Tavola periodica. Periodo = riga. Gruppo = colonna:

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1 Periodo = riga Tavola periodica gli eleenti appartenenti ad uno stesso periodo hanno nuero atoico (e quindi nuero di elettroni) crescente da sinistra verso destra, fino a riepiento di uno strato caratterizzato da un certo nuero quantico principale n Gruppo = colonna: gli eleenti appartenenti allo stesso gruppo hanno la stessa configurazione elettronica esterna, a n crescente dall alto verso il basso

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3 Gruppo VIII A: Gas Nobili Gli eleenti del gruppo più a destra corrispondono al riepiento copleto di un sottostrato p (eccetto l He), che è olto più basso in energia del sottostrato successivo, e quindi ad una configurazione olto stabile. Tali eleenti He elio 1s 2 Ne neon 1s 2 2s 2 2p 6 Ar argon 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 Kr kripton 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 sono quindi non reattivi e noti coe gas nobili e costituiscono il gruppo VIII A della tavola periodica

4 GRUPPO I A: METALLI ALCALINI Eleenti dello stesso gruppo (colonna) della tavola periodica hanno configurazioni elettroniche di valenza analoghe. Ad esepio gli eleenti del gruppo IA hanno configurazioni: H idrogeno 1s 1 (eccezione) Li litio [He] 2s 1 Na sodio [Ne] 3s 1 K potassio [Ar] 4s 1 hanno tutti un solo elettrone di valenza ed una configurazione ns 1 Gli eleenti del prio gruppo sono noti coe METALLI ALCALINI (eccetto H) ed hanno proprietà chiiche olto siili; ad esepio forano facilente ioni Li +, Na +, K +

5 Gruppo IIA: METALLI ALCALINO-TERROSI Be berillio [He] 2s 2 Mg agnesio [Ne] 3s 2 Ca calcio [Ar] 4s 2 Sr stronzio [Kr] 5s 2 Essi sono noti coe METALLI ALCALINO-TERROSI. Hanno tutti una configurazione degli elettroni di valenza ns 2 e proprietà chiiche siili. La soiglianza tra le configurazioni degli elettroni di valenza spiega la soiglianza tra le proprietà chiiche all'interno dei gruppi. In olti casi è sufficiente solo conoscere la configurazione di valenza che si può ricavare dal nuero del gruppo.

6 Anoalie nella configurazione elettronica degli eleenti di transizione Sc [Ar]3d 1 4s 2 Fe [Ar]3d 6 4s 2 Ti [Ar]3d 2 4s 2 Co [Ar]3d 7 4s 2 V [Ar]3d 3 4s 2 Ni [Ar]3d 8 4s 2 Cr [Ar]3d 5 4s 1 Cu [Ar]3d 10 4s 1 Mn [Ar]3d 5 4s 2 Zn [Ar]3d 10 4s 2 quando è possibile una configurazione con il riepiento a età o totale degli orbitali d, essa è favorita rispetto alle altre Quando Z è olto alto, la differenza di energia fra i vari tipi di orbitali diventa olto piccola, e si possono avere delle configurazioni abbastanza iprevedibili.

7 Nuero atoico Massa atoica Pria ionizzazione (ev) 8 15, ,61 0,66 Ossigeno O [He] 2s 2 2p 4 3,5-2 Elettronegatività Nueri di ossidazione Raggio atoico (Å)

8 Proprietà fisiche e chiiche Raggio atoico Energia di ionizzazione Affinità elettronica Nueri di ossidazione Struttura cristallina

9 Raggio atoico diinuiscono da sinistra a destra lungo un periodo Auentano andando dall alto verso il basso lungo un Gruppo

10 Lungo il gruppo: n cresce aggiore è il nuero quantico n, più grande è l'orbitale Lungo il periodo (a parità di n): Z cresce quindi la carica del nucleo cresce Il aggior nuero di protoni nel nucleo esercita sugli elettroni esterni una aggiore attrazione e quindi il raggio decresce.

11 Energia di ionizzazione L'energia (o potenziale) di pria ionizzazione è l'energia inia necessaria per riuovere l'elettrone più esterno di un atoo neutro allo stato gassoso. A (g) A + (g) + e - E.I. Ad esepio per l'atoo di litio: Li (1s 2 2s 1 ) Li + (1s 2 ) + e - E.I.= 519 kj/ol Le energie di ionizzazione sono in genere riferite ad una ole di atoi e riportate in kj/ol.

12 Periodicità dell energia di ionizzazione Auenta lungo il periodo e diinuisce lungo il gruppo. Lungo il periodo cresce Z e quindi la carica nucleare, il raggio atoico decresce e quindi è richiesta più energia per allontanare un elettrone più attratto dal nucleo. Lungo il gruppo principale (I-VIIIA) le energie di ionizzazione diinuiscono andando verso il basso: ciò perchè scendendo lungo il gruppo le diensioni atoiche auentano e l elettrone più esterno è più facile da riuovere.

