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1
1
Le proprietà periodichedegli elementi
2
2
3
Numero atomico
Simbolo
Peso atomico
MetalloSemimetalloNon metallo
Numerazione gruppi IUPAC
1s
2s2p3s3p4s3d4p
5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p
4
I II III IV V VI VII
0
Numerazione gruppi tradizionale, n° coincide con glielettroni esterni degli elementi o elettroni di valenza
3
5
Moseley ha ordinato gli elementi secondo valori crescenti delnumero atomico (Z) TAVOLA PERIODICA.
File orizzontali PERIODIFile verticali GRUPPI
Gli elementi appartenenti allo stesso gruppo hanno struttureelettroniche simili e comportamento chimico simile. Tutto ciò faritenere che le proprietà degli elementi chimici dipendano daglielettroni più esterni (detti elettroni di valenza).
1° periodo piccolissimo periodo2° e 3° periodo periodi corti o piccoli4° e 5° periodo lunghi periodi6° periodo lunghissimo periodo7° periodo incompleto
6
Classificazione periodica degli elementiBlocco s (ns2) Blocco p (np6)
Blocco d ((n-1)d10)
Blocco f ((n-2)f14)
4
7
1. Carica nucleare efficace (Zeff o Z*)
2. Dimensioni atomiche
3. Energia di ionizzazione
4. Affinità elettronica
5. Elettronegatività
6. Carattere metallico
Le proprietà periodiche
8
Carica nucleare efficace
In un atomo polielettronico gli elettroni più interni esplicano unaazione di “schermo” per cui un elettrone risente di una carica Zeff,detta carica nucleare efficace, minore di Z.
3+--
-
Li
Li: 3 e-
Z = 3Zeff = 1,30
5
9
3+--
-
Li
se gli e– sono nello stesso tipo diorbitale non si schermano fra loro inmodo efficace
se gli e– sono interni evicini al nucleo sono moltoschermanti
4+--
-
Be
-
Lungo un periodo la carica nucleare aumenta
10
Orbitali di tipo diverso (s, p, d, f, ecc.), appartenenti allo stesso livellon, penetrano verso il nucleo in maniera diversa. La capacità dipenetrazione varia nell’ordine:
s > p > d > f
Gusci interni
Na 1s2 2s2 2p6 3s1
Na: 11 e-
Z = 11Zeff = 2,20
Zeff risulta tanto minore quanto minore è la penetrazione del relativoorbitale.L’elettrone è energeticamente meno legato al nucleo quanto minore èZeff e al relativo orbitale corrisponderà una energia maggiore.
6
11H
He
Li Na
Ne Ar
K
Kr Xe
Rb Cs
Periodo
Gruppo
Proprietà periodiche: CARICA NUCLEARE EFFICACE, Zeff
12
RAGGIO ATOMICO
Raggio atomico metallico (es. cristallo metallico Al). Viene definitocome la metà della distanza internucleare tra gli atomi più vicini nelreticolo cristallino.
Raggio atomico covalente (es. molecolabiatomica Cl2). E’ la metà della distanzainternucleare tra due atomi uguali.
r=d/2=99 pm
7
13
Proprietà periodiche: RAGGIO ATOMICO lungo un gruppo
Aumenta nAumenta rA
14
Proprietà periodiche: RAGGIO ATOMICO
PeriodoZeff ↑
Gruppon ↑
8
15
Proprietà periodiche: RAGGIO ATOMICO
1 2 3 4 5 6 7 8Gruppo
Raggioatomico
(pm)
Peri
odo
16
Ionizzazione: effetto sulle dimensioniatomiche
9
17
L’energia di ionizzazione
!++""#" eXX g
E
g
ion
)()(
'
1a ionizzazione
!+++""#" eXX g
Eg
ion 2
)()(
''
2a ionizzazione
−++ +→ eXX gionE
g3
)(
''')(
2
3a ionizzazione
L’energia di prima ionizzazione è l’energia necessaria pertogliere l’elettrone più esterno ad un atomo neutro e isolato.
