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

Nozioni fondamentali di Chimica Generale PROGRAMMA Nozioni fondamentali di Chimica Generale 7 h Pre-corso finalizzato a sanare eventuali debiti formativi Argomenti: Struttura dell’atomo 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 inorganici Esercitazione 6 ottobre - ore 15 TEST 13 ottobre – ore 15 5 h Stati 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. 20 ottobre - ore 15 27 ottobre – ore 15 Soluzioni 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-base Esercitazioni 3 novembre - ore 15 10 novembre - ore 15 17 novembre - ore 15 2 h Cinetica chimica. Ossidoriduzioni. Leggi della cinetica chimica e loro uso nel laboratorio biochimico-clinico. Processi di ossido-riduzione di interesse biomedico. ESAME FINALE

Chimica Organica ESAME FINALE Esercitazioni 24 novembre - ore 15 TEST Struttura, 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 Gruppi 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

Propedeutica Biochimica Struttura 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 h Carboidrati Struttura 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 Lipidi Acidi grassi e derivati Struttura e nomenclatura di glicerolipidi, glicosfingolipidi e fosfosfingolipidi. Proprietà fisiche dei lipidi anfipatici. Reazioni di idrolisi Amminoacidi 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: strutture secondarie ad alfa-elica ed a foglietto beta pieghettato strutture terziaria e quaternaria Metodi di separazione cromatografica ed elettroforetica delle proteine Nucleosidi e nucleotidi, acidi nucleici Struttura e proprietà chimiche degli eterocicli penta- ed esa-atomici Basi puriniche e pirimidiniche. Nucleosidi e deossinucleosidi. Nucleotidi e polinucleotidi Termodinamica 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

Prove in itinere Spiegazioni 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 l’Istituto di Biochimica, II piano, contiguo all’aula B) per spiegazioni e chiarimenti secondo il seguente orario: mercoledì ore 15-17, giovedì ore 15-17.

Esame finale L’esame 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. L’esonero 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 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 all’indirizzo web http://www.unipg.it/studenti/servizionlineSOL.jsp. gennaio/febbraio giugno/luglio settembre 19 gennaio 2009 22 giugno 2009 7 settembre 2009 26 gennaio 2009 29 giugno 2009 14 settembre 2009 2 febbraio 2009 13 luglio 2009 28 settembre 2009 16 febbraio 2009 27 luglio 2009 23 febbraio 2009

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

acido ortofosforico H3PO4 ossigeno gassoso O2 O N H ammoniaca NH3 O H acqua H2O P O OH HO acido ortofosforico H3PO4 P O OH HO acido pirofosforico H4P2O7

C H metano CH4 C H etano C2H6

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

Le funzioni biologiche di alcuni elementi presenti in tracce Fe Trasportatore di elettroni nelle reazioni di ossidoriduzione Trasporto di O2 da parte dell’emoglobina Cu Componente di ossidasi mitocondriali Co Componente della vitamina B12 Se Componente dell’enzima glutatione reduttasi I Componente degli ormoni tiroidei Mn, Zn, Mo, V, Ni, Mg Cofattori di enzimi

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

C6H12O6 C H O H C O H O C H H C O H H C O H C H O H O H C D-glucosio D-fruttosio

+ protone neutrone elettrone massa (Kg) carica elettrica (Coulomb) - 1,673 x 10-27 1,675 x 10-27 9,110 x 10-31 massa (Kg) + 1,602 x 10-19 0 -1,602 x 10-19 carica elettrica (Coulomb)

Raggi atomici 100-150 pm Raggi nucleari ~ 0.01 pm 1 pm = 10-12 m

Modello atomico di Bohr-Sommerfeld 2p mvr = n 

- L'elettrone è una particella con carica negativa unitaria e massa 9,11 x 10-31 Kg Una fascio di elettroni viene diffratto come se fosse un fascio di fotoni. Quindi l’elettrone si comporta come un’onda elettrica. -

