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Le proprietà periodiche. La tavola periodica di Mendeleev. La tavola periodica degli elementi è lo schema col quale vengono ordinati gli atomi sulla base del loro numero atomico Z .
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La tavola periodica di Mendeleev • La tavola periodica degli elementi è lo schema col quale vengono ordinati gli atomi sulla base del loro numero atomico Z. • Ideata dal chimico russo Dimitrij Mendeleev nel 1869, inizialmente contava numerosi spazi vuoti, previsti per gli elementi che sarebbero stati scoperti in futuro, tra cui alcuni nella seconda metà del 1900. • In onore del chimico russo, la tavola periodica degli elementi è anche detta "tavola periodica di Mendeleev".
Gruppi e periodi • La tavola periodica si articola in gruppi e periodi: • Ogni gruppo (colonne della tabella) comprende gli elementi che hanno la stessa configurazione elettronica esterna (modo in cui gli elettroni si dispongono attorno al nucleo). All'interno di ogni gruppo si trovano elementi con caratteristiche simili. • Ogni periodo (righe delle tabella) inizia con un elemento il cui atomo ha come configurazione elettronica esterna costituita da un elettrone e procedendo verso gli atomi successivi del periodo, il numero atomico Z aumenta di una unità ad ogni passaggio.
Tavola periodica • La costruzione delle configurazioni elettroniche degli atomi è indicata da un unico termine, Aufbau, che in lingua tedesca significa "costruire sopra". • si aggiunge un elettrone alla volta, fino a completare uno strato e si inizia a riempire quello successivo. La tavola periodica degli elementi è costruita sostanzialmente seguendo questo criterio. • La tavola periodica è stata concepita in modo tale che gli elementi di uno stesso gruppo (una stessa colonna) presentino proprietà simili. • Nell'attuale tavola periodica, gli elementi risultano ordinati in sequenza secondo il loro numero atomico, che sappiamo essere determinato dal numero dei protoni del nucleo.
Metalli Il metallo è un materiale che riflette la luce conferendole una particolare tonalità (detta appunto metallica), un ottimo conduttore di calore e di elettricità, generalmente intaccato dagli acidi (con sviluppo di idrogeno), spesso con buone caratteristiche di resistenza meccanica.
Metalli alcalini • L'aggettivo alcalino viene dall'arabo al-qali, con questo termine ci si riferiva alla potassa (K2CO3) .Poiché la potassa ha caratteristiche basiche, si diffuse la convenzione di chiamare alcali tutte quelle sostanze che, come la potassa, sono in grado di neutralizzare gli acidi. Quindi ancora oggi con alcalino si può intendere o un metallo del primo gruppo della tavola periodica o un composto basico.
Metalli alcalino-terrosi • Sono metalli dal colore argenteo, soffici, con bassa densità. Reagiscono prontamente con gli alogeni per formare sali e con l'acqua per formare idrossidi alcalini (basici). • Mentre il sodio e il potassio reagiscono violentemente con l'acqua a temperatura ambiente, il magnesio reagisce solo con il vapore acqueo e il calcio con l'acqua calda. Questi elementi hanno due elettroni nel guscio esterno e tranne il berillio e in minor misura il magnesio, la chimica di tutti gli altri elementi è quasi esclusivamente quella dei loro ioni doppiamente carichi positivamente. Vi è quindi una forte tendenza nel gruppo a conseguire la configurazione elettronica del gas nobile che li precede.
Gas nobili • Il termine gas nobili deriva dal fatto che, parafrasando l'atteggiamento della nobiltà, questi gas evitano di reagire con gli elementi "comuni". I gas nobili venivano anche chiamati gas inerti, ma il termine non era accurato, in quanto alcuni di essi hanno mostrato di prendere parte in reazioni chimiche.
Alogeni • Gli alogeni sono tutti molto reattivi e, in quantità sufficienti possono essere letali per gli organismi biologici. Il fluoro è il più reattivo; cloro e bromo vengono impiegati come disinfettanti. Il cloro è anche un ingrediente basilare nella produzione di candeggina (ipoclorito di sodio), e viene utilizzato per le sue proprietà sbiancanti.
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.
Ioni Una molecola o un atomo elettricamente carichi vengono detti ioni. Poiché hanno perso o guadagnato uno o più elettroni rispetto all'atomo neutro, il processo di perdita/acquisizione viene detto ionizzazione. La ionizzazione viene eseguita solitamente tramite applicazione di alta energia agli atomi, in forma di potenziale elettrico o radiazione. Un gas ionizzato viene detto plasma. Gli ioni caricati negativamente sono conosciuti come anioni (che sono attratti dagli anodi) e quelli caricati positivamente sono chiamati cationi (e sono attratti dai catodi). Gli ioni possono essere monovalenti (indicati con una + o -), bivalenti (con due + o -) e trivalenti (con tre +). Poi gli ioni si dividono in monoatomici e poliatomici.
PROPRIETA’ PERIODICHE • RAGGIO ATOMICO • ENERGIA DI IONIZZAZIONE o POTENZIALE DI IONIZZAZIONE • AFFINITA’ ELETTRONICA • ELETTRONEGATIVITA’
Il raggio atomicoè il raggio dell’atomo con nucleo e orbitali in cui si trovano gli elettroni. • Aumenta dall’alto in basso in un gruppo e • diminuisce da sinistra a destra in un periodo. Esempi: il Fosforo (P) si trova nel gruppo V A sotto all’Azoto (N): avrà quindi un raggio atomico maggiore.
Raggi atomici e raggi ionici Per gli anioni vale il discorso inverso. Un aumento della nube elettronica determina la diminuzione della attrazione tra nucleo ed elettroni. Quindi l’ anioneha raggio ionico molto più grande del raggio atomico La conseguenza dell’aumento dell’attrazione tra il nucleo e gli elettroni rimanenti è che il cationeha raggio ionico molto più piccolo del raggio atomico
Energia di ionizzazione L’energia di ionizzazione(Ei) di un atomo rappresenta l’energia necessaria per allontanare a distanza infinita dal nucleo l’elettrone legato ad esso più debolmente. Si formerà uno ione positivo: X + EiX+ (catione) + e- (elettrone) Misure: elettronvolt (eV), o J/mol di atomi. Per convenzione, il valore di Eiè positivo. Minimi assoluti: I gruppo (metalli alcalini) Massimi assoluti: gas nobili. Aumenta dal basso in alto in un gruppo da sinistra a destra in un periodo.
Affinità elettronica L’ affinitàelettronica (Eea) è la variazione di energia che interviene quando un atomo acquista un elettrone in più rispetto al suo stato fondamentale. Si formerà uno ione negativo: X +e- X- (anione) + Eea (E emessa) Misura: J/mol di atomi Per convenzione, il valore di Eea è negativo Massimi (in valore assoluto): gli alogeni (Cl, F, Br, I) Aumenta dal basso in alto in un gruppo da sinistra a destra in un periodo.
Affinità elettronica Essa ha convenzionalmente un valore negativo quando il processo è favorito energeticamente e viene quindi rilasciata energia, mentre il valore è positivo quando il processo è sfavorevole ed è quindi necessaria energia per attuarlo. La maggior parte degli elementi hanno affinità elettronica negativa. Questo significa che non necessitano di energia per acquistare un elettrone, al contrario, la rilasciano.
Elettronegatività L’elettronegatività è la capacità degli atomi di attrarre elettroni di legame. Aumenta dal basso in alto in un gruppo da sinistra a destra in un periodo.
