Configurazione elettronica e collegamento alla tavola periodica

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1 Configurazione elettronica e collegamento alla tavola periodica

2 Modelli atomici a confronto

3 Un elettrone che si trova in un certo livello possiede l energia associata a quel livello, in particolare al sottolivello (obitali) I livelli più vicini al nucleo hanno meno energia, quelli più lontani ne hanno di più I livelli e i gli orbitali permessi sono pochi e ben precisi Come in uno scaffale: i libri possono trovare posto solo ad altezze ben precise, in corrispondenza di un ripiano 3

4 L energia degli elettroni è quantizzata Gli elettroni possono occupare solo le regioni dello spazio dette livelli a distanze ed energie ben precise (E1, E2.) atomo I livelli intermedi sono proibiti Se si fornisce una quantità di energia adatta è possibile promuovere un elettrone da un livello iniziale ad un altro che si definisce eccitato E 5 E 4 E 3 E 2 E 1 nucleo 4

5 Quando un atomo è in condizioni di stabilità tutti i suoi elettroni occupano il proprio livello energetico, questa condizione di energia minima si definisce stato fondamentale quanto atomo Quando un atomo assorbe un pacchetto d energia e l elettrone utilizza questa energia per raggiungere un livello più alto, l elettrone si definisce promosso e l atomo si definisce in stato eccitato nucleo L 1 L 2 L 3 5

6 Tavola periodica La configurazione elettronica degli elementi può essere descritta e risulta in effetti più comprensibile utilizzando la tavola periodica degli elementi Tutti gli elementi sono distribuiti su sette righe denominate periodi Ciascun periodo corrisponde ad un livello elettronico Livello 1 Livello 2 Livello 3 Livello 7 25 Livello 4 Livello 5 Livello 6 Livello 6 Livello 7 6

7 Numero atomico e di massa numero protoni (Z) + numero neutroni Numero di Massa (A) Numero Atomico (Z) 12 6 C numero protoni (Z) 7

8 Numero atomico (Z)=Numero protoni Carta di identità di un elemento: uguale per tutti gli atomi di quell elemento Gli atomi sono elettricamente neutri Protoni (P + )=Elettroni( ) Neutroni (n):può essere diverso in atomi dello stesso elemento A-Z 8

9 Che gruppo è? Livelli e periodi Ogni periodo inizia con un elemento che posiziona il primo elettrone nel livello energetico corrispondente Ogni riga termina con un elemento che posiziona l ultimo elettrone per quel livello corrispondente Inizio del livello Primo elettrone Livello completo Ultimo elettrone 25 9

10 Livelli e sottolivelli 2n 2 Livello (n) N sottolivelli Nome e ordine di riempimento N massimo di per ogni sottolivello 1 Uno s 2 2 Due s, p 2, 6 3 Due s, p 2, 6 4 Tre s, d, p 2, 10, 6 5 Tre s, d, p 2, 10, 6 6 Quattro s, f, d, p 2, 14, 10, 6 7 Quattro s, f, d, p 2, 14, 10, 6 10

11 AUFBAU 11

12 Per ricavare la sequenza degli orbitali senza ricordarla a memoria si può utilizzare lo schema seguente 12

13 Colleghiamo alla tavola periodica I sottolivelli energetici occupati da elettroni sono 4 Nella tavola periodica si identificano 4 gruppi nei quali gli elementi hanno il loro ultimo elettrone in quel tipo di sottolivello Elementi del blocco s Sottolivelli s Elementi del blocco p Sottolivelli p Elementi del blocco d Sottolivelli d Elementi del blocco f Sottolivelli f 13

14 Utilizzando la tavola periodica possiamo descrivere la configurazione elettronica di un elemento Terzo livello Nucleo di Magnesio Primo livello Due elettroni Secondo livello 14

15 Gli elettroni di valenza Gli elettroni dell ultimo livello di ciascun elemento ne determinano il comportamento chimico Sono chiamati elettroni di valenza Il numero del gruppo indica quanti elettroni di valenza caratterizzano quell elemento e quella famiglia chimica I gruppi sono indicati con numeri romani I II III IV V VI VII VIII 15

16 I gruppi Gli elementi che costituiscono una colonna individuano un gruppo Tutti gli elementi di un gruppo hanno l ultimo livello riempito con lo stesso numero di elettroni Gli elementi di un gruppo si somigliano chimicamente perché la situazione elettronica del livello più esterno è quella che determina il comportamento chimico Gruppo dei metalli alcalini Gruppo dei metalli alcalinoterrosi Gruppo degli alogeni Gruppo dei gas nobili 16

17 La periodicità Le proprietà chimiche e fisiche all interno di un periodo variano con continuità Ma una volta che un livello è riempito con il suo numero massimo di elettroni Si riparte con il primo elettrone nel livello successivo Le proprietà seguono un andamento simile a quello del livello precedente (periodicità) 1 Elettroni dell ultimo livello

18 Esempio He= La freccia indica lo spin dell elettrone 1s 2 Numero di elettroni Tipo di orbitale Livello energetico 18