Immagini e testi tratti dai website di: genome.wellcome.ac.uk, dnaftb.org, unipv.it, unimi.it, wikipedia.it, unibs.it, unisi.it, unina.

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1 Immagini e testi tratti dai website di: genome.wellcome.ac.uk, dnaftb.org, unipv.it, unimi.it, wikipedia.it, unibs.it, unisi.it, unina.it, uniroma.it, nih.gov, zanichelli.it, sciencemag.org, ncbi.gov

2 Gruppo Periodo I II I primi 0 elementi III IV V VI VII VIII H He Li 4 Be 5 B 6 C 7 N 8 O 9 F 0 Ne Na Mg Al 4 Si 5 P 6 S 7 Cl 8 Ar 4 9 K 0 Ca H, He, Li, 4 Be, 5 B, 6 C, 7 N, 8 O, 9 F, 0 Ne, Na, Mg, Al, 4 Si, 5 P, 6 S, 7 Cl, 8 Ar, 9 K, 0 Ca,

3 Gruppo Periodo I II Tavola periodica completa III IV V VI VII VIII H gassoso alle STP liquido alle STP solido alle STP He Li 4 Be 5 B 6 C 7 N 8 O 9 F 0 Ne Na Mg Al 4 Si 5 P 6 S 7 Cl 8 Ar 4 9 K 0 Ca Sc Ti V 4 Cr 5 Mn 6 Fe 7 Co 8 Ni 9 Cu 0 Zn Ga Ge As 4 Se 5 Br 6 Kr 5 7 Rb 8 Sr 9 Y 40 Zr 4 Nb 4 Mo 4 Tc 44 Ru 45 Rh 46 Pd 47 Ag 48 Cd 49 In 50 Sn 5 Sb 5 Te 5 I 54 Xe 6 55 Cs 56 Ba 57 La 7 Hf 7 Ta 74 W 75 Re 76 Os 77 Ir 78 Pt 79 Au 80 Hg 8 Tl 8 Pb 8 Bi 84 Po 85 At 86 Rn 7 87 Fr 88 Ra 89 Ac 04 Rf 05 Db 06 Sg 07 Bh 08 Hs 09 Mt 0 Ds Rg Cn Lantanidi 58 Ce 59 Pr 60 Nd 6 Pm 6 Sm 6 Eu 64 Gd 65 Tb 66 Dy 67 Ho 68 Er 69 Tm 70 Yb 7 La Attinidi 90 Th 9 Pa 9 U 9 Np 94 Pu 95 Am 96 Cm 97 Bk 98 Cf 99 Es 00 Fm 0 Md 0 No 0 Lr

4 Gruppo Periodo I gruppi I-VIII e i metalli di transizione I II III IV V VI VII VIII H He Li 4 Be 5 B 6 C 7 N 8 O 9 F 0 Ne Na Mg Metalli di transizione Al 4 Si 5 P 6 S 7 Cl 8 Ar 4 9 K 0 Ca Sc Ti V 4 Cr 5 Mn 6 Fe 7 Co 8 Ni 9 Cu 0 Zn Ga Ge As 4 Se 5 Br 6 Kr 5 7 Rb 8 Sr 9 Y 40 Zr 4 Nb 4 Mo 4 Tc 44 Ru 45 Rh 46 Pd 47 Ag 48 Cd 49 In 50 Sn 5 Sb 5 Te 5 I 54 Xe 6 55 Cs 56 Ba 57 La 7 Hf 7 Ta 74 W 75 Re 76 Os 77 Ir 78 Pt 79 Au 80 Hg 8 Tl 8 Pb 8 Bi 84 Po 85 At 86 Rn 7 87 Fr 88 Ra 89 Ac 04 Rf 05 Db 06 Sg 07 Bh 08 Hs 09 Mt 0 Ds Rg Cn Lantanidi 58 Ce 59 Pr 60 Nd 6 Pm 6 Sm 6 Eu 64 Gd 65 Tb 66 Dy 67 Ho 68 Er 69 Tm 70 Yb 7 La Attinidi 90 Th 9 Pa 9 U 9 Np 94 Pu 95 Am 96 Cm 97 Bk 98 Cf 99 Es 00 Fm 0 Md 0 No 0 Lr 4

