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IL SISTEMA PERIODICO DEGLI ELEMENTI - I GRUPPI - PARTICOLARITA' E RIPASSO DELLE PROPRIETA' DEI METALLI

chimica


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IL SISTEMA PERIODICO DEGLI ELEMENTI

Ogni elemento viene inserito in una casella quadrata o rettangolare.

ß

vengono messi:

· nome

· simbolo chimico dell'elemento



· peso atomico

· numero atomico

· elettronegatività

· configurazione elettronica

· stati di ossidazione

· comportamento degli ossidi

I PERIODI 232j96c

·         sono le righe

·         sono 7

·         sono indicati con i numeri cardinali

·         Il numero cardinale che contrassegna ciascun periodo indica quanti livelli energetici sono presenti negli atomi

ß

ogni nuovo periodo si forma quando gli atomi del periodo precedente raggiungono il numero massimo possibile di elettroni nel loro livello energetico più esterno

ß

All'interno di ogni periodo la configurazione elettronica esterna degli elettroni varia gradualmente, fino al suo completamento

ß

un elemento è chimicamente stabile e quindi inerte quando il suo atomo ha una configurazione elettronica esterna completa (presenta il numero massimo possibile di elettroni nel livello energetico più esterno)

I GRUPPI

·         sono indicati con i numeri ordinali

·         sono 18

·         gli elementi che fanno parte dello stesso gruppo hanno tutti lo stesso numero di elettroni nell'ultimo livello energetico (detto anche livello di valenza)

·         sono suddivisi in:

·      sottogruppi A

·      sottogruppi B

ß

·                    sono detti elementi di transizione

·                    presentano caratteri uniformi

·      riempiono sempre anche i sottolivelli d, mentre solo alcuni arrivano a riempire i sottolivelli f

·                    formano il blocco d e il blocco f

ß

a causa delle frequenti irregolarità rilevabili nel loro comportamento periodico, per ora ci occupiamo solo degli elementi dei Gruppi A

·         Alcuni gruppi possono essere indicati con un nome, oltre che con il numero ordinale (famiglie):

·      Gruppo I A Þ famiglia dei metalli alcalini                         blocco s

·      Gruppo II A Þ famiglia dei metalli alcalino-terrosi

·      Gruppo III A Þ famiglia dei metalli terrosi

·      Gruppo VII A Þ famiglia degli alogeni                              blocco p

·      Gruppo VIII A (Gruppo 0) Þ famiglia dei gas nobili

·         il gruppo dei gas nobili viene designato come Gruppo VIIIA oppure come Gruppo 0. Di questo gruppo fa eccezionalmente parte anche l'Elio

ß

·         dovrebbe essere nel IIA

·         ha un solo livello energetico Þ può avere al massimo 2 elettroni

ß

è stabile

ß

viene messo negli elementi dell'VIIIA

PARTICOLARITA' E RIPASSO DELLE PROPRIETA' DEI METALLI..

·         Ci sono la serie dei lantanidi (o terre rare) e con la serie degli attinidi



ß

formate da elementi di transizione

·         I metalli (sinistra) sono separati dai non metalli (destra) da una linea a zig-zag che va dal boro all'astato. Questa linea è formata dai semimetalli

ß

Gli elementi chimici possono essere classificati in:

·      metalli, che vengono largamente utilizzati, e che ci sono particolarmente familiari

·      non metalli, che hanno notevoli applicazioni in molti settori che interessano la nostra vita quotidiana

·      semimetalli, che sono adatti ad applicazioni nel campo della microelettronica.

·      presentano proprietà intermedie tra quelle dei metalli e quelle dei non metalli.

·      tra essi configura il boro, il silicio, l'arsenico, il germanio, il tellurio

·      sono tutti solidi

·      presentano caratteristiche da semiconduttori

PROPRIETA' FISICHE

METALLI (rame, ferro, oro)

NON METALLI (azoto, cloro)

stato fisico a temperatura ambiente

solitamente solidi (tranne il mercurio che è liquido)

solidi (carbonio, fosforo, zolfo, selenio, iodio), liquidi (bromo), gassosi (tutti gli altri)

punto di fusione e di ebollizione

solitamente alto

relativamente basso

densità

solitamente alta

relativamente bassa

aspetto

lucidi e splendenti

opachi

malleabilità

solitamente possono essere tirati in fili (sono duttili) e malleabili

sono molto fragili (non malleabili)

conducibilità termica ed elettrica

elevata

bassa (tranne il carbonio sotto forma di grafite)

