La Tavola Periodica

Tavola Periodica degli Elementi: Gruppi e Periodi Periodi: Proprietà variabili con continuità. Gruppi: Proprietà Chimiche simili Periodi Gruppi

Proprietà Periodiche e Struttura Elettroniche Le proprietà di un elemento dipendono dal numero atomico (Z) Z = N° Protoni =N° elettroni In una trasformazione chimica l’intorno di un atomo si modifica. Struttura dell’atomo Nucleo (Protoni+Neutroni) Poco Accessibile Nube elettronica intorno O2 + 2 H2 2 H2O Le proprietà chimiche dipendono dal numero di elettroni, in quanto essi sono sensibili al cambio dell’intorno atomico

Elettroni di valenza In base alle configurazioni elettroniche, gli elettroni sono disposti attorno al nucleo in livelli energetici, corrispondenti a distanze medie dal nucleo variabili. Gli elettroni che si trovano nell’ultimo livello energetico (quindi quelli caratterizzati da numero quantico principale più alto) sono detti elettroni di valenza Gli elettroni di valenza sono quelli che risentono del cambio dell’intorno chimico, quindi caratterizzano le proprietà chimiche dell’elemento

Giustificazione delle similitudini di gruppo Le proprietà degli elementi dipendono dagli elettroni di valenza Gli elementi con proprietà simili sono disposti sulla stessa colonna Gli elementi dello stesso gruppo hanno gli elettroni di valenza nello stesso tipo di orbitali

Le configurazioni elettroniche sulla Tavola Periodica

Le configurazioni elettroniche sulla Tavola Periodica

Proprietà Periodiche: Raggio Atomico Il raggio atomico aumenta lungo un gruppo e diminuisce lungo un periodo

Giustificazione della variazione del raggio atomico lungo un Gruppo Lungo un gruppo il numero di elettroni di valenza si mantiene costante, mentre aumenta il loro livello energetico (aumenta il numero quantico principale). L’aumento di livello energetico corrisponde ad un aumento della distanza media dal nucleo La dimensione di un atomo dipende dalla distanza media degli elettroni di valenza dal nucleo. Il raggio atomico aumenta lungo un gruppo

Giustificazione della variazione del raggio atomico lungo un Periodo Lungo un periodo il numero di elettroni di valenza aumenta, mentre si mantiene costante il numero quantico principale Lungo un periodo la carica nucleare aumenta. L’attrazione del nucleo sugli elettroni di valenza aumenta. Gli elettroni tendono a contrarsi sul nucleo La dimensione di un atomo dipende dalla distanza media degli elettroni di valenza dal nucleo. Il raggio atomico diminuisce lungo un periodo

Proprietà Periodiche: Energia di Ionizzazione In ogni atomo gli elettroni sono vincolati al nucleo mediante forze di natura elettrica. Le differenti proprietà chimiche degli elementi sono spiegabili in termini di diversa forza di attrazione tra gli elettroni e il nucleo La proprietà chimica che tiene conto di ciò è l’Energia di Ionizzazione Energia di Ionizzazione (E.I.): Minima energia da somministrare ad un atomo in fase gassosa (X), per strappargli un elettrone, trasformandolo in uno ione positivo (X+) X (g) + E.I. X+(g) + e- Il processo di formazione di un catione è SEMPRE accompagnato da assorbimento di energia. L’Energia di Ionizzazione è sempre positiva.

Proprietà Periodiche: Energia di Ionizzazione L’Energia di Ionizzazione varia lungo la tavola Periodica Secondo una legge regolare

Proprietà Periodiche: Energia di Ionizzazione

Precisazione L’energia di Ionizzazione è il minimo valore di energia da somministrare per vincere l’energia di attrazione tra l’elettrone e il nucleo L’energia di attrazione tra l’elettrone e il nucleo diminuisce al crescere dell’energia dell’orbitale in cui l’elettrone si trova

Giustificazione della diminuzione dell’Energia di Ionizzazione lungo un gruppo Lungo un gruppo il numero di elettroni di valenza si mantiene costante, mentre aumenta il loro livello energetico (aumenta il numero quantico principale). L’energia di attrazione tra l’elettrone e il nucleo diminuisce L’Energia di ionizzazione diminuisce lungo un gruppo

L’Energia di Ionizzazione aumenta lungo un periodo Giustificazione dell’aumento dell’Energia di Ionizzazione lungo un periodo Lungo un periodo la carica nucleare aumenta. L’attrazione del nucleo sugli elettroni di valenza aumenta. Diminuisce l’energia dell’orbitale Lungo un periodo il numero di elettroni di valenza aumenta, mentre si mantiene costante il numero quantico principale L’Energia di Ionizzazione aumenta lungo un periodo

Proprietà Periodiche: Energia di Ionizzazione X(g) + Eion  X+(g) + e- Prima ionizzazione X+(g) + Eion  X2+(g) + e- Seconda ionizzazione X2+(g) + Eion  X3+(g) + e- Terza ionizzazione

Proprietà Periodiche: Affinità Elettronica Energia connessa con il processo di formazione di uno ione negativo a partire da un atomo gassoso X(g) + e-  X-(g) + Ea.e. La maggior parte degli elementi chimici nel formare uno ione negativo cede energia Ea.e. < O Processo esotermico

Proprietà Periodiche: Affinità Elettronica Ea.e. (eV,T=0K) I II III IV V VI VII 1 H -0.75 2 Li Be B C N O F -0.62 0 -0.28 -1.26 0 -1.46 -3.40 3 Na Mg Al Si P S Cl -0.55 0 -0.44 -1.38 -0.75 -2.08 -3.62 4 K Ge As Se Br -0.50 -1.20 -0.80 -2.02 -3.36 5 Sn I -1.20 -3.06 Gruppo Periodo

Classificazione degli elementi: Metalli, Non Metalli, Metalloidi Metalli: Elementi con Bassa Energia di Ionizzazione e Bassa Affinità Elettronica Non Metalli: Elementi con Alta Energia di Ionizzazione e Alta Affinità Elettronica Semi - Metalli: Elementi con Alta Affinità Elettronica. In natura gli elettroni si conservano Il processo di ionizzazione comporta sempre la formazione di due ioni di segno contrario. Tutti gli atomi tendono a comportarsi come i sistemi meccanici Tendono a ridurre la propria Energia Potenziale I metalli formano solo ioni positivi. I non metalli formano facilmente Ioni Negativi, ma molto difficilmente ioni positivi. I semi-metalli formano difficilmente ioni