- - natura dualistica dell'elettrone  = h m • v Ad un elettrone (massa 9,11 x 10-31 Kg) che si muova con velocità v è associata un'onda elettrica di lunghezza .  = h m • v -

natura dualistica dell'elettrone H . 53 pm distanza dal nucleo probabilità idrogeno

Autofunzioni Le autofunzioni descrivono la Data una definita carica nucleare, viene elaborata un’equazione 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 l’energia degli orbitali

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 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

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

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

Gli orbitali che hanno valore di l=2 si chiamano orbitali d. Per l = 2 possono aversi valori di m uguali a +2 +1 -1 -2 dxy dxz dyz dx2-y2 dx2

n l 1 1 2 m Y1,0,0 un orbitale 1s +1 Y2,0,0 -1 un orbitale 2s Y2,1,+1 1 m +1 -1 un orbitale 1s Y1,0,0 Y2,0,0 un orbitale 2s x y z Y2,1,+1 tre orbitali 2p Y2,1,0 Y2,1,-1

n 3 l 1 2 m +1 -1 +2 -2 3s 3px 3py 3pz cinque orbitali 3d

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

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

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

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

Ciascuno degli orbitali d (3d, 4d, 5d, …) Quali orbitali sono disponibili per l'unico elettrone dell'atomo di idrogeno ? Ciascuno degli orbitali d (3d, 4d, 5d, …) x y z dx2-y2 dz2 dxy dyz dxz

s px py pz dx2-y2 dxy dz2 dyz dxz z z x x y y z z z z z x x x x x y y

l n 0 1 2 5px 5py 5pz 4dx2 4dx2-y2 4dxz 4dxy 4dyz 5s 5 E N R G I A 4px 4py 4pz 3dx2 3dx2-y2 3dxz 3dxy 3dyz 4s 4 3px 3py 3pz 3s 3 Allo stato fondamentale, l'unico elettrone dell'atomo di idrogeno abita l'orbitale 1s. 2px 2py 2pz 2s 2 1s 1

n=1 l=0 … ma l’elettrone dell’atomo di idrogeno abita sempre l’orbitale 1s? n=1 l=0

L'elettrone dell'atomo di idrogeno può essere promosso dallo stato fondamentale ad uno stato eccitato spendendo una quantità discreta di energia p d s E N R G I A oppure

L'elettrone dell'atomo di idrogeno può essere promosso dallo stato fondamentale ad uno stato eccitato spendendo una quantità discreta di energia p d s E N R G I A oppure

L'elettrone dell'atomo di idrogeno può essere promosso dallo stato fondamentale ad uno stato eccitato spendendo una quantità discreta di energia p d s E N R G I A però ...

Non è possibile eccitare l’atomo con un’energia non corrispondente alla differenza di energia esistente fra due orbitali p d s E N R G I A

L'elettrone dell'atomo di idrogeno può essere promosso dallo stato fondamentale ad uno stato eccitato spendendo una quantità discreta di energia p d s E N R G I A

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 = hn 3889 4102 4340 4861 6563  (Å)

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

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

 Le righe spettrali consentono di identificare un elemento azoto ferro 

AUFBAU 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.

Energia Il riempimento degli orbitali procede con la sequenza indicata a lato (seguendo dal basso le frecce). 8s 7s 7p 6s 6p 6d 5s 5p 5d 5f Energia 4s 4p 4d 4f 3s 3p 3d 2s 2p 1s

H l Z = 1 elemento: idrogeno simbolo: Configurazione elettronica : 1s 1 2 3 1 2 3 4 5

AUFBAU 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.

