Gli elementi furono sistemati secondo il loro peso atomico. Così facendo risultò che a intervalli regolari si ripetevano proprietà simili

§   &nb 949c26j sp;   &nb 949c26j sp; LE PROPRIETA' CHIMICHE E FISICHE DEGLI ELEMENTI VARIANO IN MODO PERIODICO CON IL LORO PESO ATOMICO

§   &nb 949c26j sp;   &nb 949c26j sp; Gli elementi sono disposti in righe, detti PERIODI, secondo il loro PESO ATOMICO ,che aumenta dall'alto verso il basso .

§   &nb 949c26j sp;   &nb 949c26j sp; Gli elementi, contemporaneamente, risultano disposti anche in colonne, dette GRUPPI, contenenti elementi con proprietà simili tra loro.

§   &nb 949c26j sp;   &nb 949c26j sp; M. lasciò spazi vuoti per consentire che gli elementi dello stesso gruppo presentassero proprietà chimiche simili; pensò correttamente che gli elementi che avrebbero dovuto occupare quei vuoti non erano ancora stati scoperti

§   &nb 949c26j sp;   &nb 949c26j sp; Problemi: vi erano elementi ( tellurio, iodio) che ordinati secondo il loro peso atomico, non occupavano il gruppo richiesto dalle loro proprietà; inoltre nel 1894, quando fu scoperto l'elio e poi il radon, ci si accorse che anche l argon e il potassio, ordinati secondo il peso atomico, nn avrebbero occupato il giusto gruppo.

§   &nb 949c26j sp;   &nb 949c26j sp; Si concluse quindi che il PESO ATOMICO NON DOVEVA ESSERE LA VERA BASE DELLA RIPETIZIONE PERIODICA DEGLI ELEMENTI. Per determinare quale fosse la vera base, gli scienziati dovettero attendere la scoperta del nucleo atomico, del protone e dei numeri atomici.

§   &nb 949c26j sp;   &nb 949c26j sp; Elaborazione della tavola periodica moderna: gli elementi sono disposti secondo la legge periodica:

§   &nb 949c26j sp;   &nb 949c26j sp; LE PROPRIETA' CHIMICHE E FISICHE DEGLI ELEMENTI VARIANO IN MODO PERIODICO SECONDO I LORO NUMERI ATOMICI

§   &nb 949c26j sp;   &nb 949c26j sp; Gli elementi, come nella tavola di Mendeleev, sono disposti in righe detti PERIODI, numerati, secondo il loro numero atomico crescente.

§   &nb 949c26j sp;   &nb 949c26j sp; Gli elementi contemporaneamente sono disposti in colonne verticali, dette GRUPPI, spesso riportati come famiglie di elementi, per la somiglianza che esiste fra i componenti del gruppo.

§   &nb 949c26j sp;   &nb 949c26j sp; I gruppi sono suddivisi in GRUPPI A e in GRUPPI B (Più l'ultima colonna a destra che costituisce il GRUPPO 0 a cui appartengono i cosiddetti GAS NOBILI, per indicare un molto limitato grado di reattività):

§   &nb 949c26j sp;   &nb 949c26j sp; GRUPPO A: sono i cosiddetti ELEMENTI SIGNIFICATIVI.

§   &nb 949c26j sp;   &nb 949c26j sp; Gruppo IA: (prima colonna a sinistra) sono metalli che reagendo con l'ossigeno formano composti che sono solubili in acqua per dare soluzioni fortemente alcaline o basiche: detti perciò metalli alcalini

§   &nb 949c26j sp;   &nb 949c26j sp; Gruppo IIA: (seconda colonna a sinistra) sono metalli. I loro composti con l'ossigeno sono alcalini, ma alcuni non sono solubili in acqua e si trovano in depositi naturali: detti perciò metalli alcalino-terrosi

§   &nb 949c26j sp;   &nb 949c26j sp; Gruppo VIIA: (penultima colonna a destra) sono detti alogeni

§   &nb 949c26j sp;   &nb 949c26j sp; GRUPPO B: sono i cosiddetti ELEMENTI DI TRANSIZIONE

§   &nb 949c26j sp;   &nb 949c26j sp; Le due righe poste sotto la tavola comprendono gli elementi chiamati ELEMENTI DI TRANSIZIONE INTERNI e ciascuna riga prende il nome dall'elemento che essa segue nel corpo principale della tavola: gli elementi che vanno dal 58 al 71 sono detti lantanidi, quelli dal 90 al 103 attinidi.