PROPRIETÀ' CHIMICHE

METALLI (rame, ferro, oro)

NON METALLI (azoto, cloro)

·      scarsa tendenza a combinarsi l'uno con l'altro

·      forte tendenza a combinarsi con i non metalli

·      in natura si trovano combinati con altri elementi sotto forma di minerali

·      soltanto oro, rame e argento si possono trovare in natura allo stato libero o nativo

·      si possono combinare l'uno con l'altro per formare composti

·      quelli che si trovano liberi in natura sono carbonio, azoto, ossigeno, zolfo e i gas nobili (elio, neon, argo, kripto, xeno e rado)

CONFIGURAZIONE ELETTRONICA DEGLI ELEMENTI E PERIODICITA' DELLE LORO PROPRIETA'

·         La configurazione elettronica degli elementi, in particolare quella esterna, determina le loro proprietà fisiche e chimiche

·         I gas nobili con configurazione elettronica esterna s2p6 (8 elettroni Þ ottetto) sono particolarmente stabili e quindi chimicamente inerti

ß

tutti gli altri elementi sono in varia misura instabili e quindi reattivi

·         In ogni periodo le variazioni delle proprietà fisiche e chimiche si ripetono in maniera simile

ß

gli elementi si possono ordinare in gruppi

ß PERCHE'?

gli elettroni si distribuiscono intorno ai rispettivi nuclei in modo tale che, a intervalli regolari, si determinano configurazioni elettroniche esterne simili




ß

non uguale!

ß

i nuclei degli atomi degli elementi appartenenti a uno stesso gruppo non attraggono con la stessa forza gli elettroni presenti nel loro livello energetico più esterno

ß

· la forza di attrazione diminuisce man mano che cresce il numero atomico (la forza di attrazione fra due cariche elettriche di segno opposto è inversamente proporzionale al quadrato delle loro distanze Þ legge di Coulomb)

· aumentando il numero degli elettroni si fa sempre più accentuato l'effetto schermante che gli strati elettronici interni esercitano nei confronti della carica nucleare

RIPASSO DI  ALCUNE PROPRIETA' CHIMICHE

1) ENERGIA DI IONIZZAZIONE

·         Riguarda un atomo isolato

·         È la quantità di energia che bisogna dare ad un atomo elettricamente neutro, allo stato gassoso, affinché perda 1, 2 o 3 elettroni (energia di 1ª, 2ª, 3ª ionizzazione)

·         Si indica con l

·         Può essere fornita all'atomo sotto forma di energia elettrica, energia termica o energia luminosa

·         Viene misurata in kJ/mole

ESEMPIO

·        A(g) + l Þ A(g)+ + e-

ß

catione o ione positivo

·        A(g)+ + l Þ A(g)+2 + e-

·        A(g)+2 + l Þ A(g)+3 + e-

·         I valori delle energie di ionizzazione sono crescenti, perché l'atomo, o lo ione, perdendo in successione elettroni, aumentano la loro carica positiva (rimangono più protoni)

ß

sugli elettroni restanti si esercita una forza di attrazione di intensità progressivamente maggiore

2. L'AFFINITA' ELETTRONICA

·         Riguarda un atomo iso lato

·         È la tendenza che ha un atomo elettricamente neutro, allo stato gassoso, di acquistare 1, 2 o 3 elettroni

ß

quando un atomo acquista elettroni, libera energia, chiamata energia di affinità elettronica

·         si misura in kJ/mole

·         si indica con F

·         l'energia di affinità elettronica è proporzionale all'aumento degli elettroni (può essere di 1ª, 2ª o 3ª affinità elettronica)

ESEMPIO

·        A(g) + e- Þ A(g)- + F1

ß

anione o ione negativo

·        A(g)- + e- Þ A(g)-2 + F2

· A(g)2- + e- Þ A(g)-2 + F3

3. ELETTRONEGATIVITA'

·         Riguarda due o più elettroni

·         È alla base dei legami chimici

·         È la tendenza di un atomo, quando interagisce con più atomi, di strappare elettroni

ß

·         chi li strappa ha un'alta elettronegatività Þ a destra della tavola periodica

·         chi li perde ha una bassa elettronegatività Þ a sinistra della tavola periodica

·         L'elemento più elettronegativo è il fluoro (4) Þ in alto a destra della tavola

Gli elementi meno elettronegativi sono il francio e il cesio (0.7) Þ in basso a sinistra della tavola







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