He l simbolo: Z = 2 elemento: elio Configurazione elettronica : 1s2 n 1 2 3 1 2 3 4 5

8s 7s 7p 6s 6p 6d 5s 5p 5d 5f 4s 4p 4d 4f 3s 3p 3d 2s 2p 1s

Li l simbolo: Z = 3 elemento: litio Configurazione elettronica : 1s2, 2s Li simbolo: l n 1 2 3 1 2 3 4 5

Be l simbolo: Z = 4 elemento: berillio Configurazione elettronica : 1s2, 2s2 Be simbolo: l n 1 2 3 1 2 3 4 5

8s 7s 7p 6s 6p 6d 5s 5p 5d 5f 4s 4p 4d 4f 3s 3p 3d 2s 2p 1s

B l simbolo: Z = 5 elemento: boro Configurazione elettronica : 1s2, 2s2px B simbolo: l n 1 2 3 1 2 3 4 5

AUFBAU 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.

C l simbolo: Z = 6 elemento: carbonio Configurazione elettronica : 1s2, 2s2pxpy C simbolo: l n 1 2 3 1 2 3 4 5

N l simbolo: Z = 7 elemento: azoto Configurazione elettronica : 1s2, 2s2pxpypz N simbolo: l n 1 2 3 1 2 3 4 5

O l simbolo: Z = 8 elemento: ossigeno Configurazione elettronica : 1s2, 2s2px2pypz O simbolo: l n 1 2 3 1 2 3 4 5

F l simbolo: Z = 9 elemento: fluoro Configurazione elettronica : 1s2, 2s2px2py2pz F simbolo: l n 1 2 3 1 2 3 4 5

Ne l ottetto ottetto ottetto ottetto ottetto ottetto ottetto ottetto Z = 10 elemento: neon Configurazione elettronica : 1s2, 2s2px2py2pz2 Ne simbolo: l n 1 2 3 1 2 ottetto ottetto ottetto ottetto ottetto ottetto ottetto ottetto ottetto ottetto ottetto ottetto ottetto ottetto 3 4 5

8s 7s 7p 6s 6p 6d 5s 5p 5d 5f 4s 4p 4d 4f 3s 3p 3d 2s 2p 1s

Na l simbolo: Z = 11 elemento: sodio Configurazione elettronica : 1s2, 2s2px2py2pz2, 3s Na simbolo: l n 1 2 3 1 2 3 4 5

Na l simbolo: Z = 11 elemento: sodio Configurazione elettronica : 1s2, 2s2px2py2pz2, 3s Na simbolo: l n 1 2 3 1 2 3 4 5

Li 1s2, 2s Na 1s2, 2s2px2py2pz2, 3s l n 1 2 3 1 2 3 4 5

Be 1s2, 2s2 Mg 1s2, 2s2px2py2pz2, 3s2 l n 1 2 3 1 2 3 4 5

B 1s2, 2s2px Al 1s2, 2s2px2py2pz2, 3s2px l n 1 2 3 1 2 3 4 5

C 1s2, 2s2pxpy Si 1s2, 2s2px2py2pz2, 3s2pxpy l n 1 2 3 1 2 3 4 5

N 1s2, 2s2pxpypz P 1s2, 2s2px2py2pz2, 3s2pxpypz l n 1 2 3 1 2 3 4 5

O 1s2, 2s2px2pypz S 1s2, 2s2px2py2pz2, 3s2px2pypz l n 1 2 3 1 2 3 4 5

F Cl l 1s2, 2s2px2py2pz 1s2, 2s2px2py2pz2, 3s2px2py2pz n 1 2 3 1 2 3 4 1 2 3 1 2 3 4 5

Ne Ar l 1s2, 2s2px2py2pz2 1s2, 2s2px2py2pz2, 3s2px2py2pz2 ottetto 1 2 3 1 2 ottetto ottetto ottetto ottetto ottetto ottetto ottetto ottetto ottetto ottetto ottetto ottetto ottetto ottetto 3 4 5

I H Li Na K Rb Cs Fr 1s 1s2,2s 1s2,2s2p6,3s 1s2,2s2p6,3s2p6,4s 1s2,2s2p6,3s2p6d10,4s2p6,5s 1s2,2s2p6,3s2p6,4s 1s2,2s2p6,3s 1s2,2s 1s 1s2,2s2p6,3s2p6d10,4s2p6d10,5s2p6,6s 1s2,2s2p6,3s2p6d10,4s2p6d10f14,5s22p6d10,6s2p6,7s

