C ORSI DI RECUPERO 2012 Classi seconde Biennio Tecnico Tecnologico Docente: Luciano Canu

T AVOLA PERIODICA La tavola periodica degli elementi È una tabella che raccoglie e rappresenta tutti gli elementi conosciuti Rappresenta: ogni elemento è rappresentato con una casella che contiene il suo simbolo Raccoglie: Ordine di numero atomico Per gruppi (somiglianza chimica – configurazione di valenza) Metalli e non metalli Per periodi (mettono lultimo elettrone in quel livello)

S TRUTTURA ELETTRONICA DELL ATOMO Numero e disposizione degli elettroni allinterno dellatomo Numero atomico (Z): numero di protoni presenti in quellelemento Per un atomo neutro, quindi, anche il numero degli elettroni è uguale a Z Non basta conoscere il numero totale degli elettroni Gli elettroni si dispongono secondo schemi piuttosto complessi attorno al nucleo Una versione semplificata dispone gli elettroni secondo livelli energetici principali A ciascun livello è associato un numero intero diverso da 0 chiamato numero quantico principale (n) Ad n è associata lenergia del livello (si può calcolare) Maggiore è n maggiore è lenergia del livello

G LI ELETTRONI ED I LIVELLI Gli elettroni sono indistinguibili Acquisiscono lenergia del livello in cui si trovano Lenergia dei livelli è quantizzata e stabilisce la distanza permessa di ogni livello e quindi di ogni elettrone La teoria della quantizzazione dellenergia afferma che esiste una quantità minima di energia (quanto) tutta lenergia è scambiata in multipli del quanto fondamentale (fotone) Bohr aveva utilizzato la teoria quantica per spiegare la stabilità dei livelli e degli elettroni associati

L IVELLI ELETTRONICI SEMPLIFICATI È possibile rappresentare in modo semplice la configurazione elettronica dei primi 20 elementi della tavola

E SERCIZIO 1 Costruisci la configurazione elettronica semplificata dellatomo con numero atomico 18 Lelemento è l argon, un gas nobile 1°

E SERCIZIO 2 Stabilisci la valenza dellelemento con Z=13 utilizzando la configurazione elettronica semplificata Lelemento è Al 1°

N OTAZIONE DI L EWIS È una versione semplificata delle configurazioni elettroniche di valenza di alcuni elementi Notazione di Lewis è un insieme di regole utilizzato per rappresentare gli elettroni di valenza di un elemento Presenta diversi vantaggi come Permette di prevedere le valenze degli elementi Principale (elettroni spaiati – singoletti) Valenze secondarie (doppietti di non legame) Comportamento metallico e non metallico

C ONFIGURAZIONI ELETTRONICHE STABILI Le configurazioni elettroniche caratterizzate da 4 doppietti dello strato di valenza sono stabili (basso valore energetico) Gli elementi che possiedono questa configurazione non hanno bisogno di reagire in alcun modo, la loro inerzia chimica è tale che sono denominati gruppo dei gas nobili o inerti Lo stato gassoso è giustificato dal fatto che sono sostanze monoatomiche e quindi a temperatura ambiente non riescono a condensare Tutto ciò si riassume con la regola dellottetto: Tutti gli elementi cercano di completare lo strato di valenza con 8 elettroni poiché è una configurazione stabile

C OMPORTAMENTO DEGLI ELEMENTI Comportamento chimico degli elementi è in relazione con la loro configurazione elettronica di valenza Alcuni elementi (Na) possiedono pochi elettroni di valenza, possono raggiungere lottetto in due modi: Acquisire i molti elettroni mancanti (7) - anione Perdere un elettrone mostrando lo strato sottostante completo (1) – catione Questi elementi perdono i pochi elettroni di valenza caricandosi positivamente (metalli) Lelemento metallico diventa molto più piccolo quando perde gli elettroni di valenza perché perde un livello energetico

L E SEMIREAZIONI La formazione di un catione da un metallo C C n+ + ne - Na Na + + e - Mg Mg e - Al Al e - La formazione di un anione da un non-metallo A + ne - A n- F + e - F - S + 2e - S 2- Tutti gli elementi cercano di raggiungere lisoelettronicità col gas nobile più vicino

ESERCIZIO Prevedere il comportamento dei seguenti elementi e scrivere le semireazioni Ga È un elemento del III gruppo con 3 elettroni di valenza, quindi avrà la tendenza a perdere elettroni Ga Ga e - Rb È un elemento del I gruppo con 1 elettrone di valenza, quindi avrà la tendenza a perdere 1 elettrone Rb Rb + + e - Se È un elemento del VI gruppo con 6 elettroni di valenza, quindi avrà la tendenza a acquistare 2 elettroni Se + 2e - Se 2-

F ORMAZIONE DI UN COMPOSTO IONICO La cessione e lacquisizione di elettroni deve essere contemporanea C C n+ + ne - A + ne - A n- Sommando membro a membro C + A + ne - C n+ + A n- + ne - CA Na + Cl Na + + Cl - NaCl Questa reazione rappresenta la formazione del legame ionico in un composto salino

C ARATTERISTICHE DEI COMPOSTI IONICI Struttura interna (microscopico) La formula di un composto ionico (NaCl) indica solo il rapporto numerico tra cationi e anioni (1:1) Non individua una unità autonoma come nel caso delle molecole La struttura è descritta in termini di interazioni elettrostatiche tra cariche opposte e quindi utilizzando la legge di Coulomb I due ioni si dispongono in modo regolare nelle 3 dimensioni formando un reticolo ordinato (cristallo) di estensione indefinita Prevalgono le forze attrattive La struttura ionica è robusta, i Sali sono altofondenti