1

Le proprietà periodiche degli elementi

2

Numero atomico

Simbolo

Peso atomico

MetalloSemimetalloNon metallo

Numerazione gruppi IUPAC

3

3 4 5 6 7

8

Metalli di transizione

Met

alli

alca

lini

Met

alli

alca

lino

terr

osi

Alo

geni

Gas

nob

ili

Lantanidi

Attinidi

Numerazione gruppi tradizionale, n° coincide con gli elettroni esterni degli elementi o elettroni di valenza

4

Moseley ha ordinato gli elementi secondo valori crescenti del numero atomico (Z) � TAVOLA PERIODICA.

File orizzontali � PERIODIFile verticali� GRUPPI

Gli elementi appartenenti allo stesso gruppo hanno strutture elettroniche simili e quindi comportamento chimico simile.

1° periodo � piccolissimo periodo2° e 3° periodo � periodi corti o piccoli4° e 5° periodo � lunghi periodi6° periodo � lunghissimo periodo7° periodo � incompleto

5

Classificazione periodica degli elementiBlocco s (ns2) Blocco p (np6)

Blocco d ((n-1)d10)

Blocco f ((n-2)f14)

6

1. Carica nucleare efficace (Zeff o Z*)

2. Dimensioni atomiche

3. Energia di ionizzazione

4. Affinità elettronica

5. Elettronegatività

6. Carattere metallico

Le proprietà periodiche

7

Carica nucleare efficace

In un atomo polielettronico gli elettroni più interni esplicano una azione di “schermo” per cui un elettrone risente di una carica Zeff(carica nucleare efficace) minore di Z

1+

--

H

2+

--

--

He

3+

----

--

Li

8

Zeff risulta tanto minore quanto minore è la penetrazione del relativo orbitale. L’elettrone è energeticamente meno legato al nucleo quanto minore è Zeff e al relativo orbitale corrisponderà una energia maggiore

Orbitali di tipo diverso (s, p, d, f, ecc.) appartenenti allo stesso livello n penetrano verso il nucleo in maniera diversa. La capacità di penetrazione varia nell’ordine:

s > p > d > f

Carica nucleare efficace

Gusci interni

Na 1s2 2s2 2p6 3s1

Na: 11 e-

Z = 11Zeff = 2,20

9

�

�

�

�

�

�

�

�

� � �� �� �� �� �� �� �� �� �� ��

�H

He

Li Na

Ne Ar

K

Kr Xe

Rb Cs

Periodo

Gruppo

Proprietà periodiche: CARICA NUCLEARE EFFICACE, Zeff

10

Proprietà periodiche: RAGGIO ATOMICO

2 rA

Raggio atomico metallico: cristallo metallico, Al

Raggio atomico covalente: molecola biatomica, F2

Raggio atomico di Van der Waals: aggregati allo stato solido, He

1 2 3 4 5 6 7 8

Gruppo

Raggio atomico

(pm)

Peri

odo

11

Proprietà periodiche: RAGGIO ATOMICO lungo un gruppo

Aumenta n Aumenta rA

12

Proprietà periodiche: RAGGIO ATOMICO

PeriodoZeff ↑↑↑↑

Gruppon ↑↑↑↑

13

Proprietà periodiche: RAGGIO ATOMICO

14

Ionizzazione: effetto sulle dimensioni atomiche

15

1 2 3 4 5 6 7 8

Proprietà periodiche: RAGGIO IONICO

16

L’energia di ionizzazione

−+ + → eXX gE

gion

)()(

'

1a ionizzazione

−++ + → eXX gE

gion 2

)()(''

