Ir 5d 7, 6s 2 78 Pt 5d 8, 6s 2 79 Au 5d 10, 6s 80 Hg 5d 10, 6s 2 86 Rn 5d 10 6s 2 p 6 58 Ce 4f 2 5d o 6s 2 59 Pr 4f 3 5d o 6s 2 70 Yb 4f 14 5d o 6s 2 71 Lu 4f 14 5d 1 6s 2 60 Nd 4f 4 5d o 6s 2 61 Pm 4f 5 5d o 6s 2 62 Sm 4f 6 5d o 6s 2 63 Eu 4f 7 5d o 6s 2 64 Gd 4f 7 5d 1 6s 2 65 Tb 4f 9 5d o 6s 2 66 Dy 4f 10 5d o 6s 2 67 Ho 4f 11 5d o 6s 2 68 Er 4f 12 5d o 6s 2 69 Tm 4f 13 5d o 6s 2 90 Th [Ra] 6d 2 91 Pa [Ra] 5f 2 6d No [Ra] 5f 14 6d o 103 Lw [Ra] 5f 14 6d 1 92 U [Ra] 5f 3 6d 1 93 Np [Ra] 5f 4 6d o 94 Pu [Ra] 5f 6 6d o 95 Am [Ra] 5f 7 6d o 96 Cm [Ra] 5f 9 6d 0 97 Bk [Ra] 5f 9 6d 0 98 Cf [Ra] 5f 10 6d 0 99 Es [Ra] 5f 11 6d o 100 Fm [Ra] 5f 12 6d o 101 Md [Ra] 5f 13 6d o 87 Fr [Rn] 7s 88 Ra [Rn] 7s 2 89 Ac [Ra] 6d I 0 I 0 II III IV V VI VII

81 1 H 1s 3 Li 2s 11 Na 3s 19 K 4s 37 Rb 5s 4 Be 2s 2 12 Mg 3s 2 20 Ca 4s 2 38 Sr 5s 2 5 B 2s 2 p 13 Al 3s 2 p 21 Sc 3d,4s 2 22 Ti 3d 2, 4s 2 23 V 3d 3, 4s 2 24 Cr 3d 5, 4s 25 Mn 3d 5, 4s 2 26 Fe 3d 6, 4s 2 27 Co 3d 7, 4s 2 28 Ni 3d 8, 4s 2 29 Cu 3d 10, 4s 30 Zn 3d 10, 4s 2 31 Ga 4s 2 p 49 In 5s 2 p 6 C 2s 2 p 2 14 Si 3s 2 p 2 32 Ge 4s 2 p 2 50 Sn 5s 2 p 2 7 N 2s 2 p 3 15 P 3s 2 p 3 33 As 4s 2 p 3 51 Sb 5s 2 p 3 8 O 2s 2 p 4 16 S 3s 2 p 4 34 Se 4s 2 p 4 52 Te 5s 2 p 4 9 F 2s 2 p 5 17 Cl 3s 2 p 5 35 Br 4s 2 p 5 53 I 5s 2 p 5 39 Y 4d, 5s 2 40 Zr 4d 2, 5s 2 41 Nb 4d 3, 5s 2 42 Mo 4d 5, 5s 43 Tc 4d 5, 5s 2 44 Ru 4d 6, 5s 2 45 Rh 4d 7, 5s 2 46 Pd 4d 8, 5s 2 47 Ag 4d 10, 5s 48 Cd 4d 10, 5s 2 10 Ne 2s 2 p 6 18 Ar 3s 2 p 6 36 Kr 4s 2 p 6 54 Xe 5s 2 p 6 2 He 1s 21°2°3°4°5°6°7°8°

82 1s 2, 2s 2 p 6, 3s 2 p 6, 4s 2, 3d 6 Fe n l

83 1s 2, 2s 2 p 6, 3s 2 p 6, 4s 2, 3d 10 Zn n l

84 1 H 1s 3 Li 2s 11 Na 3s 19 K 4s 37 Rb 5s 4 Be 2s 2 12 Mg 3s 2 20 Ca 4s 2 38 Sr 5s 2 5 B 2s 2 p 13 Al 3s 2 p 21 Sc 3d,4s 2 22 Ti 3d 2, 4s 2 23 V 3d 3, 4s 2 24 Cr 3d 5, 4s 25 Mn 3d 5, 4s 2 26 Fe 3d 6, 4s 2 27 Co 3d 7, 4s 2 28 Ni 3d 8, 4s 2 29 Cu 3d 10, 4s 30 Zn 3d 10, 4s 2 31 Ga 4s 2 p 49 In 5s 2 p 6 C 2s 2 p 2 14 Si 3s 2 p 2 32 Ge 4s 2 p 2 50 Sn 5s 2 p 2 7 N 2s 2 p 3 15 P 3s 2 p 3 33 As 4s 2 p 3 51 Sb 5s 2 p 3 8 O 2s 2 p 4 16 S 3s 2 p 4 34 Se 4s 2 p 4 52 Te 5s 2 p 4 9 F 2s 2 p 5 17 Cl 3s 2 p 5 35 Br 4s 2 p 5 53 I 5s 2 p 5 39 Y 4d, 5s 2 40 Zr 4d 2, 5s 2 41 Nb 4d 3, 5s 2 42 Mo 4d 5, 5s 43 Tc 4d 5, 5s 2 44 Ru 4d 6, 5s 2 45 Rh 4d 7, 5s 2 46 Pd 4d 8, 5s 2 47 Ag 4d 10, 5s 48 Cd 4d 10, 5s 2 10 Ne 2s 2 p 6 18 Ar 3s 2 p 6 36 Kr 4s 2 p 6 54 Xe 5s 2 p 6 2 He 1s 21°2°3°4°5°6°7°8° Volume atomico Volume atomico Raggio atomico Raggio atomico Energia di ionizzazione Energia di ionizzazione Affinità elettronica Affinità elettronicaPeriodicità

