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LA TABELLA PERIODICA LA TABELLA PERIODICA DEGLI ELEMENTIDEGLI ELEMENTI

7p

Principio dell’Aufbau (riempimento)

Schema semplificato dei livelli energetici atomici

Distribuzione energetica reale dei livelli energetici atomici

Schema empirico da adottareper il corretto riempimento

degli orbitali atomici

4f4f

elettrane

Configurazioni elettroniche

tre regole si applicano per predire la configurazione elettronica nello stato fondamentale di un atomo:

Il principio di esclusione di Pauli. Esiste un ulteriore numero quantico definito numero quantico di spin ms, che può assumere valori di -1/2 o +1/2 (per elettrone). Nessuna coppia di elettroni può avere gli stessi 4 numeri quantici e quindi un orbitale può “ospitare” solo 2 elettroni. Questa regola non ha eccezioni.

Il principio dell’aufbau (riempimento).Le configurazioni elettroniche sono

Z= 6

Le configurazioni elettroniche sono costruite riempendo per primi gli orbitali ad energia più bassa (quando le differenze di energia sono significative). Questa regola permette di ottenere le configurazioni elettroniche nello stato fondamentale. Altre configurazioni eccitate che non violino il principio di Pauli sono possibili.

Regola di Hund. Laddove gli orbitali hanno la stessa energia (degenerati) o quasi, questi vengono riempiti ciascuno con un elettrone, con spin paralleli, prima che inizi l’accoppiamento. Altre configurazioni rappresentano stati eccitati (non sono vietate).

Configurazione elettronica corretta

Elementi disposti in ordine crescente di massa atomica

Altre configurazioniperiodiche degli elementi

RIGO o PERIODORIGO o PERIODO

I periodi sono individuati da numeri

COLONNA o GRUPPOCOLONNA o GRUPPO

I gruppi sono individuati da numeri romani e dalle

lettere A o B

NOMI DI GRUPPO PIU’ COMUNINOMI DI GRUPPO PIU’ COMUNI

Metalli alcalini

Metalli alcalino-terrosi

Alogeni

Gas nobili

LANTANIDILANTANIDIATTINIDIATTINIDI

MetalliMetalli:: tutti solidi a tutti solidi a temperatura ambiente temperatura ambiente (tranne il mercurio), (tranne il mercurio), hanno bassa hanno bassa elettronegatività ed elettronegatività ed energia di energia di ionizzazione, sono ionizzazione, sono buoni conduttori di buoni conduttori di calore e di elettricità, calore e di elettricità, sono duttili e sono duttili e

METALLI E NON METALLIMETALLI E NON METALLI

sono duttili e sono duttili e malleabilimalleabili

Non metalliNon metalli:: a a temperatura ambiente temperatura ambiente possono essere solidi, liquidi possono essere solidi, liquidi o gassosi, hanno alta o gassosi, hanno alta elettronegatività ed energia elettronegatività ed energia di ionizzazione, sono cattivi di ionizzazione, sono cattivi conduttori di calore e di conduttori di calore e di elettricità.elettricità.

METALLI E NON METALLIMETALLI E NON METALLI

Semi metalliSemi metalli ( o ( o metalloidimetalloidi)): hanno : hanno caratteristiche intermedie. caratteristiche intermedie. Silicio e germanio, Silicio e germanio, essendo semi conduttori, essendo semi conduttori, sono impiegati in sono impiegati in elettronicaelettronica

STATI FISICI A 25STATI FISICI A 25°°CC

La La POSIZIONEPOSIZIONE che un elemento occupa che un elemento occupa

nella tabella periodica è un riflesso della nella tabella periodica è un riflesso della

sua sua sua sua

CONFIGURAZIONE ELETTRONICACONFIGURAZIONE ELETTRONICA

Per CONFIGURAZIONE ELETTRONICA di un atomo si intende la Per CONFIGURAZIONE ELETTRONICA di un atomo si intende la disposizione degli elettroni negli orbitali atomici disposizione degli elettroni negli orbitali atomici