II 1s2,2s2p6,3s2p6d10,4s2p6,5s2 1s2,2s2p6,3s2p6,4s2 1s2,2s2p6,3s 1s2,2s2 1s2,2s2p6,3s2p6d10,4s2p6d10,5s2p6,6s2 1s2,2s2p6,3s2p6d10,4s2p6d10f14,5s22p6d10,6s2p6,7s2 Be Mg Ca Sr Ba Ra 2

Dopo il riempimento degli orbitali 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, il 19° e il 20° elettrone vanno a occupare l’orbitale 4s. 8s 7s 7p 6s 6p 6d 5s 5p 5d 5f 4s 4p 4d 4f 3s 3p 3d 3d Riempito l’orbitale 4s, si ha l’occupazione degli orbitali 3d, 4p e dell’orbitale 5s. 2s 2p 1s

1° 2° 3° 4° 5° 6° 7° 8° 1 H 1s 3 Li 2s 11 Na 3s 19 K 4s 37 Rb 5s 4 Be 2s2 12 Mg 3s2 20 Ca 4s2 38 Sr 5s2 5 B 2s2p 13 Al 3s2p 21 Sc 3d,4s2 22 Ti 3d2,4s2 23 V 3d3,4s2 24 Cr 3d5,4s 25 Mn 3d5,4s2 26 Fe 3d6,4s2 27 Co 3d7,4s2 28 Ni 3d8,4s2 29 Cu 3d10,4s 30 Zn 3d10,4s2 31 Ga 4s2p 49 In 5s2p 6 C 2s2p2 14 Si 3s2p2 32 Ge 4s2p2 50 Sn 5s2p2 7 N 2s2p3 15 P 3s2p3 33 As 4s2p3 51 Sb 5s2p3 8 O 2s2p4 16 S 3s2p4 34 Se 4s2p4 52 Te 5s2p4 9 F 2s2p5 17 Cl 3s2p5 35 Br 4s2p5 53 I 5s2p5 39 Y 4d,5s2 40 Zr 4d2,5s2 41 Nb 4d3,5s2 42 Mo 4d5,5s 43 Tc 4d5,5s2 44 Ru 4d6,5s2 45 Rh 4d7,5s2 46 Pd 4d8,5s2 47 Ag 4d10,5s 48 Cd 4d10,5s2 10 Ne 2s2p6 18 Ar 3s2p6 36 Kr 4s2p6 54 Xe 5s2p6 2 He 1s2 Riempito l’orbitale 4s, il successivo elettrone occupa uno degli orbitali 3d

