Tavola periodica degli Elementi
Capitolo 9 Il sistema periodico 1. La classificazione degli elementi 2. Il sistema periodico di Mendeleev 3. La moderna tavola periodica 4. I simboli di Lewis 5. Le proprietà periodiche 6. Metalli, non metalli e semimetalli 7. Gli elementi della vita
Il primo tentativo di ordinare gli elementi 1. La classificazione degli elementi conosciuti si deve a Wolfgang Dobereiner nella prima metà dell Ottocento: egli rilevò che a gruppi di tre (triadi) presentavano notevoli somiglianze. In particolare ipotizzò che la massa atomica dell elemento centrale della triade potesse essere la media aritmetica delle masse atomiche degli altri due elementi.
1. La classificazione degli elementi Nel 1860 Cannizzaro risolse il problema delle masse atomiche e, in seguito, John Newlands enunciò la legge delle ottave, secondo la quale dopo una serie di 7 elementi l ottavo presenta proprietà simili al primo elemento della serie precedente.
2. Il sistema periodico di Mendeleev Nel 1869 Dmitrij Mendeleev ordinò i 63 elementi noti in base alla massa atomica crescente, e costruì la prima tavola periodica degli elementi. Mendeleev determinò anche la legge della periodicità attraverso la quale poté prevedere le proprietà di elementi ancora sconosciuti e scoperti anni dopo.
Mendeleev's 1871 periodic table.
2. Il sistema periodico di Mendeleev Nella tavola periodica che Mendeleev pubblicò nel 1871, gli elementi erano ordinati in dodici file orizzontali e otto verticali secondo la massa atomica crescente. Non comparivano i gas nobili.
3. La moderna tavola periodica
3. La moderna tavola periodica Gli elementi della moderna tavola periodica sono 118. La posizione di ciascun elemento sulla tavola dipende dal suo numero atomico (Z). Le proprietà chimiche e fisiche degli elementi sono una funzione periodica del loro numero atomico.
3. La moderna tavola periodica Le righe orizzontali formano 7 periodi. Le proprietà fisiche e chimiche degli elementi appartenenti a una stessa riga (periodo) variano con gradualità.
3. La moderna tavola periodica Gli elementi verticali formano i gruppi. Gli elementi che hanno proprietà chimiche simili appartengono a una stesso gruppo.
2. Il sistema periodico di Mendeleev Fra il gruppo II e il gruppo III si trovano gli elementi di transizione. In fondo alla tavola periodica ci sono due file di 14 elementi metallici costituenti le serie dei lantanidi e degli attinidi.
Gli 3. elettroni La moderna del tavola livello periodica più esterno sono detti elettroni di valenza. Gli elementi che appartengono allo stesso periodo presentano gli elettroni di valenza allo stesso livello energetico.
3. La moderna tavola periodica Gli elementi di uno stesso gruppo presentano una disposizione simile degli elettroni più esterni. Elementi di uno stesso gruppo presentano proprietà chimiche simili.
elettroni di valenza
4. I simboli di Lewis La struttura di Lewis permette di rappresentare la struttura elettronica dello strato di valenza degli elementi dei gruppi principali.
3. La moderna tavola periodica La tavola periodica si può suddividere in blocchi che corrispondono al riempimento degli orbitali da parte degli elettroni di valenza.
5. Le proprietà periodiche degli elementi Le proprietà degli elementi variano con regolarità lungo la tavola periodica in base alla variazione periodica della configurazione elettronica. Sono proprietà periodiche il raggio atomico, l energia di ionizzazione, l affinità elettronica e l elettronegatività.
Raggio atomico Il raggio atomico è la metà della distanza minima di avvicinamento tra due atomi dello stesso elemento. Il raggio atomico aumenta lungo un gruppo e diminuisce lungo un periodo.
5. Le proprietà periodiche degli elementi
Energia di prima ionizzazione
L energia 5. Le proprietà di prima periodiche ionizzazione degli elementi(kj/mol) è l energia necessaria per rimuovere un elettrone da un atomo isolato. L energia di prima ionizzazione aumenta lungo un periodo e diminuisce lungo un gruppo.
Affinità elettronica
5. Le proprietà periodiche degli elementi L affinità elettronica è l energia che si libera quando un atomo in fase gassosa cattura un elettrone. L affinità elettronica, come l energia di prima ionizzazione, aumenta lungo un periodo e diminuisce lungo un gruppo.
elettronegatività
L elettronegatività 5. Le proprietà periodiche un degli elemento elementi misura la sua tendenza ad attrarre gli elettroni di legame da un altro elemento. L elettronegatività aumenta lungo un periodo, e diminuisce lungo un gruppo.