4p

3d

5s

ConfigurazioneConfigurazione elettronicaelettronica deldel BromoBromo (Br)(Br)

2s

3s

2p

3p

4s

3d

1s

1s1s22 2s2s22 2p2p66 3s3s22 3p3p66 4s4s22 3d3d10104p4p55

5d

4d

5s

5p

6s

4f

5f7s

6p

6d Il tipo di Il tipo di orbitaleorbitale più più esternamente occupatoesternamente occupato da da uno o più elettroni,uno o più elettroni,condiziona la condiziona la posizione posizione dell’elemento nella tabelladell’elemento nella tabella

1s

2s

3s2p

3p

4p

4s

3d 1

2

3

4

5

6

7

Il tipo di Il tipo di orbitaleorbitale più esternamente occupatopiù esternamente occupato da uno o più elettroni,da uno o più elettroni,condiziona le condiziona le proprietà chimicheproprietà chimiche dell’elemento e la sua dell’elemento e la sua posizione nella tabellaposizione nella tabella

12 17

Cl

PERIODOPERIODOelettroni in comune elettroni in comune su orbitali col numerosu orbitali col numeroquantico principalequantico principalepiù altopiù alto

1

2

3

4

5

6

7

12

Mg Cl

11 22 33 44

ss

p

p

ds

p

df

s

11 22 33 44

ss

p

p

ds

p

df

s

1s22s22p6 1s22s22p63s3s223s3s22 3p3p 55

8 34

Se

VIA

GRUPPOGRUPPO::identica identica configurazione configurazione elettronica più elettronica più esterna e quindi esterna e quindi comportamento comportamento chimico similechimico simile

8

O Se

11 22 33 44

ss

p

p

ds

p

df

s

11 22 33 44

ss

p

p

ds

p

df

s

1s22s22p2p44 1s1s222s2s222p2p663s3s223p3p664s4s223d3d10104p4p44

He

Ne

Ar

Kr

Xe

Quanti e quali Quanti e quali “ingredienti”“ingredienti” elementari sono necessari per fare un organismo vivente ? elementari sono necessari per fare un organismo vivente ?

Xe

Rn

Alcune proprietà degli elementi mostrano VARIAZIONI GRADUALI Alcune proprietà degli elementi mostrano VARIAZIONI GRADUALI procedendo attraverso un periodo o un gruppo procedendo attraverso un periodo o un gruppo

((PROPRIETA’ PERIODICHEPROPRIETA’ PERIODICHE).).

Conoscere queste tendenze permette di comprendere leConoscere queste tendenze permette di comprendere lePROPRIETA’ CHIMICHEPROPRIETA’ CHIMICHE

DIMENSIONI ATOMICHEDIMENSIONI ATOMICHEENERGIA DI PRIMA IONIZZAZIONEENERGIA DI PRIMA IONIZZAZIONEAFFINITA’ ELETTRONICAAFFINITA’ ELETTRONICAELETTRONEGATIVITA’ ELETTRONEGATIVITA’

DIMENSIONI ATOMICHEDIMENSIONI ATOMICHEENERGIA DI PRIMA IONIZZAZIONEENERGIA DI PRIMA IONIZZAZIONEAFFINITA’ ELETTRONICAAFFINITA’ ELETTRONICAAFFINITA’ ELETTRONICAAFFINITA’ ELETTRONICAELETTRONEGATIVITA’ELETTRONEGATIVITA’

IL VOLUME ATOMICO

diminuisce

Aumentando il numero di elettroni nello stesso guscio orbitalico aumenta Aumentando il numero di elettroni nello stesso guscio orbitalico aumenta l’attrazione con i protoni nucleari causando una contrazionel’attrazione con i protoni nucleari causando una contrazione

Si occupa unSi occupa un

Volume occupato dagli orbitali Volume occupato dagli orbitali contenenti gli elettroni contenenti gli elettroni dell’atomo dell’elementodell’atomo dell’elemento