I 0 II III IV V VI VII 1 H 2 He 3 Li 4 Be 5 B 6 C 7 N 8 O 9 F 10 Ne 11 1s 2 He 1s2 II III IV V VI VII 3 Li 2s 4 Be 2s2 5 B 2s2p 6 C 2s2p2 7 N 2s2p3 8 O 2s2p4 9 F 2s2p5 10 Ne 2s2p6 11 Na 3s 12 Mg 3s2 13 Al 3s2p 14 Si 3s2p2 15 P 3s2p3 16 S 3s2p4 17 Cl 3s2p5 18 Ar 3s2p6 19 K 4s 20 Ca 4s2 21 Sc 3d,4s2 22 Ti 3d2,4s2 23 V 3d3,4s2 24 Cr 3d5,4s 25 Mn 3d5,4s2 26 Fe 3d6,4s2 27 Co 3d7,4s2 28 Ni 3d8,4s2 29 Cu 3d10,4s 30 Zn 3d10,4s2 31 Ga 4s2p 31 Ga 4s2p 32 Ge 4s2p2 32 Ge 4s2p2 33 As 4s2p3 33 As 4s2p3 34 Se 4s2p4 34 Se 4s2p4 35 Br 4s2p5 35 Br 4s2p5 36 Kr 4s2p6 36 Kr 4s2p6 37 Rb 5s 38 Sr 5s2 39 Y 4d,5s2 40 Zr 4d2,5s2 41 Nb 4d3,5s2 42 Mo 4d5,5s 43 Tc 4d5,5s2 44 Ru 4d6,5s2 45 Rh 4d7,5s2 46 Pd 4d8,5s2 47 Ag 4d10,5s 48 Cd 4d10,5s2 49 In 5s2p 50 Sn 5s2p2 51 Sb 5s2p3 52 Te 5s2p4 53 I 5s2p5 54 Xe 5s2p6 55 Cs 6s 56 Ba 6s2 57 La 5d,6s2 72 Hf 5d2,6s2 73 Ta 5d3,6s2 74 W 5d5,6s 75 Re 5d5,6s2 76 Os 5d6,6s2 77 Ir 5d7,6s2 78 Pt 5d8,6s2 79 Au 5d10,6s 80 Hg 5d10,6s2 81 Tl 5d10 6s2p 82 Pb 5d10 6s2p2 83 Bi 5d10 6s2p3 84 Po 5d10 6s2p4 85 At 5d10 6s2p5 86 Rn 5d10 6s2p6 87 Fr [Rn] 7s 88 Ra [Rn] 7s2 89 Ac [Ra] 6d 58 Ce 4f2 5do6s2 59 Pr 4f3 5do6s2 60 Nd 4f4 5do6s2 61 Pm 4f5 5do6s2 62 Sm 4f6 5do6s2 63 Eu 4f7 5do6s2 64 Gd 4f7 5d16s2 65 Tb 4f9 5do6s2 66 Dy 4f10 5do6s2 67 Ho 4f11 5do6s2 68 Er 4f12 5do6s2 69 Tm 4f13 5do6s2 70 Yb 4f14 5do6s2 71 Lu 4f14 5d16s2 90 Th [Ra] 6d2 91 Pa [Ra] 5f26d1 92 U [Ra] 5f36d1 93 Np [Ra] 5f46do 94 Pu [Ra] 5f66do 95 Am [Ra] 5f76do 96 Cm [Ra] 5f96d0 97 Bk [Ra] 5f96d0 98 Cf [Ra] 5f106d0 99 Es [Ra] 5f116do 100 Fm [Ra] 5f126do 101 Md [Ra] 5f136do 102 No [Ra] 5f146do 103 Lw [Ra] 5f146d1

