07x01 - Le proprietà degli elementi

Le proprietà degli elementi

Lezione realizzata dal prof. P. B. Giandonato @profgiando
Immagini e testi tratti da "Chimica: molecole in movimento" di Valitutti et al. ed. Zanichelli

La struttura a strati degli atomi

Al termine di ogni periodo della tavola periodica si completa uno strato di valenza con un gas nobile e si inizia il periodo successivo con n che cresce di una unità.
Il silicio (Z =14, IV gruppo, periodo 3) ha configurazione elettronica 1s²2s²p⁶3s²p² poiché 1s²2s²p⁶ è la configurazione elettronica del neon (Ne), gas nobile che chiude il secondo periodo, la configurazione del silicio si può scrivere in forma abbreviata [Ne]3s²p²

La struttura a strati degli atomi

Gli elettroni di valenza dei metalli alcalini e alcalino terrosi sono nel sottolivello s del rispettivo periodo n, quelli dei metalli di transizione nel sottolivello s del periodo n e nel sottolivello d pari a n-1 mentre nel blocco p si mantiene il periodo n

I simboli di Lewis

Per rappresentare gli elettroni di valenza degli atomi, importanti per capire come si legano tra loro, si usano i simboli di Lewis. Si scrive prima il simbolo chimico dell'elemento e poi si dispongono intorno gli elettroni di valenza, un puntino per ciascuno di essi sui 4 lati a coppie. Si usano solo per gli elettroni che si trovano nei sottolivelli s oppure p.

Proprietà atomiche e periodicità

Scendendo lungo un gruppo gli elettroni di valenza si allontanano e risentono di meno dell'attrazione nucleare.

Proprietà atomiche e periodicità

Procedendo da sinistra a destra lungo un periodo, il numero degli elettroni nel livello più interno rimane costante ma aumenta la carica positiva, perché aumenta Z, quindi l'effetto di schermo diminuisce.

Il raggio atomico

Il raggio atomico è la metà della distanza minima
alla quale possono avvicinarsi due atomi dello
stesso elemento.
Esso aumenta scendendo lungo un gruppo, perché gli elettroni di valenza, al crescere di Z sono sempre più lontani dal nucleo.
Da sinistra a destra lungo un periodo il raggio atomico diminuisce, perché il numero crescente di elettroni rimane sullo stesso livello, mentre il numero di protoni aumenta, attraendo sempre più all'interno gli elettroni.

Il raggio
atomico

​Tavola dei raggi atomici degli elementi dei gruppi

principali.
Le misure sono espresse in picometri

(1 pm = 1 • 10^-12 m).

Energia di ionizzazione

L'energia di prima ionizzazione è l'energia necessaria per rimuovere un elettrone da un atomo isolato allo stato gassoso e trasformarlo in uno ione positivo, detto catione.

• Diminuisce scendendo lungo un gruppo, perché gli elettroni di valenza sono sempre più lontani dal nucleo.

• Aumenta lungo un periodo, perché gli elettroni sono sempre più vicini al nucleo (diminuisce il raggio atomico).

Energia di ionizzazione

Affinità elettronica

L'affinità elettronica è l'energia liberata da un atomo che cattura un elettrone, formando uno ione negativo (anione).
Sulla tavola periodica ha lo stesso andamento dell'energia di ionizzazione.

​L'affinità elettronica è maggiore per gli elementi che si trovano a destra nella tavola periodica.

Elettronegatività

L'elettronegatività di un elemento misura la tendenza di un atomo ad attrarre a sé gli elettroni coinvolti in un legame. Si misura secondo la scala di Pauling, è massima per il fluoro (3,98) e minima per il francio (0,70).

Multiple Choice

Cosa rappresentano i simboli di Lewis?

• Rappresentano i protoni degli atomi
• Rappresentano gli elettroni di valenza degli atomi

• Rappresentano i neutroni degli atomi
• Rappresentano i legami chimici tra gli atomi

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L'elettronegatività:

• Aumenta lungo i periodi

• Diminuisce lungo i periodi

• Aumenta scendendo nei gruppi

• Diminuisce scendendo nei gruppi