Distribuzioni radiali di probabilità

Un elettrone nell’orbitale s è più vicino al nucleo di quello nell’orbitale p e quindi è meno schermato. L’elettrone in s risente quindi di un Zeff maggiore rispetto a quando è nel p E’ quindi trattenuto con più forza e a Energia piu’ basse dell’orbitale p

Il 4s si inverte con il 3d a causa dell’alta penetrazione di un orbitale 4s rispetto a un 3d, pur avendo numero quantico maggiore uguale a 4.

Riempimento degli orbitali Variazione di energia in funzione del numero atomico

X- X + e- Affinita' elettronica Energia relativa alla reazione di perdita di un elettrone da parte di ione monoatomico negativo gassoso. X- X + e- Dà quindi un idea della forza con cui un elettrone potrebbe legarsi ad un atomo.

Affinita’ elettronica Gli atomi della maggior parte degli elementi hanno affinita’ elettronica > 0, devo quindi spendere energia per strappare l’elettrone. Quindi la maggior parte degli atomi tende ad avere un elettrone in più rispetto a quelli dell’atomo neutro. Eccezioni: gas nobili, Be (2s2), Mg (3s2), N (2s2 2p3). Questa e’ una riprova che ci sono delle configurazioni elettroniche relativamente piu’ stabili delle altre.

Affinita’ elettronica Gli elementi a destra della tavola periodica (gruppo 17) hanno alta affinità elettonica. Le affinità elettroniche tendono a diminuire spostandosi lungo gli elementi di un gruppo.

Affinita’ elettronica L’aggiunta di un secondo o più elettroni è sempre sfavorevole. Es: O- + e- -> O2- Le repulsioni interelettroniche non sopravanzano il guadagno energetico dovuto alla acquisizione di una configurazione a livello completo e quindi EA >0

Dimensioni atomiche Le dimensioni di un atomo sono determinate dalla distribuzione degli elettroni intorno al nucleo. Non esiste un confine netto e definito dell’atomo. Non e’ possibile determinare sperimentalmente le dimensioni di un atomo isolato.

Raggi atomici J.C. Slater ha proposto un insieme congruente di raggi atomici basandosi sulle distanze tra atomi nelle sostanze elementari e nei composti allo stato solido. I raggi atomici sono stati definiti in modo tale che la somma dei raggi dia le distanze fra i nuclei. Naturalmente il raggio atomico varierà a seconda di come l'atomo in esame interagisce con i suoi vicini, ma la deviazione dal valor medio del raggio atomico e' entro 12 pm.

Raggi atomici (in pm) degli elementi    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 H 25 Li 145 Be 105 B 85 C 70 N 65 O 60 F 50 Na 180 Mg 150 Al 125 Si 110 P 100 S 100 Cl 100 K 220 Ca 180 Sc 160 Ti 140 V 135 Cr 140 Mn 140 Fe 140 Co 135 Ni 135 Cu 135 Zn 135 Ga 130 Ge 125 As 115 Se 115 Br 115 Rb 235 Sr 200 Y 180 Zr 155 Nb 145 Mo 145 Tc 135 Ru 130 Rh 135 Pd 140 Ag 160 Cd 155 In 155 Sn 145 Sb 145 Te 140 I 140 Cs 260 Ba 215 La * 195 Hf 155 Ta 145 W 135 Re 135 Os 130 Ir 135 Pt 135 Au 135 Hg 150 Tl 190 Pb 180 Bi 160 Po 190 At    - Fr   - Ra 215 Ac ** 195  

Raggi atomici

Il raggio atomico del Litio è maggiore di quello del Fluoro Raggi atomici Il raggio atomico del Litio è maggiore di quello del Fluoro Il raggio atomico diminuisce man mano che si va da sinistra a destra in ogni periodo

Variazione del raggio atomico in funzione del numero atomico L’aumento di Zeff lungo un periodo fa contrarre gli atomi Br Cl F

Raggi atomici Le dimensioni atomiche diminuiscono lungo ciascun periodo, nel senso in cui aumentano le interazioni nucleo-elettroni. Le dimensioni atomiche aumentano scendendo lungo un gruppo, nel senso in cui le interazioni nucleo-elettroni diminuiscono.

Elementi di transizione A parte una piccola contrazione all’inizio della serie, gli atomi della stessa serie di transizione hanno più o meno la stessa dimensione. La dimensione è determinata dall’orbitale ns. Metto elettroni negli orbitali d che sono interni rispetto all’orbitale s e che partecipano all’effetto di schermo, mentre il numero di elettroni nell’orbitale s esterno è costante L’effetto dell’aumento di protoni nel nucleo è bilanciato dall’aumento del numero di elettroni (n-1)d.

Zeff vara poco lungo il rempimento degli orbitali 3d ed è circa costante per gli elettroni nell’orbitale 4s

Raggi atomici e raggi ionici Per gli anioni vale il discorso inverso. Gli elettroni per l’aumento della repulsione tendono ad allontanarsi e le dimensioni aumentano. Quindi l’ anione ha raggio ionico molto piu’ grande del raggio atomico La conseguenza dell’aumento dell’attrazione tra il nucleo e gli elettroni rimanenti è che il catione ha raggio ionico molto piu’ piccolo del raggio atomico. La contrazione più rilevante si ha quando la perdita di uno o più elettroni comporta la scomparsa dello strato più esterno della configurazione elettronica dello ione

Na+ e Mg2+ sono isoelettronici, cioè hanno tutti e due 10 elettroni. Mg2+ è più piccolo perhce’ ha carica nucleare maggiore uguale a +12 rispetto a +11 del Na+

Raggi ionici

Metalli e non metalli Metalli = poveri di elettroni esterni e con più bassa energia di ionizzazione Non Metalli = ricchi di elettroni esterni e con più alta energia di ionizzazione

Metalli e non metalli