2a ionizzazione

−++ + → eXX gionE

g3

)(

''')(

2

3a ionizzazione

17

E2s

E2p

E3s

L’energia di ionizzazione

0

Na(g) + 5.14 eV →→→→ Na+(g) + e-

18

Proprietà periodiche: ENERGIA di 1° IONIZZAZIONE

Gruppon ↑↑↑↑

PeriodoZeff ↑↑↑↑

19

Ne [He]2s22p6

F [He]2s22p5

O [He]2s22p4

N [He]2s22p3

C [He]2s22p2

B [He]2s22p1

Be [He]2s2

Li [He]2s1

Proprietà periodiche: ENERGIA di IONIZZAZIONE

20

Gruppo

Peri

odo

Energia ionizzazione (kJ mol-1)

Proprietà periodiche: ENERGIA di 1° IONIZZAZIONE

21

Na(g) + 5.14 eV → Na+(g) + e-

Na+(g) + 47.3 eV → Na2+

(g) + e-

E2s

E2p

E3s

Proprietà periodiche: ENERGIA di IONIZZAZIONE

22

L’energia di 1a ionizzazione e superiori

Li Na K Be Mg Ca B Al

0

5000

10000

15000

20000

25000

1a ionizz.

2a ionizz.

3a ionizz.

4a ionizz

E’ion < E’’ion < E’’’ion <…ecc.

23

L’affinità elettronica

1)()( AEgg EXeX +→+ −−

EAE 1° ordine < O Processo esotermico

22)()( AEgg EXeX +→+ −−−

EAE 2° ordine > O Processo endotermico

24

Proprietà periodiche: AFFINITÀ ELETTRONICA

I II III IV V VI VII1 H

-73

2 Li Be B C N O F-60 18 -27 -122 7 -141 -328

3 Na Mg Al Si P S Cl-53 21 -43 -134 -72 -200 -349

4 K Ca Ga Ge As Se Br-48 -2 -29 -120 -78 -195 -325

Ea.e.(KJ/mol)

PeriodoZeff ↑↑↑↑

Gruppo rA ↑↑↑↑

25

Peri

odo

Gruppo

Affinitàelettronica (kJ mol-1)

Proprietà periodiche: AFFINITÀ ELETTRONICA

26

Elettronegatività: tendenza di un atomo ad attrarre a séelettroni quando forma legami con altri atomi.

L’elettronegatività è una proprietà relativa

GrupporA ↑↑↑↑

PeriodoZeff ↑↑↑↑

Proprietà periodiche: ELETTRONEGATIVITA’

27

Proprietà periodiche: ELETTRONEGATIVITA’

Elementi elettropositivi

Elementi elettronegativi

3 4

4 5 6 7

8

28

Metalli vs. non metalli

Formano alogenuri covalentiFormano alogenuri ioniciFormano anioniFormano cationiDanno ossidi acidiDanno ossidi basiciNon reagiscono con gli acidiReagiscono con gli acidi

Cattivi conduttori termiciBuoni conduttori termiciSolidi, liquidi, gassosiSolidi, alto punto di fusioneNon malleabiliMalleabiliNon duttiliDuttiliCattivi conduttori Buoni conduttori elettrici

NON METALLIMETALLI

29

Proprietà periodiche: CARATTERE METALLICO

Conducibilità elettrica bassa ma non nullaProprietà intermedie fra metalli e non metalli

30

Energia di ionizzazioneAffinità elettronicaElettronegatività

Raggio atomicoCarattere metallico

31

1) Ordinare i seguenti elementi in ordine di raggio atomico crescente: Cu, K, Fe, Ge, Se, Sc

2) Ordinare i seguenti elementi in ordine di energia di 1°ionizzazione decrescente: Sb, P, As, Bi, N

3) Ordinare i seguenti elementi in ordine di elettronegativitàcrescente: Cl, Al, Si, Mg, P

4) Scrivere il simbolo chimico degli elementi: rame, fosforo, selenio, argento, osmio, piombo, astato, xeno, radio, cerio, zirconio, bismuto

5) Scrivere il nome degli elementi che corrispondono ai seguenti simboli chimici: Rb, Al, Se, Pt, Mo, Sb, Sn, Po, Sc

6) Ordinare i seguenti elementi in ordine di dimensioni atomiche (raggio atomico) decrescente: Ga, Tl, Al, B, In