5 Gruppo Periodo I II I blocchi s, p, d, f III IV V VI VII VIII H blocco s blocco p He Li 4 Be 5 B 6 C 7 N 8 O 9 F 0 Ne Na Mg blocco d Al 4 Si 5 P 6 S 7 Cl 8 Ar 4 9 K 0 Ca Sc Ti V 4 Cr 5 Mn 6 Fe 7 Co 8 Ni 9 Cu 0 Zn Ga Ge As 4 Se 5 Br 6 Kr 5 7 Rb 8 Sr 9 Y 40 Zr 4 Nb 4 Mo 4 Tc 44 Ru 45 Rh 46 Pd 47 Ag 48 Cd 49 In 50 Sn 5 Sb 5 Te 5 I 54 Xe 6 55 Cs 56 Ba 57 La 7 Hf 7 Ta 74 W 75 Re 76 Os 77 Ir 78 Pt 79 Au 80 Hg 8 Tl 8 Pb 8 Bi 84 Po 85 At 86 Rn 7 87 Fr 88 Ra 89 Ac 04 Rf 05 Db 06 Sg 07 Bh 08 Hs 09 Mt 0 Ds Rg Cn blocco f 58 Ce 59 Pr 60 Nd 6 Pm 6 Sm 6 Eu 64 Gd 65 Tb 66 Dy Er Ho Tm 70 Yb 7 La 90 Th 9 Pa 9 U 9 Np 94 Pu 95 Am 96 Cm 97 Bk 98 Cf 99 Es 00 Fm 0 Md 0 No 0 Lr 5

6 Ordine di riempimento degli orbitali s s p s p 4s d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p s s s p s p 4s d 4p 5s 4d 5p 6s 5d 6p 7s 6d 7p 4f 5f 6

7 Proprietà periodiche Variano con regolarità lungo i periodi e lungo i gruppi in base alla variazione periodica della configurazione elettronica: Raggio atomico Energia di (prima) ionizzazione Affinità elettronica Elettronegatività Possono aumentare o diminuire lungo un gruppo, dall alto in basso Possono aumentare o diminuire lungo un periodo, da sinistra a destra (il contrario da destra a sinistra) 7

8 Raggio atomico e raggio ionico Il r. atomico è la metà della distanza minima di avvicinamento tra due atomi dello stesso elemento. Aumenta lungo un gruppo (alto basso), diminuisce lungo un periodo (sinistra destra). Gli anioni hanno raggio maggiore dei corrispondenti atomi neutri. I cationi hanno raggio minore dei corrispondenti atomi neutri. 8

9 Energia di prima ionizzazione Si misura in kj/mol ed è l energia necessaria per rimuovere un elettrone da un atomo isolato (neutro) diminuisce lungo un gruppo (alto basso) aumenta lungo un periodo (sn ds). Esempio per il sodio (Ei=880 kj/mol) Na (g) + Ei Na + (g) + e - Le energie di seconda, terza ionizzazione ecc. hanno valori progressivamente crescenti perché è energeticamente più dispendioso strappare un elettrone da un catione che non da un atomo neutro. 9

10 Affinità elettronica Energia che si libera quando un atomo in fase gassosa cattura un elettrone e si trasforma in anione Si comporta come l energia di prima ionizzazione: diminuisce lungo un gruppo (alto basso) diminuisce ds sn Esempio per il cloro (Ae=50 kj/mol) Cl (g) + e - Cl - (g) + Ae 0

