la tavola periodica, la configurazione elettronica, le proprietà periodiche degli elementi

chi fu a creare la tavola periodica degli elementi, e come la dispose?

Mendeelev creò la tavola periodica ordinando gli elementi in base al proprio peso atomico (crescente).

dispose gli elementi con proprietà ricorrenti in periodi (stesso livello energetico principale)

mentre gli elementi con proprietà simili in gruppi (stessa configurazione esterna)

come sono suddivisi gli elementi nella tavola periodica?

gli elementi nella parte sx della tavola periodica dal gruppo 3A ad 8A sono detti elementi dei gruppi principali

gli elementi presenti nei gruppi B (dal 3 al 12) sono detti elementi di transizione

gli elementi presenti dal 58 al 71, e dal 90 al 103 vengono detti elementi di transizione interna

come possono essere classificati gli elementi?

esistono 3 classi di elementi:

metalli: a temperatura ambiente sono solidi, tranne il Hg, lucenti, duttili, malleabili, buoni conduttori di elettricità, sono in grado di formare leghe

i non metalli: non sono in grado di condurre elettricità, alcuni elementi sono solidi come lo I o il P, altri liquidi come il Br, altri si trovano allo stato gassoso come l’He e il Rn

i metalloidi: sono solo 6 e presentano caratteristiche sia di metalli che di non metalli: , Si, Ge, As, Sb, Te

come sono disposti i blocchi della tavola periodica?

• Primo gruppo – alcalini: riempiono gli orbitali s. Sono molto reattivi perché hanno un solo elettrone esterno e tendono a cederlo facilmente.

• Secondo gruppo – alcalino-terrosi: riempiono anch’essi gli orbitali s, ma hanno due elettroni esterni.

• Blocchi di transizione: riempiono gli orbitali d. Gli elementi di transizione hanno proprietà chimiche complesse, come stati di ossidazione variabili.

• Blocchi p: dal boro al fluoro, riempiono gli orbitali p. Qui si trovano anche i gas nobili (gruppo 18), che hanno configurazioni elettroniche esterne complete e quindi sono molto stabili.

• Blocchi f – lantanoidi e attinoidi: riempiono gli orbitali f, caratterizzati da proprietà chimiche simili e numerosi stati di ossidazione.

come sono distribuiti gli elettroni?

gli elettroni sono distribuiti in specifiche regioni chiamate livelli energetici principali o gusci. Il livello energetico più basso viene chiamato stato fondamentale.

gli elettroni contenuti nel primo guscio sono quelli più vicini al nucleo, sono attratti con energia maggiore e possiedono minore energia potenziale.

gli elettroni localizzati nei gusci lontani dal nucleo sono attratti con minore energia dal nucleo e possiedono maggiore energia potenziale

in che modo sono suddivisi i gusci?

i gusci sono suddivisi in sottogusci denominati con 4 lettere (s,p,d,f). In questi sottogusci gli elettroni sono raggruppati in orbitali.

Il primo guscio s è a forma sferica e può contenere solo 2 elettroni, (esiste livello s1 ed s2, s2 è maggiore di s1)

il secondo guscio è p, a forma di doppia goccia, esistono 3 gusci p (px,py,pz), ognuno dei quali può contenere 2 elettroni, dunque in totale ci sono 6 elettroni nel guscio p

il terzo guscio è d (5d), a forma di lobo, contiene al massimo 10 elettroni

il quarto guscio è f (7f) contiene al massimo 14 elettroni

quali regole segue la configurazione elettronica degli atomi?

la configurazione elettronica degli atomi segue 3 regole:

gli orbitali si riempiono progressivamente a partire dal livello energetico a minore energia

principio di esclusione di Pauli: ogni orbitale può contenere al massimo 2 elettroni con spin opposti

regola di Hund: quando gli elettroni devono riempire un set di orbitali isoenergetici, tutti gli orbitali verranno riempiti inizialmente con un solo elettrone; solo quando tutti gli orbitali saranno riempiti con un elettrone, inizierà il completamento di ogni orbitale

qual’è un modo per rappresentare la configurazione elettronica dei gas nobili?

è la notazione dei gas nobili:

1. Trova il gas nobile precedente all’elemento (nella stessa tavola periodica).

2. Scrivi il simbolo del gas nobile tra parentesi quadre → rappresenta tutti gli elettroni fino a quel punto.

3. Aggiungi solo la parte mancante della configurazione elettronica (gli orbitali successivi).

descrivi brevemente la struttura a puntini di Lewis

la struttura a puntini di lewis è un modo per rappresentare la configurazione elettronica degli atomi.

la struttura di lewis mostra il simbolo dell’elemento circondato da un numero di puntini pari al numero di elettroni presenti nel guscio di valenza (elettroni di valenza diversi da elettroni di core) di quell’elemento.

quali sono le proprietà periodiche degli elementi?

1.     Reattività e regola dell’ottetto: Gli atomi reagiscono per completare la loro configurazione elettronica esterna, ottenendo stabilità. I gas nobili già possiedono una configurazione completa e quindi sono chimicamente inerti.

2.     Volume atomico: Rappresenta lo spazio occupato da un atomo. Dipende dalla distanza media tra il nucleo e gli elettroni più esterni. Lungo un gruppo, il volume atomico aumenta verso il basso perché aumentano i livelli energetici. Lungo un periodo, invece, diminuisce da sinistra a destra, perché l’aumento della carica nucleare attira gli elettroni più vicino al nucleo.

3.     Energia di ionizzazione: È l’energia necessaria per rimuovere un elettrone da un atomo neutro in fase gassosa. Diminuisce lungo il gruppo (elettroni più lontani dal nucleo) e aumenta lungo il periodo (nucleo più carico e attraente).

4.     Affinità elettronica: Energia rilasciata quando un atomo acquista un elettrone. Segue lo stesso andamento dell’energia di ionizzazione. (kJ*mol^-1)

5.     Elettronegatività: Tendenza di un atomo ad attrarre elettroni in un legame chimico. Il fluoro è l’elemento più elettronegativo, il francio il meno elettronegativo.

quali sono gli elementi di rilevanza biologica?

• C, H, O: principali costituenti della materia organica.

• N: proteine e nucleotidi.

• P: nucleotidi, ATP, lipidi fosforilati.

• S: proteine (ponti disolfuro).

• Ca: ossa, contrazione muscolare, trasmissione nervosa.

• Na, K: equilibrio idrico, potenziale d’azione.

Fe, Cu, Co, Zn, Mn, Mo: enzimi, trasporto ossigeno, metabolismo energetico