Tavola periodica e proprietà periodiche

1. Tavola periodica e proprietà periodiche

3. Proprietà periodiche Le proprietà atomiche degli elementi dipendono dalla loro configurazione elettronica. Le proprietà atomiche che variano in maniera ricorrente lungo ciascun periodo e gruppo della tavola periodica sono chiamate proprietà periodiche degli elementi.

4. A A+ + e- Energia di prima ionizzazione Energia minima necessaria per togliere un elettrone ad un atomo neutro isolato gassoso

5. Andamento della energia di prima ionizzazione in funzione del numero atomico.

6. Energia di prima ionizzazione • E’ sempre > 0: nessun elemento isolato ha tendenza a perdere spontaneamente un elettrone, e quindi bisogna spendere energia. • Lungo un periodo aumenta il numero di protoni nel nucleo e degli e- dello stesso strato: l’energia di ionizzazione aumenta lungo un periodo. • L’energia di ionizzazione diminuisce scendendo lungo un gruppo perche l’e- è sempre più schermato dal nucleo. • Esistono configurazioni elettroniche esterne più stabili di altre.

10. Esistono configurazioni elettroniche esterne più stabili di altre. Configurazione elettronica del gas nobile precedente 1s2 2s2 2p6 n s1 (n-1) s2(n-1) p6 3s2 3p6 4s2 4p6 5s2 5p6 4s1 3s1 2s1 5s1 6s1

11. Esistono configurazioni elettroniche esterne più stabili di altre. 2s2 3s2 n s2n p1 n s2 2s2 2 p1 3s2 3 p1

12. Esistono configurazioni elettroniche esterne più stabili di altre. 2s2 2p3 3s2 3p3 n s2n p4n s2n p3 2s2 2p4 3s2 3p4

13. Affinita' elettronica Energia relativa alla reazione di perdita di un elettrone da parte di ione monoatomico negativo gassoso. X- X + e-

14. L’andamento è influenzato dagli stessi parametri operativi per l’energia di prima ionizzazione, anche se in maniera meno regolare (l’affinità elettronica è molto sensibile anche alle repulsioni interelettroniche).

15. Affinità elettronica Aumenta lungo un periodo (es. LiF) ma con punti di discontinuità (es. Be). Diminuisce lungo un gruppo (es. Cl—At), con discrepanze fra 2° e 3° periodo (es. F e Cl) dove l’elevata repulsione interelettronica in atomi di piccole dimensioni fa sì che in questi atomi A sia < che in quelli del periodo successivo (O < S; F < Cl)

16. Affinita' elettronica X- X + e-

17. Affinita’ elettronica • Gli atomi della maggior parte degli elementi hanno affinità elettronica > 0. • Eccezioni: gas nobili n s2n p6 (n+1) s1 n s2n p6 Be & Mg n s2n p1  n s2 N 2s22p42 s22 p3 Questa è una riprova che ci sono delle configurazioni elettroniche relativamente più stabili delle altre.

18. Energia di seconda ionizzazione Li: I ionizz: 2s1 1s2 II ionizz: 1s2 1s1 Be: I ionizz: 2s2 2s1 II ionizz: 2s1 1s2 Li+ Be2+

19. Confronto tra gli andamenti dell'affinita' elettronica e delle energie diI e II ionizzazione nei primi elementi della tabella periodica . Na+ Ne F-

20. Dimensioni atomiche • Le dimensioni di un atomo sono determinate dalla distribuzione degli elettroni intorno al nucleo. • Non è possibile determinare sperimentalmente le dimensioni di un atomo isolato.

21. 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.

22. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 H25 Li145 Be105 B85 C70 N65 O60 F50 Na180 Mg150 Al125 Si110 P100 S100 Cl100 K220 Ca180 Sc160 Ti140 V135 Cr140 Mn140 Fe140 Co135 Ni135 Cu135 Zn135 Ga130 Ge125 As115 Se115 Br115 Rb235 Sr200 Y180 Zr155 Nb145 Mo145 Tc135 Ru130 Rh135 Pd140 Ag160 Cd155 In155 Sn145 Sb145 Te140 I140 Cs260 Ba215 La *195 Hf155 Ta145 W135 Re135 Os130 Ir135 Pt135 Au135 Hg150 Tl190 Pb180 Bi160 Po190 At   - Fr  - Ra215 Ac **195 Raggi atomici (in pm) degli elementi 1 pm = 1 x 10-12 m

23. Non definito per gas nobili che hanno pochissima tendenza a formare legami

24. Variazione del raggio atomico in funzione delnumero atomico L’aumento di Zeff lungo un periodo fa contrarre gli atomi

25. 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.

26. 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. L’effetto dell’aumento di protoni nel nucleo è bilanciato dall’aumento del numeo di elettroni (n-1)d.

27.  * Ce185 Pr185 Nd185 Pm185 Sm185 Eu185 Gd180 Tb175 Dy175 Ho175 Er175 Tm175 Yb175 Lu175  ** Th180 Pa180 U175 Np175 Pu175 Am175 Raggi atomici (in pm) di lantanidi e attinidi La 195 Hf 155 Contrazione lantanoidea: Scarso effetto schermante degli orbitali f

28. Confronto tra le dimensioni di atomi neutri e ioni (in pm).

29. Atomi neutri e ioni • Quando un atomo perde e- trasformandosi in un catione, si ha diminuzione delle dimensioni, soprattutto quando questo corrisponde alla scomparsa dello strato più esterno. • Quando l’atomo prende e- per dare un anione, le dimensioni aumentano. Es. alogeni che danno ioni mononegativi raggiungendo la configurazione elettronica del gas nobile successivo.