§   &nb 949c26j sp;   &nb 949c26j sp; Gli elementi poi si suddividono, in base alle loro proprietà, in metalli (el. a sinistra della linea di demarcazione), nonmetalli (el. A destra della linea) e metalloidi (el. adiacenti alla linea)

§   &nb 949c26j sp;   &nb 949c26j sp; Metalli :

a)   &nb 949c26j sp;   Presentano una lucentezza molto caratteristica;

b)   &nb 949c26j sp;   Sono ottimi conduttori di corrente e di calore;

c)   &nb 949c26j sp;   Normalmente possiedono un alto grado di malleabilità (proprietà di essere lavorati e ridotti in lamine sottili) e duttilità (proprietà di essere trasformati in fili)

d)   &nb 949c26j sp;   Altra proprietà è la durezza: alcuni, come ferro o cromo sono molto duri, altri come il rame piuttosto teneri; i metalli alcalini sono tenerissimi ma così reattivi che difficilmente si possono osservare come elementi liberi.

e)   &nb 949c26j sp;   A temperatura ambiente si presentano allo stato solido ( tranne il mercurio) normalmente infatti presentano punti di fusione piuttosto alti.

§   &nb 949c26j sp;   &nb 949c26j sp; Non metalli :

a)   &nb 949c26j sp;   Sono scarsi conduttori di elettricità e calore ( a eccezione della forma grafitica del carbonio

b)   &nb 949c26j sp;   Numerosi nonmetelli a temperatura e pressione ambiente sono solidi, altri gas. Tutti gli elementi del gruppo 0 sono gas monoatomici. Gli altri elementi gassosi (H,O,N, F Cl) sono composti da molecole biatomiche

c)   &nb 949c26j sp;   Non possiedono la malleabilità e le duttilità tipica dei metalli

d)   &nb 949c26j sp;   Come i metalli, i nonmetalli esibiscono una reattività chimica variabile. Il fluoro, per es., è altamente reattivo, mentre l'elio, altro es., è un elemento che non reagisce con nessun altro.

§   &nb 949c26j sp;   &nb 949c26j sp; Metalloidi :

a)   &nb 949c26j sp;   Per molti aspetti si comportano come i nonmetalli, sia chimicamente che fisicamente

b)   &nb 949c26j sp;   Anche se a livelli inferiori rispetto ai metalli, i metalloidi sono conduttori di elettricità: sono detti semiconduttori

PROPRIETA' CHIMICHE DEI METALLI E DEI NONMETALLI

I metalli reagiscono con i nonmetalli per dare composti ionici, e i nonmetallli reagiscono uno con l'altro per dare composti molecolari.

Metalli: con alogeni

i metalli alcalini del gruppo IA reagiscono con gli alogeni formando composti con formula generale MX, dove M è il metallo e X è l'alogeno.

I metalli alcalino-terrosi del gruppo IIA si combinano con due atomi di alogeno, formando composti dalla formula generale MX

Con l'ossigeno:

i metalli alcalini formano ossidi con formula generale M O

i metalli alcalino-terrosi formano ossidi con formula generale MO

Nelle reazioni tra metalli e nonmetalli, si ha trasferimento di uno o più elettroni da un atomo del metallo a un atomo del nonmetallo. Queste variazioni trasformano gli atomi in ioni.

Ione carico positivamente: catione.