IL RAGGIO ATOMICOLa metà della distanza tra i nuclei La metà della distanza tra i nuclei di due atomi della stessa specie in di due atomi della stessa specie in una molecola biatomicauna molecola biatomica

aumenta

Si occupa unSi occupa unguscio guscio orbitalicoorbitalicocon numero con numero quanticoquanticoprincipale n principale n maggioremaggioree quindi più e quindi più voluminosovoluminoso

ENERGIA DI PRIMA IONIZZAZIONE

Energia necessaria per strappare ad un atomo uno dei suoi elettroni più esterni

Aumenta spostandosi Aumenta spostandosi

A + Energia ---------> A+ + e-

Aumenta spostandosi Aumenta spostandosi da sinistra verso da sinistra verso destra in un periodo, destra in un periodo, diminuisce scendendo diminuisce scendendo lungo un gruppo lungo un gruppo

AFFINITA’ ELETTRONICAAFFINITA’ ELETTRONICA

Energia liberata per acquisire un elettrone da parte di un atomo neutro Energia liberata per acquisire un elettrone da parte di un atomo neutro

A + eA + e-- --------------------> A> A-- + + EnergiaEnergia

Aumenta spostandosi Aumenta spostandosi da sinistra verso da sinistra verso destra in un periodo, destra in un periodo, diminuisce scendendo diminuisce scendendo lungo un gruppo lungo un gruppo

ELETTRONEGATIVITA’

Nel legame chimico due atomi mettono in Nel legame chimico due atomi mettono in compartecipazione gli elettroni degli orbitali compartecipazione gli elettroni degli orbitali più esterni, che iniziano ad orbitare intorno più esterni, che iniziano ad orbitare intorno ad entrambi i nucleiad entrambi i nuclei

L’L’ELETTRONEGATIVITA’ELETTRONEGATIVITA’ è la forza con cui gli atomi di un elemento attirano gli è la forza con cui gli atomi di un elemento attirano gli elettroni di legame (Definizione di PAULING)elettroni di legame (Definizione di PAULING)

Aumenta Aumenta spostandosi spostandosi spostandosi spostandosi da sinistra da sinistra verso destra verso destra in un in un periodo, periodo, diminuisce diminuisce scendendo scendendo lungo un lungo un gruppo gruppo

ELETTRONEGATIVITA’

Nel legame chimico due atomi mettono in Nel legame chimico due atomi mettono in compartecipazione gli elettroni degli orbitali compartecipazione gli elettroni degli orbitali più esterni, che iniziano ad orbitare intorno più esterni, che iniziano ad orbitare intorno ad entrambi i nucleiad entrambi i nuclei

L’L’ELETTRONEGATIVITA’ELETTRONEGATIVITA’ è la forza con cui gli atomi di un elemento attirano gli è la forza con cui gli atomi di un elemento attirano gli elettroni di legame (Definizione di PAULING) elettroni di legame (Definizione di PAULING)

Scala di PAULINGScala di PAULING

Volume atomico

Volume atomico

Numero atomico (Z): numero dei protoni presenti nel nucleo

Simbolo chimico

Massa Atomica: media ponderata dei pesi atomici di tutti gli isotopi dell’elemento

H1,008

1

XA

Z

numero di massa

numero atomico

simbolo dell’elemento

Si definiscono ISOTOPI o NUCLIDI di un elemento, atomi che hanno lo stesso numero atomico Z, ma differiscono per il numero di massa A. Gli isotopi hanno le stesse proprietà chimiche

ISOTOPI DELL’IDROGENO

Alcuni isotopi sono stabili, altri ( i radioisotopi) sono instabili e

tendono alla stabilità emettendo radiazioni (αααα, ββββ o γγγγ)

disintegrandosi in elementi stabili.

1H1

2H13H1

stabili.

PESO ATOMICO PESO ATOMICO somma dei pesi dei protoni e dei neutroni presenti nel nucleo. somma dei pesi dei protoni e dei neutroni presenti nel nucleo.