6. Metalli, non metalli e semimetalli A seconda delle loro proprietà fisiche e chimiche gli elementi si possono suddividere in metalli, non metalli e semimetalli.
6. Metalli, non metalli e semimetalli I metalli sono più di 80 e occupano la parte sinistra della tavola periodica. Gli elementi metallici sono solidi, duri, lucenti, malleabili, duttili e conducono calore ed elettricità.
6. Metalli, non metalli e semimetalli Le proprietà chimiche dei metalli dipendono dalla loro tendenza a perdere elettroni diventando ioni positivi. Le proprietà fisiche dei metalli dipendono dal tipo di legame tra gli atomi.
litio (Li), sodio (Na), potassio (K), rubidio (Rb), cesio (Cs), francio (Fr). gruppo I A metalli alcalini http://www.youtube.com/watch?v=uixxjtjpvxk Questi elementi sono in natura rari allo stato elementare, infatti data la loro configurazione elettrica sono molto reattivi, reattività che aumenta discendendo il gruppo. Reagiscono violentemente con molte sostanze, ad esempio con l acqua. In natura si presentano comunemente sotto forma di composti con altri elementi (ossidi e sali). Allo stato elementare sono metalli molto teneri, duttili, malleabili e con densità e punto di fusione molto bassa.
berillio (Be), magnesio (Mg), calcio (Ca), stronzio (Sr), bario (Ba), radio (Ra). gruppo II A metalli alcalino-terrosi http://www.youtube.com/watch?v=2ebchvu4xpa&f eature=player_embedded Anche i metalli alcalino-terrosi sono molto reattivi, sebbene meno degli alcalini. Tendono a perdere con facilità gli elettroni di valenza, formando i corrispondenti ioni bivalenti positivi (n.o. = +2). Data la loro reattività in natura sono presenti sotto forma di composti. Il magnesio e il calcio sono i più diffusi nella crosta terrestre. Hanno maggiore durezza, punto di fusione più alto e densità maggiore rispetto ai metalli alcalini.
Metalli di transizione http://www.youtube.com/watch?v=rzrvfjtrwes&fe ature=player_embedded http://www.youtube.com/watch?v=sywh4czrgm&feature=player_embedded http://www.youtube.com/watch?v=ve8gpmfhans& feature=player_embedded
Metalli di transizione I metalli di transizione comprendono tutti gli elementi con orbite interne non complete di elettroni. Eccetto il mercurio che è liquido, sono tutti solidi ad elevato punto di fusione e di ebollizione, di elevata durezza, buoni conduttori del calore e dell'elettricità, non particolarmente reattivi (alcuni di essi, come l'oro, l'argento, il platino, il rame sono detti metalli nobili per la scarsa tendenza a combinarsi con gli altri elementi), formano composti di vario colore e potendo formare legami sia con gli elettroni dell'ultimo che del penultimo livello possono avere vari numeri d'ossidazione.
6. Metalli, non metalli e semimetalli I non metalli occupano la parte destra della tavola periodica. Le proprietà chimiche dei non metalli dipendono dalla loro capacità di accettare elettroni diventando ioni negativi. Gli elementi del gruppo VII sono detti alogeni.
I 6. semimetalli Metalli, non metalli presentano e semimetalli sia comportamento metallico che non metallico. I semimetalli si trovano lungo il confine che separa i metalli e i non metalli.
fluoro (F), cloro (Cl), bromo (Br), iodio (I), astato (At) VII A alogeni http://www.youtube.com/watch?v=awim9zporxi&fe ature=player_embedded Non metalli, tendono ad acquistare un elettrone formando ioni monovalenti negativi. Allo stato elementare sono tutti presenti come molecole biatomiche, ed a temperatura ambiente, il fluoro e il cloro sono gas, il bromo è liquido mentre lo iodio e l'astato sono solidi. Gli alogeni sono molto reattivi e la reattività è massima nel fluoro, per decrescere gradualmente fino allo iodio: si combinano con i metalli per dare i sali corrispondenti (alogeni significa generatori di sali).
elio (He), neo (Ne), argo (Ar), cripto (Kr), xeno (Xe) e rado (Rn) gas nobili Gli elementi che chiudono i periodi sono i gas nobili, così chiamati per la scarsissima reattività dovuta alla loro configurazione elettronica stabile.
elementi di transizione interna I lantanidi hanno caratteristiche metalliche simili ai metalli di transizione Gli attinidi sono elementi instabili e radioattivi, molti sono artificiali.
7. Gli elementi della vita I più importanti elementi indispensabili per il funzionamento dell organismo umano sono ossigeno, carbonio, idrogeno, azoto e calcio.