Ione carico negativamente: anione

Poiché tutti i composti chimici sono elettricamente neutri, gli ioni, in un composto ionico, esistono sempre in un rapporto tale il totale delle cariche positive risulti uguale al totale di quelle negative.

L'esigenza di una neutralità elettrica rende molto facile scrivere le formule dei composti ionici. 3 le regole fondamentali:

1)   &nb 949c26j sp;   Nella formula si scrive sempre prima lo ione positivo

2)   &nb 949c26j sp;   Gli indici al piede devono portare alla formazione di un'unità formula elettricamente neutra.

3)   &nb 949c26j sp;   Gli indici al piede devono essere i numeri interi più piccoli possibile.

§   &nb 949c26j sp;   &nb 949c26j sp; Metalli di transizione: si trovano al centro della tavola periodica.

Sono tutti metalli. Molti sono sensibilmente meno reattivi di quelli del gruppo IA e IIA, ma quando reagiscono anch'essi formano composti ionici. Caratteristica principale di molti metalli di transizione è la capacità di formare più di uno ione positivo (es. il ferro può formare 2 ioni positivi diversi); ciò vuol dire che questi metalli con un dato nonmetallo può formare più di un composto.

§   &nb 949c26j sp;   &nb 949c26j sp; Metalli di post-transizione: si trovano nella tavola periodica immediatamente dopo una riga di metalli di transizione. I due più comuni sono il piombo (Pb) e lo stagno (Sn).

Composti contenenti ioni formati da più di un elemento

Composti come SnO, o PbO, o FeCl sono definiti composti binari, cioè formati da due elementi diversi. Esistono molti composti ionici che contengono più di due elementi; queste sostanze contengono ioni poliatomici, ioni cioè formati da due o più atomi legati dagli stessi tipi di legami che tengono insieme le molecole. Es. sono lo ione ammonio, ione acetato, ione bicarbonato ecc.

§   &nb 949c26j sp;   &nb 949c26j sp; Nonmetalli: tra essi solo i gas nobili possono esistere sotto forma di atomi individuali. Allo stato libero, quando non sono combinati con altri elementi, i rimanenti non metalli esistono in forme molecolari es. O N Cl

I nonmetalli si combinano con i metalli per formare composti ionici e inoltre si combinano con sé stessi e con i metalloidi per formare una gran varietà di sostanze non ioniche o molecolari.

Composti nonmetallo-nonmetallo: caratterizzati da legami COVALENTI e non ionici

§   &nb 949c26j sp;   &nb 949c26j sp; Composti dell'idrogeno: per un dato nonmetallo, il numero di idrogeni nel composto corrisponde al numero di cariche elettriche che lo ione del nonmetallo possiede nei suoi composti con i metalli.

§   &nb 949c26j sp;   &nb 949c26j sp; Composti dell'ossigeno

PROPRIETA' DEI COMPOSTI IONICI E COVALENTI

§   &nb 949c26j sp;   &nb 949c26j sp; Composti ionici

1.   &nb 949c26j sp;    Tutti i composti ionici sono solidi a temperatura ambiente e tendono ad avere alti punti di fusione: ciò è dovuto dal fatto che le forze attrattive tra gli ioni di carica opposta sono molto grandi

2.   &nb 949c26j sp;    I composti ionici formano solidi generalmente molto duri e fragili

3.   &nb 949c26j sp;    Allo stato solido, i composti ionici non conducono la corrente: infatti le forze attrattive esistenti nel solido non permettono il movimento degli ioni. Quando il solido è fuso però, gli ioni sono liberi di muoversi e il liquido ottenuto conduce bene la corrente elettrica.

4.   &nb 949c26j sp;    Anche le soluzioni acquose di composti ionici conducono l'elettricità

§   &nb 949c26j sp;   &nb 949c26j sp; Composti covelenti:

1.   &nb 949c26j sp;    I composti molecolari hanno bassi punti di fusione: infatti in queste sostanze si trovano particelle che sono le molecole; all'interno delle singole, gli atomi sono legati tra loro molto fortemente, ma fra le molecole vicine le attrazioni sono molto deboli.

