Sommario della lezione 4. Proprietà periodiche. Massa atomica e massa molecolare. Concetto di mole. Prime esercitazioni

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Dimensione: px
Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "Sommario della lezione 4. Proprietà periodiche. Massa atomica e massa molecolare. Concetto di mole. Prime esercitazioni"

Transcript

1 Sommario della lezione 4 Proprietà periodiche Massa atomica e massa molecolare Concetto di mole Prime esercitazioni

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.

3 I gruppo A: I metalli alcalini Li Na K Rb Cs Fr

4 II gruppo A: I metalli alcalinoterrosi Be Mg Ca Sr Ba Ra

5 VII gruppo B: Gli alogeni F Cl Br I At

6 I gas nobili He Ne Ar Kr Xe Rn

7 I metalli di transizione Lantanidi Attinidi

8 Gli ioni con le strutture dei gas nobili 56 Ba [Xe]6s 2 Ba 2+ [Xe] + 2e - 9 F [He]2s 2 2p 5 + 1e - F - [He]2s 2 2p 6

9 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. 25 Mn [Ar]4s 2 3d 5 Mn 2+ [Ar]3d 5

10 Proprietà periodiche Il raggio atomico è definito come la metà della distanza minima di avvicinamento tra gli atomi di una sostanza elementare.

11

12

13

14 Raggi ionici (cationi) Gli ioni positivi sono più piccoli degli atomi dei metalli dai quali si formano.

15 Raggi ionici (anioni) Gli ioni negativi sono più grandi degli atomi degli elementi dai quali si formano.

16 Energia di ionizzazione di un atomo (o potenziale di ionizzazione): A(g) A + (g) + e - (g) H = I 1 Affinità elettronica di un atomo: A (g) + e - (g) A - (g) H = A

17 Energie di ionizzazione (kj/mole)

18 Affinità elettronica (kj/mole)

19 Elettronegatività: tendenza di un atomo ad attrarre su di se gli elettroni di un legame. Elettronegatività Energia di ionizzazione + Affinità elettronica

20 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

21 STRUTTURA NUCLEARE 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: Protoni carica +e massa 1836 volte quella dell'elettrone Neutroni carica 0 massa 1839 volte quella dell'elettrone

22 Un nucleo è quindi caratterizzato da due numeri Un numero atomico Un numero di massa Z numero di protoni A numero di protoni + numero di neutroni Un nucleo particolare caratterizzato da Z e da A è anche chiamato nuclide e rappresentato con la seguente notazione: Numero di massa Numero atomico Na Z=11 11 protoni (definisce l'elemento Na) A= = 12 neutroni

23 Masse atomiche Gli atomi pesano molto poco grammi 1. Hanno un volume molto piccolo cm 3 2. Il volume del nucleo è 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)

24 MASSE ATOMICHE La moderna scala di masse atomiche è basata sul più comune isotopo del carbonio 12 C. A questo isotopo è stata assegnata una massa di 12 uma. 1 uma = 1/12 massa di un atomo di 12 C 1 uma massa di un atomo di H m 12 C = uma 1 uma = 1, g Nella tavola periodica le masse atomiche sono riportate direttamente sotto il simbolo dell elemento

25 La maggior parte degli elementi si trova in natura come 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). La massa atomica relativa tiene conto dell abbondanza naturale dei vari isotopi:

26

27 Massa ed abbondanza naturale degli isotopi dell H e del C Isotopo Massa (uma) Abbondanza naturale (%) 1 1H 1, , H 2, , C 12, , C 13, ,108

28 Peso atomico del carbonio alla media delle masse atomiche di tutti gli isotopi del carbonio carbonio, fatta la media fra 12 C, 13 C, ecc.. ha peso atomico 12,0107 (12,00000 x 0,98892) + (13,00336 x 0,1108) = 12,0107

29 Unità di massa atomica ( u.m.a.): 1/12 della massa di 12 C ( = 1, kg) z A C 6 ; C 12 il Nucleo contiene 6 protoni e 6 neutroni z A C Numero atomico Simbolo chimico del carbonio Numero di massa

30

31

32

33

34

35 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 Massa di una mole di 12 C = 12 x 1.66 x g x x g in g di H x massa atomica = 1,008 uma atomi in g di He x massa atomica = uma atomi in g di S x massa atomica = uma

36

37