13 E possibile riuovere da un atoo più di un elettrone. Le energie richieste sono note coe energie di pria ionizzazione, seconda ionizzazione, terza ionizzazione, ecc.. M M + + e - M + M 2+ + e - M 2+ M 3+ + e - pria ionizzazione seconda ionizzazione terza ionizzazione Le energie di ionizzazione auentano progressivaente. Si ha inoltre un brusco auento in corrispondenza della riozione del prio elettrone

14 Affinità elettronica L affinità elettronica è la variazione di energia per il processo di addizione di un elettrone ad un atoo neutro allo stato gassoso per dare uno ione negativo. A(g) + e - A - (g) A.E. (kj/ol) Se lo ione negativo è stabile la variazione di energia ha un valore negativo, entre valori positivi indicano uno ione instabile La variazione periodica dell affinità elettronica è eno regolare rispetto a quella dell energia di ionizzazione Valori grandi negativi sono osservati per gli eleenti del gruppo VIIA ai quali anca un solo elettrone per raggiungere una configurazione stabile di gas nobile: F (1s 2 2s 2 2p 5 ) + e - F - (1s 2 2s 2 2p 6 ) A.E.= kj/ol

15 In generale, con varie eccezioni, per EI ed AE si ha:

16 Non etalli Seietalli Lr Lu Uuu Uun Mt Hs Bh Sg Db Rf Ra Fr Rn At Po Bi Pb Tl Hg Au Pt Ir Os Re W Ta Hf Ba Cs Xe I Te S b Sn In Cd Ag Pd Rh Ru Tc M o Nb Zr Y Sr Rb Kr Br Se A s Ge Ga Zn Cu Ni Co Fe M n Cr V Ti Sc Ca K Ar Cl S P Si Al M g Na Ne F O N C B Be Li He H Yb T Er Ho Dy Tb Gd Eu S P Nd Pr Ce La No M d F Es Cf Bk C A Pu Np U Pa Th Ac Metalli Non etalli Seietalli Lr Lu Uuu Uun Mt Hs Bh Sg Db Rf Ra Fr Rn At Po Bi Pb Tl Hg Au Pt Ir Os Re W Ta Hf Ba Cs Xe I Te S b Sn In Cd Ag Pd Rh Ru Tc M o Nb Zr Y Sr Rb Kr Br Se A s Ge Ga Zn Cu Ni Co Fe M n Cr V Ti Sc Ca K Ar Cl S P Si Al M g Na Ne F O N C B Be Li He H Yb T Er Ho Dy Tb Gd Eu S P Nd Pr Ce La Yb T Er Ho Dy Tb Gd Eu S P Nd Pr Ce La No M d F Es Cf Bk C A Pu Np U Pa Th Ac No M d F Es Cf Bk C A Pu Np U Pa Th Ac Metalli La aggior parte degli eleenti è costituita da etalli: Sostanze solide con buone conducibilità terica ed elettrica, alleabilità e duttilità

17 Eleent structures

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19 I etalli forano cationi CARICA DEGLI IONI la carica del catione è uguale al nuero del gruppo. (Non vale per quelli di transizione ) Na([Ne]3s 1 ) Na + ([Ne]) Mg([Ne]3s 2 ) Mg 2+ ([Ne]) Gli eleenti più pesanti dei gruppi IIIA-VA tendono a conservare gli elettroni ns 2 Sn ([Kr]4d 10 5s 2 5p 2 ) Sn 2+ ([Kr]4d 10 5s 2 ) I non etalli forano anioni con carica pari al nuero del gruppo eno 8 Es: O VI gruppo, carica ione=6-8= -2: O([He]2s 2 2p 2 ) O 2- ([He]2s 2 )

20 Raggio ionico Un catione è più piccolo del corrispettivo atoo neutro perchè ha perso gli elettroni di valenza o parte di essi. R catione < R atoo Al contrario un anione è più grande del corrispettivo atoo neutro perchè ha acquistato degli elettroni. R anione > R atoo

21 I raggi ionici auentano scendendo lungo un gruppo a causa dell'auento del nuero di elettroni. I raggi ionici diinuiscono lungo un periodo (cationi ed anioni vanno considerati separataente) Ione Na + Mg 2+ Al 3+ raggio (Å) 0,95 0,65 0,50 Isoelettronici con Ne S 2- Cl - 1,84 1,81 Isoelettronici con Ar

22 Variazioni delle proprietà periodiche e del carattere etallico nella tavola periodica.