Cap 2

Sommario della lezione 4

Proprietà periodiche

Massa atomica e massa molecolare

Concetto di mole

Prime esercitazioni

Cap 2

Configurazione elettronica e Tabella Periodica

Negli elementi di transizione, il numero quantico principale del sottolivello d corrisponde al numero del periodo diminuito di un’unità; per esempio, gli elettroni degli elementi di transizione del quarto Periodo riempiono progressivamente il sottolivello 3d; quelli del quinto Periodo il sottolivello 4d, e così via. Nel caso degli elementi di transizione interna, invece, il numero quantico principale del sottolivello f corrisponde al numero del periodo diminuito di due unità; così, gli elettroni dei lantanidi, del sesto Periodo, riempiono il sottolivello 4f, mentre quelli degli attinidi, del settimo Periodo, riempiono il sottolivello 5f.

Cap 2

I gruppo A: I metalli alcalini

Li

Na

K

Rb

Cs

Fr

Cap 2

II gruppo A: I metalli alcalino-terrosi

Be

Mg

Ca

Sr

Ba

Ra

Cap 2

VII gruppo B: Gli alogeni

F

Cl

Br

I

At

Cap 2

I gas nobili

He

Ne

Ar

Kr

Xe

Rn

Cap 2

I metalli di transizione

Lantanidi

Attinidi

Cap 2

Gli ioni con le strutture dei gas nobili

56Ba [Xe]6s2 Ba2+ [Xe] + 2e-

9F [He]2s22p5 + 1e- F- [He]2s22p6

Cap 2

I cationi dei gas metalli di transizione

I metalli di transizione non formano ioni con configurazioni

dei gas nobili.

Quando gli atomi dei metalli di transizione formano ioni

positivi si perdono per primi gli elettroni del sottolivello s

più esterno.

25Mn [Ar]4s23d5 Mn2+ [Ar]3d5

Cap 2

Proprietà periodiche

Il raggio atomico è definito come la

metà della distanza minima di

avvicinamento tra gli atomi di una

sostanza elementare.

Cap 2

Cap 2

Cap 2

Cap 2

Gli ioni positivi sono più piccoli

degli atomi dei metalli dai quali

si formano.

Raggi ionici (cationi)

Cap 2

Raggi ionici (anioni)

Gli ioni negativi sono

più grandi degli atomi

degli elementi dai quali

si formano.

Cap 2

Affinità elettronica di un atomo:

A (g) + e-(g) A- (g) H ° = A

Energia di ionizzazione di un atomo (o potenziale di ionizzazione):

A(g) A+(g) + e-(g) H ° = I1

Cap 2

Energie di ionizzazione (kJ/mole)

Cap 2

Affinità elettronica (kJ/mole)

Cap 2

Elettronegatività:

tendenza di un atomo ad attrarre su di se gli elettroni di un legame.

Elettronegatività Energia di

ionizzazione

Affinità

elettronica +

Cap 2

Elettronegatività H 2,2

Na 0,9

K 0,8

Li 1,0

Rb 0,8

Cs 0,8

Be 1,6

Mg 1,3

Ca 1,0

Sr 1,0

Ra 0,9

Ba 0,9

Sc 1,4

Y 1,1

Ac 1,1

La 1,1

Ti 1,5

Zr 1,3

Hf 1,3

V 1,6

Nb 1,6

Ta 1,5

Cr 1,7

Mo 2,2

W 2,4

Mn 1,6

Tc 1,9

Re 1,9

Fe 1,8

Ru 2,2

Os 2,2

Co 1,9

Rh 2,3

Ir 2,2

Ni 1,9

Pd 2,3

Pt 2,3

Cu 1,9

Ag 1,9

Au 2,5

Zn 1,7

Cd 1,7

Hg 2,0

B 2,0

Al 1,5

Ga 1,8

In 1,8

Tl 2,0

C 2,6

Si 1,8

Ge 2,0

Sn 2,0

Pb 2,3

N 3,0

P 2,2

As 2,2

Sb 2,1

Bi 2,0

O 3,4

S 2,6

Se 2,6

Te 2,1

Po 2,0

F 4,0

Cl 3,2

Br 3,0

I 2,7

At 2,2

Ne 0 Ar 0

Kr 0

Xe 0

Rn 0

He 0

Fr 0,7

Cap 2

STRUTTURA NUCLEARE

Protoni carica +e massa 1836 volte quella dell'elettrone

Neutroni carica 0 massa 1839 volte quella dell'elettrone

Ogni elemento è caratterizzato da una carica nucleare tipica che è un multiplo della carica elettronica e. Questo multiplo viene indicato con la lettera Z.