11 Elettronegatività misura la tendenza dell elemento ad attrarre gli elettroni di legame da un altro elemento. diminuisce lungo un gruppo (alto basso) diminuisce ds sn In base ai valori secondo Pauling arrotondati, l elemento più elettronegativo è F (fluoro), seguito da O, N, Cl ecc. Il calcolo della differenza di elettronegatività e si esegue tra i valori secondo Pauling degli elementi che si legano. Col variare del Δe varia la percentuale di polarità del legame, Es: Δe = 0, % polarità; Δe =,5 48% polarità, Δe =,9 88% polarità Il valore di Δe =,9 (per alcuni autori,7) è considerato il valore limite per al disopra del quale il legame diventa ionico 60% polarità. Con Δe <,7 il legame è covalente. Esso può essere: Puro o omopolare se sono legati atomi identici, es H-H nell H Δe = 0 Eteropolare se sono legati atomi differenti, es Na- Cl nel NaCl

12 Energia di legame Se due atomi isolati si legano si libera un energia detta di legame. La stessa energia è necessaria per rompere i legami. Si misura in kj/mol e indica l energia da fornire a una mol di sostanza per rompere il legame che unisce i suoi atomi.: H = 46 (legame singolo: covalente apolare HCl = 40 kj/mol (legame singolo: covalente polare) O = 496 (legame doppio) N = 944 (legame triplo) In alcuni composti il legame è molto forte ed è difficile spezzarlo: CO = 04 infatti il CO (monossido di carbonio) è una molecola molto stabile e la sua tossicità per l uomo dipende anche da questo.

13 VSEPR: geometria e angoli di legame La forma delle molecole dipende dalle coppie di legame (bp, bond pair) e quelle di non legame (lp, lone pair) del guscio di valenza, tuttavia la repulsione esercitata dalle c. di non legame è maggiore rispetto alle bp, infatti l ordine di repulsione elettronica è: lp/lp > lp/bp > bp/bp, inoltre le lp occupano più spazio. La geometria elettronica è determinata dalle regioni di alta d.e. intorno all atomo o atomi centrali. La geometria molecolare è determinata dalla disposizione degli atomi intorno all atomo o gli atomi centrali molecola bp lp tipo angolo geometria elettronica geometria molecolare altre molecole CH AX 4 09,5 tetraedrica tetraedr. SiH 4, CF 4, CCl 4 NH AX E 07, tetraedrica piramidale NF H O AX E 04,5 tetraedrica angolare, piegata HF AXE 04,5 tetraedrica lineare HCl, HBr, HI

14 Tipologie di legame -dativo: tra donatore e accettore di elettroni -metallico: attrazione fra gli ioni metallici positivi e gli elettroni mobili che li circondano. -di coordinazione: un metallo o suo ione viene circondato da atomi donatori di elettroni. Lunghezza di legame: angolo compreso tra i nuclei atomici. Aumenta al crescere del raggio atomico e al ridursi della forza di legame legame Energia (kj/mol) lunghezza singolo 50,5 doppio 50, triplo 80, Legame σ distribuzione elettronica concentrata lungo l asse di legame e disposta in modo simmetrico intorno a esso Legame distribuzione concentrata in due zone situate da parti opposte rispetto all asse di legame e non è disposta simmetricamente intorno a esso 4

15 Orbitali ibridi funzioni matematiche derivanti dalla somma algebrica di un certo numero di orbitali atomici aventi energia simile. Angolo di legame: è formato dagli assi dei nuclei degli atomi che si legano. I legami covalenti doppi e tripli valgono come un legame singolo ai fini della geometria molecolare Orbitale ibrido Geometria e angoli di legame legami α legami π sp lineare 80 sp trigonale - 0 sp tetraedrico 09,

16 Esempi di molecole e relative geometrie orbitali geometria esempi sp Lineare CO, BeCl, sp Trigonale planare BF, SO, CO --, CHCH sp Tetraedro CH4, SiF4 sp Piegata o angolare NH, HO sp d Planare quadrata PdCl4 --, Ni(CN)4 -- sp d Trigonale bipiramidale PdCl4 --, Ni(CN)4 -- sp d Ottaedro Ni(NH) 6 ++, IF5, SF6 6

17 Coppie elettroniche di legame e di non legame 7