I 0 II III IV V VI VII 1 H 2 He 3 Li 4 Be 5 B 6 C 7 N 8 O 9 F 10 Ne 11 1s 2 He 1s2 II III IV V VI VII 3 Li 2s 4 Be 2s2 5 B 2s2p 6 C 2s2p2 7 N 2s2p3 8 O 2s2p4 9 F 2s2p5 10 Ne 2s2p6 11 Na 3s 12 Mg 3s2 13 Al 3s2p 14 Si 3s2p2 15 P 3s2p3 16 S 3s2p4 17 Cl 3s2p5 18 Ar 3s2p6 19 K 4s 20 Ca 4s2 21 Sc 3d,4s2 22 Ti 3d2,4s2 23 V 3d3,4s2 24 Cr 3d5,4s 25 Mn 3d5,4s2 26 Fe 3d6,4s2 27 Co 3d7,4s2 28 Ni 3d8,4s2 29 Cu 3d10,4s 30 Zn 3d10,4s2 31 Ga 4s2p 31 Ga 4s2p 32 Ge 4s2p2 32 Ge 4s2p2 33 As 4s2p3 33 As 4s2p3 34 Se 4s2p4 34 Se 4s2p4 35 Br 4s2p5 35 Br 4s2p5 36 Kr 4s2p6 36 Kr 4s2p6 37 Rb 5s 38 Sr 5s2 39 Y 4d,5s2 40 Zr 4d2,5s2 41 Nb 4d3,5s2 42 Mo 4d5,5s 43 Tc 4d5,5s2 44 Ru 4d6,5s2 45 Rh 4d7,5s2 46 Pd 4d8,5s2 47 Ag 4d10,5s 48 Cd 4d10,5s2 49 In 5s2p 50 Sn 5s2p2 51 Sb 5s2p3 52 Te 5s2p4 53 I 5s2p5 54 Xe 5s2p6 55 Cs 6s 56 Ba 6s2 57 La 5d,6s2 72 Hf 5d2,6s2 73 Ta 5d3,6s2 74 W 5d5,6s 75 Re 5d5,6s2 76 Os 5d6,6s2 77 Ir 5d7,6s2 78 Pt 5d8,6s2 79 Au 5d10,6s 80 Hg 5d10,6s2 81 Tl 5d10 6s2p 82 Pb 5d10 6s2p2 83 Bi 5d10 6s2p3 84 Po 5d10 6s2p4 85 At 5d10 6s2p5 86 Rn 5d10 6s2p6 87 Fr [Rn] 7s 88 Ra [Rn] 7s2 89 Ac [Ra] 6d 58 Ce 4f2 5do6s2 59 Pr 4f3 5do6s2 60 Nd 4f4 5do6s2 61 Pm 4f5 5do6s2 62 Sm 4f6 5do6s2 63 Eu 4f7 5do6s2 64 Gd 4f7 5d16s2 65 Tb 4f9 5do6s2 66 Dy 4f10 5do6s2 67 Ho 4f11 5do6s2 68 Er 4f12 5do6s2 69 Tm 4f13 5do6s2 70 Yb 4f14 5do6s2 71 Lu 4f14 5d16s2 90 Th [Ra] 6d2 91 Pa [Ra] 5f26d1 92 U [Ra] 5f36d1 93 Np [Ra] 5f46do 94 Pu [Ra] 5f66do 95 Am [Ra] 5f76do 96 Cm [Ra] 5f96d0 97 Bk [Ra] 5f96d0 98 Cf [Ra] 5f106d0 99 Es [Ra] 5f116do 100 Fm [Ra] 5f126do 101 Md [Ra] 5f136do 102 No [Ra] 5f146do 103 Lw [Ra] 5f146d1