DALTON o UNITA’ DI MASSA ATOMICA (uma)DALTON o UNITA’ DI MASSA ATOMICA (uma)

1/12 della massa dell’isotopo 1/12 della massa dell’isotopo 1212C = 1.6605 x 10C = 1.6605 x 10--2424 gg

1H1

2H13H1

Prozio Deuterio Trizio

Peso (g) 1,672 x 10-24 3,346 x10-24 5,02 x 10-24

H1,008

1

Peso (g) 1,672 x 10 3,346 x10 5,02 x 10

Peso atomico (uma) 1,007 2,01 3,02

Abbondanza relativa 99,985 % 0,015 % ≈ 10-5 %

MASSA ATOMICAMASSA ATOMICA

1,007 x 99,9851,007 x 99,985 ++ 2,01 x 0,0152,01 x 0,015 ++ 3,02 x 103,02 x 10--55

100 100 100100 100 100

Massa AtomicaMassa Atomica: : media ponderatamedia ponderata dei pesi atomici di dei pesi atomici di tutti gli isotopi dell’elementotutti gli isotopi dell’elemento

MOLEMOLEQuantità espressa in Quantità espressa in grammigrammi pari al peso molecolare della pari al peso molecolare della sostanza (atomo o molecola) espressa in unità di massa sostanza (atomo o molecola) espressa in unità di massa

atomica.atomica.

Es. NaCl (cloruro di sodio) P.A. Na : 22.99 dP.A. Cl : 35.45 d

P.M. NaCl : 58.44 d 1 mole di NaCl 58.44 g

PESO MOLECOLAREPESO MOLECOLAREsomma delle masse atomiche degli atomi che costituiscono la molecola somma delle masse atomiche degli atomi che costituiscono la molecola

m (g)

P.M. (g/mole)n (moli) =

Una mole di una qualsiasi sostanza contiene lo stesso numero di particelle , detto numero di Avogadro : N = 6.023 x 1023

Il Il NUMERO DI MOLINUMERO DI MOLI contenuto in una nota massa di una contenuto in una nota massa di una sostanzapuò essere calcolato dalla seguente relazione :sostanzapuò essere calcolato dalla seguente relazione :

Problema : dati 233.76 g di NaCl n (moli) ? numero di molecole ?

233.76n (moli) =

m (g)


233.76

58.44

= 4n (moli) = ; numero di molecole : 4 x N = 24 x1023 = 2.4 x1024Risposta :

IN CONDIZIONI NORMALI (0IN CONDIZIONI NORMALI (0°°C e 1 atm) C e 1 atm) UNA MOLE DI QUALSIASI GAS OCCUPA UNA MOLE DI QUALSIASI GAS OCCUPA

UN VOLUME DI 22,4 LITRIUN VOLUME DI 22,4 LITRI

LEGGE DI AVOGADROLEGGE DI AVOGADROA parità di condizioni di pressione e temperatura, volumi uguali di gas diversi A parità di condizioni di pressione e temperatura, volumi uguali di gas diversi contengono un ugual numero di molecole (e quindi un ugual numero di moli)contengono un ugual numero di molecole (e quindi un ugual numero di moli)

UN VOLUME DI 22,4 LITRIUN VOLUME DI 22,4 LITRI

88g di CO2 a 0°C e 1 atm occupano il volume di 44,8 litri. Quale volume occupano nelle stesse condizioni 32 g di metano (CH4)?

n. moli in 88 gr di CO2

P.A.(C): 12

n. moli in 32 gr di CH4

P.A.(O): 16

P.M.(CO ): 44

P.A.(C): 12

P.A.(H): 1

P.M.(CH ): 16

DOMANDADOMANDA

P.M.(CO2): 44

m (g)


n. moli= 88 g = 2

44

P.M.(CH4): 16

n. moli= 32 g = 2

16

RISPOSTA: RISPOSTA: 44,8 litri44,8 litri

Suggerimento per imparare la tabella periodicaSuggerimento per imparare la tabella periodica

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