85 H 37 Li 152 Na 186 K 227 Rb 248 Cs 265 Be 112 Mg 160 Ca 197 Sr 215 Ba 222 B 85 Al 143 Ga 135 In 167 Tl 170 C 77 Si 118 Ge 122 Sn 140 Pb 146 N 70 P 110 As 120 Sb 140 Bi 150 O 73 S 103 Se 119 Te 142 Po 168 F 72 Cl 100 Br 114 I 133 At (140) Ne 71 Ar 98 Kr 112 Xe 131 Rn (141) He 31 Elementi di transizione Raggi atomici (pm)

86 VOLUME ATOMICOVOLUME ATOMICO Cs Rb K Na Li ml·mole -1

87 e- e-e- ENERGIA DI IONIZZAZIONE + ATOMO + energia CATIONE + elettrone

88 H 1312 Li 520 Na 496 K 419 Rb 403 Cs 377 Be 899 Mg 738 Ca 599 Sr 550 Ba 503 B 801 Al 578 Sc 631 Ti 658 V 650 Cr 652 Mn 717 Fe 759 Co 758 Ni 757 Cu 745 Zn 906 Ga 579 In 558 Tl 589 C 1086 Si 786 Ge 762 Sn 709 Pb 715 N 1402 P 1012 As 947 Sb 834 Bi 703 O 1314 S 1000 Se 941 Te 869 Po 812 F 1681 Cl 1251 Br 1140 I 1008 At 890 Y 617 Zr 661 Nb 664 Mo 685 Tc 702 Ru 711 Rh 720 Pd 804 Ag 731 Cd 868 La 538 Hf 681 Ta 761 W 770 Re 760 Os 840 Ir 880 Pt 870 Au 890 Hg 1007 Ne 2081 Ar 1521 Kr 1351 Xe 1170 Rn 1037 He 2371 Energia di prima ionizzazione degli elementi ( kJ x mole -1 ) Si definisce energia di ionizzazione lenergia che occorre spendere per portare un elettrone a distanza infinita dal nucleo

89 e- AFFINITA ELETTRONICA - ATOMO + ELETTRONE ANIONE + energia

90 H -72,8 Li -59,6 Na -52,9 K -48,4 Rb -46,9 Cs -45,5 Be +241 Mg +230 Ca +156 Sr +167 Ba +52 B -26,7 Al -42,5 Ga -28,9 In -28,9 Tl -19,3 C -122 Si -134 Ge -119 Sn -107 Pb -35,1 N0N0 P -72,0 As -78,2 Sb -103 Bi -91,3 O -141 S -200 Se -195 Te -190 Po -183 F -328 Cl -349 Br -325 I -295 At -270 Ne +29 Ar +34 Kr +39 Xe +40 Rn +41 He +21 Elementi di transizione Affinità elettronica : lenergia scambiata nel processo in cui un atomo neutro viene addizionato di un elettrone (kJ x mole-1)

91 1 H 1s 3 Li 2s 11 Na 3s 19 K 4s 37 Rb 5s 4 Be 2s 2 12 Mg 3s 2 20 Ca 4s 2 38 Sr 5s 2 5 B 2s 2 p 13 Al 3s 2 p 21 Sc 3d,4s 2 22 Ti 3d 2, 4s 2 23 V 3d 3, 4s 2 24 Cr 3d 5, 4s 25 Mn 3d 5, 4s 2 26 Fe 3d 6, 4s 2 27 Co 3d 7, 4s 2 28 Ni 3d 8, 4s 2 29 Cu 3d 10, 4s 30 Zn 3d 10, 4s 2 31 Ga 4s 2 p 49 In 5s 2 p 6 C 2s 2 p 2 14 Si 3s 2 p 2 32 Ge 4s 2 p 2 50 Sn 5s 2 p 2 7 N 2s 2 p 3 15 P 3s 2 p 3 33 As 4s 2 p 3 51 Sb 5s 2 p 3 8 O 2s 2 p 4 16 S 3s 2 p 4 34 Se 4s 2 p 4 52 Te 5s 2 p 4 9 F 2s 2 p 5 17 Cl 3s 2 p 5 35 Br 4s 2 p 5 53 I 5s 2 p 5 39 Y 4d, 5s 2 40 Zr 4d 2, 5s 2 41 Nb 4d 3, 5s 2 42 Mo 4d 5, 5s 43 Tc 4d 5, 5s 2 44 Ru 4d 6, 5s 2 45 Rh 4d 7, 5s 2 46 Pd 4d 8, 5s 2 47 Ag 4d 10, 5s 48 Cd 4d 10, 5s 2 10 Ne 2s 2 p 6 18 Ar 3s 2 p 6 36 Kr 4s 2 p 6 54 Xe 5s 2 p 6 2 He 1s 21°2°3°4°5°6°7°8° Elementi metallici Elementi non-metallici Elementi anfoteri


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