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2 Nel 1869 i chimici Dimitri Ivanovich Mendeleev e Julius Lothar Meyer, indipendentemente, trovarono che, ordinando gli elementi in ordine di peso atomico e disponendoli in file orizzontali una sopra l'altra, gli elementi di ogni colonna avevano proprietà simili. Tale disposizione tabulare degli elementi è nota come tavola periodica Da tale disposizione venne elaborata la legge periodica che affermava che: alcune proprietà fisiche e chimiche si ripropongono a intervalli periodici quando gli elementi sono disposti in ordine crescente di PESO ATOMICO Mendeleev notò che alcuni elementi non si inserivano bene nella sua Tavola periodica, come ad esempio il Cobalto e il Nichel. Lo scienziato ipotizzò che i suoi calcoli di peso atomico fossero imprecisi, ma non lo erano!!!!

3 Oggi, in maniera più corretta, gli elementi sono disposti per numero atomico, Z, crescente. Attualmente, quindi, la legge periodica è: Le proprietà degli elementi sono funzioni periodiche dei loro numeri atomici

4 DESCRIZIONE DELLA TAVOLA PERIODICA v v un periodo è composto dagli elementi di una qualsiasi fila orizzontale un gruppo è costituito dagli elementi di una qualsiasi colonna verticale H Li Na Mg K Rb Be Ca Sr Sc Y Gli elementi sono riuniti in 7 periodi e in 18 gruppi Ti Zr V Cr Mn Nb Mo Tc periodo Fe Ru Co Rh Ni Pd Cu Ag Zn Ga Cd B Al In C Si Ge Sn N O P gruppo As Sb S Se Te F Cl Br I He Ne Ar Kr Xe Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Ra Fr Ra Ac Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

5 Il primo periodo è costituito da due elementi: idrogeno e elio. Il secondo e il terzo periodo sono costituiti da 8 elementi. Il quarto e il quinto periodo sono costituiti da 18 elementi. Il sesto periodo si compone di 32 elementi; per sistemarlo nella tavola, si estraggono 14 elementi, detti lantanidi Il settimo ed ultimo periodo è incompleto, Anche in questo caso si estraggono 14 elementi detti attinidi I gruppi sono numerati nel seguente modo: 1) I A VIII A e I B VIII B

6 Configurazioni elettroniche e tavola periodica La conoscenza della configurazione elettronica degli elementi dà la spiegazione della legge periodica. 3 Li 1s2 2s 1 11 Na 1s2 2s 2 2p 6 3s 1 19 K 1s2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 37 Rb 1s2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 10 4p 6 5s 1 I gruppi di elementi hanno proprietà chimiche simili per la somiglianza che esiste nella configurazione elettronica degli elementi del gruppo In altre parole, le proprietà chimiche si ripetono in maniera regolare tra gli elementi perché le configurazioni elettroniche si ripetono in maniera regolare

7 La configurazione del Mg è [Ne]3s 2 La configurazione del As è [Ar]4s 2 4p 3 La configurazione del Po è [Xe]6s 2 6p 4 La configurazione del Cs è [Xe]6s 1

8 La periodicità chimica La periodicità chimica è la variazione nelle proprietà degli elementi in funzione della loro posizione nella Tavola periodica Proprietà periodiche: ü Carattere metallico

9 Metalli, Non-metalli e Semimetalli I metalli sono solidi (eccetto il mercurio) con una caratteristica lucentezza, malleabilita e duttilità; sono inoltre buoni conduttori di calore ed elettricità. In genere hanno elevati punti di fusione. I non-metalli sono gas o solidi (eccetto il bromo, che è liquido) presentano caratteristiche opposte ai metalli (scarsi conduttori termici ed elettrici, non duttili, non malleabili, caratterizzati in genere da bassi punti di fusione) I metalloidi, cioè gli elementi attorno alla linea a zigzag, hanno caratteristiche intermedie fra metalli e non-metalli

10 CARATTERE METALLICO Gli elementi presenti nella tabella vengono distinti, in base a proprietà come la lucentezza, malleabilità, capacità di condurre la corrente elettrica o il calore, in Metalli e non metalli. Gli elementi che presentano proprietà intermedie vengono definiti Metalloidi

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12 La periodicità chimica La periodicità chimica è la variazione nelle proprietà degli elementi in funzione della loro posizione nella Tavola periodica Proprietà periodiche: ü Carattere metallico ü Dimensione atomica

13 Raggi atomici (in ppm = m)

14 Anche le dimensioni atomiche mostrano periodicità chimica. In un gruppo di elementi, la dimensione di un atomo aumenta ogni volta che è occupato un più alto livello energetico da più elettroni. Lungo un periodo il livello energetico rimane lo stesso, ma la dimensione degli atomi va diminuendo. Infatti, l aumento del numero atomico, comporta l aumento del numero di protoni che di conseguenza riescono ad attrarre più efficacemente la nuvola elettronica verso il nucleo.

15 La periodicità chimica La periodicità chimica è la variazione nelle proprietà degli elementi in funzione della loro posizione nella Tavola periodica Proprietà periodiche: ü Carattere metallico ü Dimensione atomica ü Energia di ionizzazione

16 Energia di ionizzazione L energia (o potenziale) di ionizzazione di un atomo è la minima energia necessaria per rimuovere un elettrone dall atomo neutro (che diventa uno ione con carica elettrica +1 = catione) in fase gassosa X (g) X + (g) + e- ELEMENTI CON BASSE ENERGIE DI IONIZZAZIONE PERDONO FACILMENTE ELETTRONI PER FORMARE CATIONI

17 La periodicità chimica La periodicità chimica è la variazione nelle proprietà degli elementi in funzione della loro posizione nella Tavola periodica Proprietà periodiche: ü Carattere metallico ü Dimensione atomica ü Energia di ionizzazione ü Affinità elettronica

18 Affinità elettronica X(g) + e - X - (g) La propensione a realizzare la struttura elettronica stabile del gas nobile con Z più vicino determina in modo preponderante l Affinità elettronica degli elementi.

19 Gli elementi che hanno da 1 a 3 elettroni in più rispetto al gas nobile, tendono a rilasciarli verso altri atomi, trasformandosi così in cationi: questi elementi hanno bassa affinità elettronica (valori meno negativi). Gli elementi che sono in difetto di 1 o due elettroni rispetto al gas nobile tendono ad acquisire questi elettroni da altri atomi, trasformandosi così in anioni: questi elementi hanno elevata affinità elettronica (valori più negativi).

20 La periodicità chimica La periodicità chimica è la variazione nelle proprietà degli elementi in funzione della loro posizione nella Tavola periodica Proprietà periodiche: ü Carattere metallico ü Dimensione atomica ü Energia di ionizzazione ü Affinità elettronica ü Elettronegatività

21 L elettronegatività è la tendenza di un atomo ad attrarre a sè gli elettroni quando forma legami con altri atomi Il tipo di legame che si forma tra una coppia di atomi è determinato dalla capacità di ciascun atomo ad attrarre elettroni dell altro o a cedere elettroni all altro. Quando un atomo è coinvolto in un legame chimico, la tendenza ad attrarre gli elettroni del partner è misurata in termini di elettronegatività, che è in relazione con l energia di ionizzazione e con l affinità elettronica.

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