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La moderna classificazione periodica degli elementi Descrizione generale della tavola periodica degli elementi: i gruppi, i periodi e la loro numerazione.

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Presentazione sul tema: "La moderna classificazione periodica degli elementi Descrizione generale della tavola periodica degli elementi: i gruppi, i periodi e la loro numerazione."— Transcript della presentazione:

1 La moderna classificazione periodica degli elementi Descrizione generale della tavola periodica degli elementi: i gruppi, i periodi e la loro numerazione. Proprietà generali dei metalli alcalini, alcalino-terrosi, alogeni e gas nobili. I blocchi s, p, d e f. Carica nucleare efficace, raggio atomico, raggio ionico, energia di ionizzazione, affinità elettronica, elettronegatività e carattere metallico: significato e loro andamento lungo i gruppi e i periodi. Metalli, non metalli e semi-metalli.

2 Numerazione gruppi IUPAC Mendeleev, 17 febbraio 1869

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4 La tavola periodica degli elementi (forma a lunghi periodi) LEGENDA Li Solidi Cs Liquidi Ar Gas Tc Artificiali Metalli Alcalini Metalli alcalino terrosi Metalli di Transizione Terre Rare Altri metalli Gas nobili Alogeni Non metalli La linea rossa divide i metalli (in basso a sinistra) dai non metalli (in alto a destra)

5 I (1) II (2) III (13) IV (14) V (15) VI (16) VII (17) O (18) (3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12) Gruppi (3) (4) (5) (6) (7) (2) (1) Periodi Numerazione gruppi tradizionale, n° coincide con gli elettroni esterni degli elementi o elettroni di valenza Numerazione (numerazione-IUPAC- Inter. Un. Pure and Appl. Chem)

6 Moseley ha ordinato gli elementi secondo valori crescenti del numero atomico (Z) TAVOLA PERIODICA. File orizzontali PERIODI File verticali GRUPPI Gli elementi appartenenti allo stesso gruppo hanno strutture elettroniche simili e quindi comportamento chimico simile. 1° periodo piccolissimo periodo 2° e 3° periodo periodi corti o piccoli 4° e 5° periodo lunghi periodi 6° periodo lunghissimo periodo 7° periodo incompleto

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8 Blocco s (ns 1, ns 2) Blocco d ( (n-1)d 10 ) Blocco p (ns 2 np 1, ns 2 np 5 ) Blocco f ( (n-2)f 14 ) Gas nobili (ns 2 np 6 ) Metalli alcalini, M + Metalli alcalino-terrosi, M ++ Alogeni, X - Blocco s e blocco p: elementi tipici o rappresentativi IIIIIIIVVVIVII0

9 Le proprietà periodiche Carica nucleare efficace (Z eff o Z*) Dimensioni atomiche (raggio atomico e raggi ionici) Energia di ionizzazione Affinità elettronica Elettronegatività Carattere metallico

10 -- Carica nucleare efficace In un atomo polielettronico gli elettroni più interni esplicano una azione di schermo per cui un elettrone risente di una carica Z eff (carica nucleare efficace) minore di Z H Li He

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13 Carica nucleare efficace Orbitali di tipo diverso (s, p, d, f, ecc.) appartenenti allo stesso livello n penetrano verso il nucleo in maniera diversa. La capacità di penetrazione varia nellordine: Z eff risulta tanto minore quanto minore è la penetrazione del relativo orbitale. Lelettrone è energeticamente meno legato al nucleo quanto minore è Z eff e al relativo orbitale corrisponderà una energia maggiore

14 Proprietà periodiche: CARICA NUCLEARE EFFICACE, Zeff

15 RAGGIO ATOMICO Raggio atomico covalente: molecola biatomica, F 2 Raggio atomico metallico: cristallo metallico, Al Raggio atomico di Van der Waals: aggregati allo stato solido, He 2 r A 1pm = 0.01Ǻ

16 Proprietà periodiche: RAGGIO ATOMICO lungo un gruppo

17 Proprietà periodiche: RAGGIO ATOMICO Periodo Zeff Gruppo n

18 Proprietà periodiche: RAGGIO ATOMICO

19 Ionizzazione: effetto sulle dimensioni atomiche Raggio ionico r Na =1.54 Å, r Na+ = 1.02 Å r Al = 1.43 Å, r Al3+ = 0.54 Å r F =0.71 Å, r F- = 1.33 Å