2.   &nb 949c26j sp;    I composti covalenti non conducono l'elettricità né allo stato solido, né liquido. Inoltre la maggior parte delle sostanze molecolari non conduce elettricità anche quando è sciolta nell'acqua.

ACIDI E BASI

ACIDI: sono sostanze che quando vengono sciolte in acqua cedono ioni idrogeno H+. In realtà gli ioni H+ si legano con le molecole d'acqua e si muovono come ioni H O+ (ioni idronio). Lo ione idrogeno è formato da un nucleo di idrogeno, che corrisponde ad un protone. Gli acidi che possono cedere un solo H+ sono detti acidi monoprotici, quelli che ne possono cedere più di uno, acidi poliprotici; in particolare, quelli gli acidi che cedono 2 H+ sono chiamati acidi biprotici, quelli che ne cedono 3, acidi triprotici

BASI: sono sostanze che, quando vengono sciolte in acqua, cedono ioni idrossido, OH-

La reazione di un acido con una base si chiama neutralizzazione, dato che gli ioni H+ e OH- si eliminano o si neutralizzano a vicenda infatti la reazione di un acido con una base produce acqua e un composto ionico, o meglio, acqua e un sale, in quanto si definisce sale un composto ionico che non contiene OH-

Sali acidi: sali che possono ancora cedere ioni H+ (es. NaHSO

Acidi deboli: acidi che non reagiscono completamente con l'acqua, cedendo meno ioni H+

Acidi forti: acidi che reagiscono completamente (es.HCl)

PROPRIETA' ACIDO-BASE DEGLI OSSIDI METALLICI E NON METALLICI

I composti ossigenati dei metalli reagiscono con acqua per formare basi; i composti ossigenati dei non metalli reagiscono con acqua per formare acidi

Es. Na O+H O 2NaOH idrossido di sodio

CO +H O  H CO acido carbonico

ANDAMENTI PERIODICI NELLE FORZE DEGLI ACIDI

Ossiacidi: acidi che contengono idrogeno, un altro elemento e ossigeno.

All'interno della tavola periodica le forze degli ossiacidi variano in modo sistematico:

§   &nb 949c26j sp;   &nb 949c26j sp; Per ossiacidi con lo stesso numero di ossigeni, la forza aumenta dal basso verso l'alto all'interno di un gruppo.

§   &nb 949c26j sp;   &nb 949c26j sp; Per ossiacidi con lo stesso numero di ossigeni la forza aumenta da sinistra a destra in un periodo

§   &nb 949c26j sp;   &nb 949c26j sp; Per un dato nonmetallo, la forza dell'acido aumenta con l'aumentare del numero di ossigeni

PROPRIETA' PERIODICHE

Il raggio atomico diminuisce con gradualità lungo ogni periodo da sinistra verso destra, perché, passando da un elemento all'altro aumenta la carica nucleare (diventa infatti maggiore la forza di attrazione da parte del nucleo sugli elettroni e, pertanto, è giustificata la diminuzione del raggio.

Nell'ambito di un gruppo, il raggio atomico aumenta man mano che si scende verso il basso. Ciò è coerente con il fatto che, passando da un elemento all'altro gli elettroni più esterni si dispongono in un livello sempre più distante dal nucleo, per cui risentono sempre meno della sua forza di attrazione.

I raggio degli ioni positivi, cioè di atomi che hanno perso degli elettroni, sono minori dei raggi degli atomi da cui derivano.

I raggi degli ioni negativi, atomi che hanno acquistato elettroni, sono maggiori degli atomi da cui derivano.

L'energia di ionizzazione è l'energia necessaria per allontanare un elettrone da un atomo gassoso isolato.

L'affinità elettronica è l'energia ceduta quando un elettrone viene aggiunto ad un atomo isolato allo stato gassoso (kj/mol). L'energia di ionizzazione e affinità elettronica aumentano da sinistra verso destra e dal basso verso l'alto nella tavola periodica.