Ad ogni Z corrisponde un elemento, nell’ordine:

H Z=1 He Z=2 Li Z=3 . . . .

Nell'atomo neutro attorno a tale nucleo si muovono Z elettroni.

Un nucleo è costituito da due tipi di particelle:

Cap 2

Un numero atomico Z numero di protoni

Un numero di massa A numero di protoni + numero di neutroni

Z=11 11 protoni (definisce l'elemento Na) A=23 23-11= 12 neutroni

Na23

11

Numero di massa

Numero atomico

Un nucleo è quindi caratterizzato da due numeri

Un nucleo particolare caratterizzato da Z e da A è anche chiamato nuclide e rappresentato con la seguente notazione:

Cap 2

Masse atomiche

Gli atomi pesano molto poco 10 -22 10 -23 grammi

1. Hanno un volume molto piccolo 10 -22 cm3

2. Il volume del nucleo è 1015 volte più piccolo del volume dell’atomo

Per semplicità non si parla di peso atomico assoluto ma di peso atomico relativo cioè si riferisce il di un atomo al peso di un altro, preso come campione (peso atomico = massa)

Originariamente si scelse l’H come atomo di riferimento e si assegnò 1 per il suo peso.

Successivamente si è scelto come standard la massa dell’atomo di ossigeno e si è posto =16.

In questo modo l’unità di misura delle masse atomiche è rappresentata da 1/16 della massa dell’atomo di Ossigeno.

L’unità di misura delle masse = uma (unità di massa atomica)

Cap 2

MASSE ATOMICHE

La moderna scala di masse atomiche è basata sul più comune

isotopo del carbonio 12C. A questo isotopo è stata assegnata una

massa di 12 uma.

1 uma = 1/12 massa di un atomo di 12C

1 uma ≈ massa di un atomo di H

m 12C =12.000 uma

1 uma = 1,66043 10 -24 g

Nella tavola periodica le masse atomiche sono riportate direttamente

sotto il simbolo dell’elemento

Cap 2

La maggior parte degli elementi si trova in natura come

La massa atomica relativa tiene conto

dell’abbondanza naturale dei vari isotopi:

miscela di due o più isotopi.

È importante conoscere non solo le

masse dei singoli isotopi, ma anche le

loro percentuali in natura (abbondanze

isotopiche).

Cap 2

Cap 2

Massa ed abbondanza naturale degli isotopi

dell’H e del C

Isotopo

Massa (uma)

Abbondanza

naturale (%)

1,00783

99,985

2,01410

0,0015

12,00000

98,892

13,00336

1,108

1

1H

1

2H

6

12C

6

13C

Cap 2

Peso atomico del carbonio alla media delle masse atomiche di tutti gli isotopi del carbonio carbonio, fatta la media fra 12C, 13C, ecc.. ha peso atomico 12,0107

(12,00000 x 0,98892) + (13,00336 x 0,1108) = 12,0107

Cap 2

Unità di massa atomica ( u.m.a.):

1/12 della massa di 12C ( = 1,6604×10-27 kg)

C z

A ; C

6

12

il Nucleo contiene 6 protoni e 6 neutroni

z

A C

Numero atomico

Numero di massa

Simbolo chimico del carbonio

Cap 2

Cap 2

Cap 2

Cap 2

Cap 2

Cap 2

Il numero di Avogadro rappresenta il numero di atomi in un

campione di un elemento con una massa in grammi

numericamente uguale alla sua massa atomica espressa in

uma

in 1.008 g di H 6.022 x 1023 massa atomica = 1,008 uma

atomi

in 4.003 g di He 6.022 x 1023

massa atomica = 4.003 uma

atomi

in 32.07 g di S 6.022 x 1023

massa atomica = 32.07 uma

Massa di una mole di 12C = 12 x 1.66 x 10-24 g x 6.022 x 1023

12.0 g

Cap 2

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