8s 7s 7p 6s 6p 6d 5s 5p 5d 5f 4s 4p 4d 4f 3s 3p 3d 3d 2s 2p 1s

I 0 II III IV V VI VII 1 H 2 He 3 Li 4 Be 5 B 6 C 7 N 8 O 9 F 10 Ne 11 1s 2 He 1s2 II III IV V VI VII 3 Li 2s 4 Be 2s2 5 B 2s2p 6 C 2s2p2 7 N 2s2p3 8 O 2s2p4 9 F 2s2p5 10 Ne 2s2p6 11 Na 3s 12 Mg 3s2 13 Al 3s2p 14 Si 3s2p2 15 P 3s2p3 16 S 3s2p4 17 Cl 3s2p5 18 Ar 3s2p6 19 K 4s 20 Ca 4s2 21 Sc 3d,4s2 22 Ti 3d2,4s2 23 V 3d3,4s2 24 Cr 3d5,4s 25 Mn 3d5,4s2 26 Fe 3d6,4s2 27 Co 3d7,4s2 28 Ni 3d8,4s2 29 Cu 3d10,4s 30 Zn 3d10,4s2 31 Ga 4s2p 32 Ge 4s2p2 33 As 4s2p3 34 Se 4s2p4 35 Br 4s2p5 36 Kr 4s2p6 37 Rb 5s 38 Sr 5s2 39 Y 4d,5s2 40 Zr 4d2,5s2 41 Nb 4d3,5s2 42 Mo 4d5,5s 43 Tc 4d5,5s2 44 Ru 4d6,5s2 45 Rh 4d7,5s2 46 Pd 4d8,5s2 47 Ag 4d10,5s 48 Cd 4d10,5s2 49 In 5s2p 50 Sn 5s2p2 51 Sb 5s2p3 52 Te 5s2p4 53 I 5s2p5 54 Xe 5s2p6 55 Cs 6s 56 Ba 6s2 57 La 5d,6s2 72 Hf 5d2,6s2 73 Ta 5d3,6s2 74 W 5d5,6s 75 Re 5d5,6s2 76 Os 5d6,6s2 77 Ir 5d7,6s2 78 Pt 5d8,6s2 79 Au 5d10,6s 80 Hg 5d10,6s2 81 Tl 5d10 6s2p 82 Pb 5d10 6s2p2 83 Bi 5d10 6s2p3 84 Po 5d10 6s2p4 85 At 5d10 6s2p5 86 Rn 5d10 6s2p6 87 Fr [Rn] 7s 88 Ra [Rn] 7s2 89 Ac [Ra] 6d 58 Ce 4f2 5do6s2 59 Pr 4f3 5do6s2 60 Nd 4f4 5do6s2 61 Pm 4f5 5do6s2 62 Sm 4f6 5do6s2 63 Eu 4f7 5do6s2 64 Gd 4f7 5d16s2 65 Tb 4f9 5do6s2 66 Dy 4f10 5do6s2 67 Ho 4f11 5do6s2 68 Er 4f12 5do6s2 69 Tm 4f13 5do6s2 70 Yb 4f14 5do6s2 71 Lu 4f14 5d16s2 90 Th [Ra] 6d2 91 Pa [Ra] 5f26d1 92 U [Ra] 5f36d1 93 Np [Ra] 5f46do 94 Pu [Ra] 5f66do 95 Am [Ra] 5f76do 96 Cm [Ra] 5f96d0 97 Bk [Ra] 5f96d0 98 Cf [Ra] 5f106d0 99 Es [Ra] 5f116do 100 Fm [Ra] 5f126do 101 Md [Ra] 5f136do 102 No [Ra] 5f146do 103 Lw [Ra] 5f146d1

elementi di transizione 1° 2° 3° 4° 5° 6° 7° 8° 1 H 1s 2 He 1s2 3 Li 2s 4 Be 2s2 5 B 2s2p 6 C 2s2p2 7 N 2s2p3 8 O 2s2p4 9 F 2s2p5 10 Ne 2s2p6 elementi di transizione 11 Na 3s 12 Mg 3s2 13 Al 3s2p 14 Si 3s2p2 15 P 3s2p3 16 S 3s2p4 17 Cl 3s2p5 18 Ar 3s2p6 19 K 4s 20 Ca 4s2 21 Sc 3d,4s2 22 Ti 3d2,4s2 23 V 3d3,4s2 24 Cr 3d5,4s 25 Mn 3d5,4s2 26 Fe 3d6,4s2 27 Co 3d7,4s2 28 Ni 3d8,4s2 29 Cu 3d10,4s 30 Zn 3d10,4s2 31 Ga 4s2p 32 Ge 4s2p2 33 As 4s2p3 34 Se 4s2p4 35 Br 4s2p5 36 Kr 4s2p6 37 Rb 5s 38 Sr 5s2 39 Y 4d,5s2 40 Zr 4d2,5s2 41 Nb 4d3,5s2 42 Mo 4d5,5s 43 Tc 4d5,5s2 44 Ru 4d6,5s2 45 Rh 4d7,5s2 46 Pd 4d8,5s2 47 Ag 4d10,5s 48 Cd 4d10,5s2 49 In 5s2p 50 Sn 5s2p2 51 Sb 5s2p3 52 Te 5s2p4 53 I 5s2p5 54 Xe 5s2p6