20 RAGGIO IONICO

21 Lenergia di ionizzazione 1 a ionizzazione 3 a ionizzazione

22 Lenergia di ionizzazione 0 E3s E2p E2s E ion 1eV= 23,053 kcal/mol 1 kcal/mol = 13.7 kJ/mol

23 Na Na + E ion Ne: [He] 2s 2 2p 6

24 Eccezioni: elementi dei gruppi III e VI ( o 13 e 16) Si passa da ns 2 np 1 a ns 2, e da ns 2 np 4 a ns 2 np 3

25 Li Na KRb Cs Z

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27 Elemento Configurazione elettronica Energia di ionizzazione (eV) 1s1s 2 s p 3 s p IIIIIIIVVVIVIIVIII H He Li Be B C N O F Ne – 1 2 – 2 2 – 3 2 – 4 2 – Na Mg Al Si P S Cl Ar – – 1 2 – 2 2 – 3 2 – 4 2 – 5 2 – Mg ++ Al +++ Na +

28 In generale: quanto più bassa è E ion, tanto più facilmente si può formare uno ione positivo ; i metalli alcalini sono gli elementi più elettropositivi: lelettropositività decresce da sinistra verso destra spostandosi lungo i singoli periodi; lelettropositività cresce dallalto verso il basso entro i singoli gruppi (cioè dallelemento più leggero al più pesante). Elemento a più alto valore di energia di ionizzazione: Fluoro (F) Elemento a più basso valore di energia di ionizzazione: Francio (Fr)

29 Ad esempio consideriamo il secondo periodo:

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31 N Eccezioni: elementi dei gruppi II e V ( o 2 e 15) Si passa da ns 2 a ns 2 np 1, e da ns 2 np 3 a ns 2 np 4

32 Eccezioni: elementi dei gruppi II e V (o 2 e 15) Si passa da una configurazione ns 2 a ns 2 np 1 e da ns 2 np 3 a ns 2 np 4 rispettivamente, con annullamento della simmetria nella distribuzione di carica elettrica attorno al nucleo

33 Proprietà periodiche: AFFINITÀ ELETTRONICA I II III IV V VI VII H Li Be B C N O F Na Mg Al Si P S Cl K Ca Ga Ge As Se Br E e.a. (KJ/mol) Periodo Zeff Gruppo r a Interessamento dellorbitale np di più alta energia – orbitale ns più esterno saturo. Semisaturazione degli orbitali 2p e 3p rispettivamente.

34 Proprietà periodiche: AFFINITÀ ELETTRONICA

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38 Elementi meno elettronegativi

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41 Metalli vs. non metalli METALLINON METALLI Buoni conduttori elettriciCattivi conduttori DuttiliNon duttili MalleabiliNon malleabili Solidi, alto punto di fusioneSolidi, liquidi, gassosi Buoni conduttori termiciCattivi conduttori termici Reagiscono con gli acidiNon reagiscono con gli acidi Danno ossidi basici (CaO, NaOH, NaH,...) Danno ossidi acidi (CO 2, SO 2, H 2 SO 4, HCl,…) Formano cationiFormano anioni Formano alogenuri ioniciFormano alogenuri covalenti

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43 Ordinare i seguenti elementi in ordine di raggio atomico crescente: Cu, K, Fe, Ge, Se, Sc. Ordinare i seguenti elementi in ordine di energia di 1° ionizzazione decrescente: Sb, P, As, Bi, N. Ordinare i seguenti elementi in ordine di elettronegatività crescente: Cl, Al, Si, Mg, P. Scrivere il simbolo chimico degli elementi: rame, fosforo, selenio, argento, osmio, piombo, astato, xeno, radio, cerio, zirconio, bismuto. Scrivere il nome degli elementi che corrispondono ai seguenti simboli chimici: Rb, Al, Se, Pt, Mo, Sb, Sn, Po, Sc. Ordinare i seguenti elementi in ordine di dimensioni atomiche (raggio atomico) decrescente: Ga, Tl, Al, B, In. Esercizi


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