Il sistema periodico degli elementi

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1 Il sistema periodico degli elementi Gli elementi mostrano una variazione progressiva delle proprietà chimiche; dopo un definito numero di elementi, le medesime proprietà si ripetono con deboli variazioni (Mendeleev)

2 Dati gli elementi: Li Be B C N O F Na Mg Al Si P S Cl Risultano simili le proprietà delle coppie: Li-Na, Be-Mg, B-Al, C-Si, N-P, F-Cl. Se quindi gli elementi che vengono dopo il fluoro vengono scritti sotto quelli della serie precedente, gli elementi che vengono a trovarsi allineati nella medesima colonna presentano una grande analogia di proprietà. Gli elementi che si trovano nella medesima colonna sono detti appartenere allo stesso gruppo; alle linee orizzontali si dà invece il nome di periodi: gruppo Li Be B C N O F Na Mg Al Si P S Cl periodo

3 Le proprietà chimiche e fisiche degli elementi sono una funzione periodica del loro peso atomico. PROPRIETÀ Prevista da Mendeleev Osservata sperimentalmente Peso atomico Densità del metallo Colore del metallo Grigio scuro Grigio Formula dell ossido GeO 2 GeO 2 Densità dell ossido Formula del cloruro GeCl 4 GeCl 4 Densità del cloruro

4 Elemento Peso atomico Z Elemento Peso atomico Z H Mg He Al Li Si Be P B S C Cl N K O Ar F Ca Ne Sc Na Ti

5 T f C H He Li Be B C N O F Ne NaMg Al Si P S Cl K Ar Ca Sc Ti -- Ar K elementi ordinati secondo il peso atomico

6 4 3 valenza H He Li Be B C N O F Ne NaMg Al Si P S Cl K Ar Ca Sc Ti -- Ar K elementi ordinati secondo il peso atomico

7 Inversioni: - Ar e K - I e Te - Co e Ni - Th e Pa In tutti questi casi l inversione porta a ordinare gli elementi secondo il numero atomico Z, che Mendeleev ai suoi tempi non poteva conoscere. Nella tavola periodica moderna basata sui risultati di Mendeleev, il numero d ordine che l elemento occupa nel sistema periodico è il numero atomico: pertanto gli elementi sono ordinati in base al numero atomico. proprietà chimiche proprietà degli elettroni nell atomo

8 Periodi: - un piccolo periodo costituito da due elementi (H e He), chiamato I periodo; - due periodi di 8 elementi, includendo i gas nobili (il primo va dal litio al fluoro, il secondo dal sodio al cloro), chiamati II e III periodo; - un periodo di 18 elementi (sempre includendo i gas nobili), chiamato IV periodo. Gli elementi ferro, cobalto e nichel sono stati inseriti in un gruppo a parte (il cosiddetto VIII gruppo); - un periodo costituito da 18 elementi (dal rubidio allo xenon), chiamato V periodo; - un periodo che inizia con il cesio (VI periodo), prosegue con il bario e poi con il lantanio. Dopo il lantanio si hanno 14 elementi (dal cerio al lutezio), detti lantanidi che per le loro caratteristiche (in particolare per la struttura elettronica) devono essere inseriti nella stessa casella del lantanio.

9 Gruppi: nella tavola a lunghi periodi gli elementi sono disposti in 18 colonne verticali, numerate da 1 a 18, secondo la normativa IUPAC del In precedenza le colonne erano suddivise in modo da costituire 7 gruppi A (da IA a VIIA), 7 gruppi B (da IB a VIIB), 1 gruppo VIII (comprendente 3 colonne) e 1 gruppo 0 (i gas nobili).

10 Periodo I II III IV V VI Gruppo I 1 H Li Na K Cu Rb Ag Cs Au Gruppo II 4 Be Mg Ca Zn Sr Cd Ba Hg IL SISTEMA PERIODICO DEGLI ELEMENTI (FORMA COMPATTA) Gruppo III 5 B Al Sc Ga 39 Y In La Tl Gruppo IV 22 Ti Zr C Si Ge Sn Hf Pb Gruppo V 7 N P V As Nb Sb Ta Bi Gruppo VI 8 O S Cr Se Mo Te W Po (210) Gruppo VII 25 Mn Tc (99) 75 Re F Cl Br I At (210) Gruppo VIII Gruppo 0 26 Fe 27 Co 28 Ni Ru 45 Rh 46 Pd Os 77 Ir 78 Pt He Ne Ar VII 87 Fr (223) VI (Lantanidi) 58 Ce 59 Pr 60 Nd 61 Pm 62 Sm 63 Eu 64 Gd 65 Tb 66 Dy 67 Ho 68 Er 69 Tm 70 Yb 71 Lu (145) VII (Attinidi) 90 Th 91 Pa 92 U 93 Np 94 Pu 95 Am 96 Cm 97 Bk 98 Cf 99 Es 100 Fm 101 Md 102 No 103 Lr (231) (237) (244) (243) (247) (247) (251) (254) (253) (256) (255) (257) Il numero indicato tra parentesi per gli elementi fortemente radioattivi o non rinvenibili in natura rappresenta il numero di massa dell'isotopo con periodo di semitrasformazione più lungo 36 Kr Xe Rn (222)

11 IL SISTEMA PERIODICO DEGLI ELEMENTI (FORMA LUNGA) Gruppi Periodi I A II A III A IV A V A VI A VII A VIII I B II B III B IV B V B VI B VII B 0 (VIIIB) I 1 2 H He II Li Be B C N O F Ne III Na Mg Al Si P S Cl Ar IV K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr V Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Zn Sb Te I Xe VI Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn VII Fr Ra Ac Lantanidi Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Attinidi Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

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13 Osservazioni: in generale il numero che definisce i periodi è uguale a quello dello strato più esterno occupato dagli elettroni nello stato fondamentale: alcuni gruppi della tavola periodica assumono dei nomi particolari: - gli elementi del gruppo IA si dicono metalli alcalini - gli elementi del gruppo IIA si dicono metalli alcalino-terrosi - gli elementi del gruppo VIIB si dicono alogeni - gli elementi del gruppo 0 (anche chiamato VIIIB) si dicono gas nobili gli elementi del sistema periodico possono essere anche suddivisi in 4 blocchi, in accordo con il riempimento degli orbitali più esterni blocco s blocco f blocco d blocco p gli elementi di transizione appartengono al blocco d