Fe 1s2, 2s2p6, 3s2p6, 4s2, 3d6 l n 1 2 3 1 2 3 4 5

Zn 1s2, 2s2p6, 3s2p6, 4s2, 3d10 l n 1 2 3 1 2 3 4 5

elementi di transizione Periodicità 1° 2° Volume atomico 3° 4° 5° 6° 7° 8° Raggio atomico 1 H 1s 3 Li 2s 11 Na 3s 19 K 4s 37 Rb 5s 4 Be 2s2 12 Mg 3s2 20 Ca 4s2 38 Sr 5s2 5 B 2s2p 13 Al 3s2p 21 Sc 3d,4s2 22 Ti 3d2,4s2 23 V 3d3,4s2 24 Cr 3d5,4s 25 Mn 3d5,4s2 26 Fe 3d6,4s2 27 Co 3d7,4s2 28 Ni 3d8,4s2 29 Cu 3d10,4s 30 Zn 3d10,4s2 31 Ga 4s2p 49 In 5s2p 6 C 2s2p2 14 Si 3s2p2 32 Ge 4s2p2 50 Sn 5s2p2 7 N 2s2p3 15 P 3s2p3 33 As 4s2p3 51 Sb 5s2p3 8 O 2s2p4 16 S 3s2p4 34 Se 4s2p4 52 Te 5s2p4 9 F 2s2p5 17 Cl 3s2p5 35 Br 4s2p5 53 I 5s2p5 39 Y 4d,5s2 40 Zr 4d2,5s2 41 Nb 4d3,5s2 42 Mo 4d5,5s 43 Tc 4d5,5s2 44 Ru 4d6,5s2 45 Rh 4d7,5s2 46 Pd 4d8,5s2 47 Ag 4d10,5s 48 Cd 4d10,5s2 10 Ne 2s2p6 18 Ar 3s2p6 36 Kr 4s2p6 54 Xe 5s2p6 2 He 1s2 Energia di ionizzazione Affinità elettronica elementi di transizione

Raggi atomici (pm) Elementi di transizione 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 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 Xe 131 Rn (141) He 31 Elementi di transizione

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

ENERGIA DI IONIZZAZIONE + ATOMO + energia  CATIONE + elettrone

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

AFFINITA’ ELETTRONICA - e- ATOMO + ELETTRONE  ANIONE + energia

Affinità elettronica : l’energia scambiata nel processo in cui un atomo neutro viene addizionato di un elettrone (kJ x mole-1) 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 Tl -19,3 C -122 Si -134 Ge -119 Sn -107 Pb -35,1 N 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

elementi di transizione Elementi non-metallici 1° 2° 3° 4° 5° 6° 7° 8° 1 H 1s 3 Li 2s 11 Na 3s 19 K 4s 37 Rb 5s 4 Be 2s2 12 Mg 3s2 20 Ca 4s2 38 Sr 5s2 5 B 2s2p 13 Al 3s2p 21 Sc 3d,4s2 22 Ti 3d2,4s2 23 V 3d3,4s2 24 Cr 3d5,4s 25 Mn 3d5,4s2 26 Fe 3d6,4s2 27 Co 3d7,4s2 28 Ni 3d8,4s2 29 Cu 3d10,4s 30 Zn 3d10,4s2 31 Ga 4s2p 49 In 5s2p 6 C 2s2p2 14 Si 3s2p2 32 Ge 4s2p2 50 Sn 5s2p2 7 N 2s2p3 15 P 3s2p3 33 As 4s2p3 51 Sb 5s2p3 8 O 2s2p4 16 S 3s2p4 34 Se 4s2p4 52 Te 5s2p4 9 F 2s2p5 17 Cl 3s2p5 35 Br 4s2p5 53 I 5s2p5 39 Y 4d,5s2 40 Zr 4d2,5s2 41 Nb 4d3,5s2 42 Mo 4d5,5s 43 Tc 4d5,5s2 44 Ru 4d6,5s2 45 Rh 4d7,5s2 46 Pd 4d8,5s2 47 Ag 4d10,5s 48 Cd 4d10,5s2 10 Ne 2s2p6 18 Ar 3s2p6 36 Kr 4s2p6 54 Xe 5s2p6 2 He 1s2 Elementi anfoteri Elementi metallici elementi di transizione