Per togliere un elettrone adun atomo bisogna semprefornire energia; laionizzazione è un processoendotermico.L’atomo neutro costituiscesempre una situazione diminore energia rispettoallo ione positivo + 1elettrone.
18
L’energia di ionizzazione
E2s
E2p
E3s
0
Na(g) + 5.14 eV → Na+(g) + e-
10
19
Proprietà periodiche: ENERGIA di 1° IONIZZAZIONE
Gruppo n,rA↑
PeriodoZeff ↑
20
Ne [He]2s22p6
F [He]2s22p5 O [He]2s22p4 N [He]2s22p3
C [He]2s22p2
B [He]2s22p1 Be [He]2s2
Li [He]2s1
Proprietà periodiche: ENERGIA di IONIZZAZIONE
11
21
Gruppo
Peri
odo
Energiaionizzazione(kJ mol-1)
Proprietà periodiche: ENERGIA di 1° IONIZZAZIONE
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Na(g) + 5.14 eV → Na+(g) + e-
Na+(g) + 47.3 eV → Na2+
(g) + e-
E2s
E2p
E3s
Proprietà periodiche: ENERGIA di IONIZZAZIONE
Energia di 1°ionizzazione
Energia di 2°ionizzazione
12
23
L’energia di 1a ionizzazione e superiori
Li Na K Be Mg Ca B Al
0
5000
10000
15000
20000
25000
1a ionizz.
2a ionizz.
3a ionizz.
4a ionizz
E’ion < E’’ion < E’’’ion <…ecc.
24
L’affinità elettronica
1
)()( AEgg EXeX +!"!+##
EAE 1° ordine < O Processo esotermico
22
)()( AEgg EXeX +!"!+###
EAE 2° ordine > O Processo endotermico
L’affinità elettronica è l’energia in gioco nella formazione di unoione negativo da parte di un atomo neutro ed isolato.Viene anche definita come l’energia di legame tra l’elettroneaggiunto e l’atomo.
13
25
Proprietà periodiche: AFFINITÀ ELETTRONICA
I II III IV V VI VII1 H
-73
2 Li Be B C N O F-60 18 -27 -122 7 -141 -328
3 Na Mg Al Si P S Cl -53 21 -43 -134 -72 -200 -349
4 K Ca Ga Ge As Se Br-48 -2 -29 -120 -78 -195 -325
Ea.e.(KJ/mol)
PeriodoZeff ↑
Gruppo rA ↑
26
Elettronegatività: tendenza di un atomo ad attrarre a séelettroni quando forma legami con altri atomi.L’elettronegatività è una proprietà relativa.
GruppoZeff cost
rA ↑
PeriodoZeff ↑rA ↓
Proprietà periodiche: ELETTRONEGATIVITA’
14
27
Proprietà periodiche:ELETTRONEGATIVITA’
Elementi elettropositivi
Elementielettronegativi
3 4
4 5 6 7
8
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Formano alogenuri covalentiFormano alogenuri ioniciFormano anioniFormano cationiDanno ossidi acidiDanno ossidi basiciNon reagiscono con gli acidiReagiscono con gli acidi
Forti forze attrattive tra nucleo edelettroni esterni
Deboli forze attrattive tra nucleo edelettroni esterni
Cattivi conduttori termiciBuoni conduttori termiciSolidi, liquidi, gassosiSolidi, alto punto di fusioneNon malleabiliMalleabiliNon duttiliDuttiliScarsi conduttori elettriciBuoni conduttori elettrici
NON METALLIMETALLI
15
29
Proprietà periodiche: CARATTERE METALLICO
Conducibilità elettrica bassa ma non nullaProprietà intermedie fra metalli e non metalli
30
Energia di ionizzazioneAffinità elettronicaElettronegatività
Raggio atomicoCarattere metallico
aumenta
aumenta
aumenta
aum
enta
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