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Cap 2
Sommario della lezione 4
Proprietà periodiche
Massa atomica e massa molecolare
Concetto di mole
Prime esercitazioni
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Cap 2
Configurazione elettronica e Tabella Periodica
Negli elementi di transizione, il numero quantico principale del sottolivello d corrisponde al numero del periodo diminuito di un’unità; per esempio, gli elettroni degli elementi di transizione del quarto Periodo riempiono progressivamente il sottolivello 3d; quelli del quinto Periodo il sottolivello 4d, e così via. Nel caso degli elementi di transizione interna, invece, il numero quantico principale del sottolivello f corrisponde al numero del periodo diminuito di due unità; così, gli elettroni dei lantanidi, del sesto Periodo, riempiono il sottolivello 4f, mentre quelli degli attinidi, del settimo Periodo, riempiono il sottolivello 5f.
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Cap 2
I gruppo A: I metalli alcalini
Li
Na
K
Rb
Cs
Fr
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Cap 2
II gruppo A: I metalli alcalino-terrosi
Be
Mg
Ca
Sr
Ba
Ra
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Cap 2
VII gruppo B: Gli alogeni
F
Cl
Br
I
At
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Cap 2
I gas nobili
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
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Cap 2
I metalli di transizione
Lantanidi
Attinidi
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Cap 2
Gli ioni con le strutture dei gas nobili
56Ba [Xe]6s2 Ba2+ [Xe] + 2e-
9F [He]2s22p5 + 1e- F- [He]2s22p6
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Cap 2
I cationi dei gas metalli di transizione
I metalli di transizione non formano ioni con configurazioni
dei gas nobili.
Quando gli atomi dei metalli di transizione formano ioni
positivi si perdono per primi gli elettroni del sottolivello s
più esterno.
25Mn [Ar]4s23d5 Mn2+ [Ar]3d5
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Cap 2
Proprietà periodiche
Il raggio atomico è definito come la
metà della distanza minima di
avvicinamento tra gli atomi di una
sostanza elementare.
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Cap 2
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Cap 2
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Cap 2
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Cap 2
Gli ioni positivi sono più piccoli
degli atomi dei metalli dai quali
si formano.
Raggi ionici (cationi)
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Cap 2
Raggi ionici (anioni)
Gli ioni negativi sono
più grandi degli atomi
degli elementi dai quali
si formano.
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Cap 2
Affinità elettronica di un atomo:
A (g) + e-(g) A- (g) H ° = A
Energia di ionizzazione di un atomo (o potenziale di ionizzazione):
A(g) A+(g) + e-(g) H ° = I1
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Cap 2
Energie di ionizzazione (kJ/mole)
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Cap 2
Affinità elettronica (kJ/mole)
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Cap 2
Elettronegatività:
tendenza di un atomo ad attrarre su di se gli elettroni di un legame.
Elettronegatività Energia di
ionizzazione
Affinità
elettronica +
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Cap 2
Elettronegatività H 2,2
Na 0,9
K 0,8
Li 1,0
Rb 0,8
Cs 0,8
Be 1,6
Mg 1,3
Ca 1,0
Sr 1,0
Ra 0,9
Ba 0,9
Sc 1,4
Y 1,1
Ac 1,1
La 1,1
Ti 1,5
Zr 1,3
Hf 1,3
V 1,6
Nb 1,6
Ta 1,5
Cr 1,7
Mo 2,2
W 2,4
Mn 1,6
Tc 1,9
Re 1,9
Fe 1,8
Ru 2,2
Os 2,2
Co 1,9
Rh 2,3
Ir 2,2
Ni 1,9
Pd 2,3
Pt 2,3
Cu 1,9
Ag 1,9
Au 2,5
Zn 1,7
Cd 1,7
Hg 2,0
B 2,0
Al 1,5
Ga 1,8
In 1,8
Tl 2,0
C 2,6
Si 1,8
Ge 2,0
Sn 2,0
Pb 2,3
N 3,0
P 2,2
As 2,2
Sb 2,1
Bi 2,0
O 3,4
S 2,6
Se 2,6
Te 2,1
Po 2,0
F 4,0
Cl 3,2
Br 3,0
I 2,7
At 2,2
Ne 0 Ar 0
Kr 0
Xe 0
Rn 0
He 0
Fr 0,7
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Cap 2
STRUTTURA NUCLEARE
Protoni carica +e massa 1836 volte quella dell'elettrone
Neutroni carica 0 massa 1839 volte quella dell'elettrone
Ogni elemento è caratterizzato da una carica nucleare tipica che è un multiplo della carica elettronica e. Questo multiplo viene indicato con la lettera Z.
Ad ogni Z corrisponde un elemento, nell’ordine:
H Z=1 He Z=2 Li Z=3 . . . .
Nell'atomo neutro attorno a tale nucleo si muovono Z elettroni.
Un nucleo è costituito da due tipi di particelle:
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Cap 2
Un numero atomico Z numero di protoni
Un numero di massa A numero di protoni + numero di neutroni
Z=11 11 protoni (definisce l'elemento Na) A=23 23-11= 12 neutroni
Na23
11
Numero di massa
Numero atomico
Un nucleo è quindi caratterizzato da due numeri
Un nucleo particolare caratterizzato da Z e da A è anche chiamato nuclide e rappresentato con la seguente notazione:
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Cap 2
Masse atomiche
Gli atomi pesano molto poco 10 -22 10 -23 grammi
1. Hanno un volume molto piccolo 10 -22 cm3
2. Il volume del nucleo è 1015 volte più piccolo del volume dell’atomo
Per semplicità non si parla di peso atomico assoluto ma di peso atomico relativo cioè si riferisce il di un atomo al peso di un altro, preso come campione (peso atomico = massa)
Originariamente si scelse l’H come atomo di riferimento e si assegnò 1 per il suo peso.
Successivamente si è scelto come standard la massa dell’atomo di ossigeno e si è posto =16.
In questo modo l’unità di misura delle masse atomiche è rappresentata da 1/16 della massa dell’atomo di Ossigeno.
L’unità di misura delle masse = uma (unità di massa atomica)
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Cap 2
MASSE ATOMICHE
La moderna scala di masse atomiche è basata sul più comune
isotopo del carbonio 12C. A questo isotopo è stata assegnata una
massa di 12 uma.
1 uma = 1/12 massa di un atomo di 12C
1 uma ≈ massa di un atomo di H
m 12C =12.000 uma
1 uma = 1,66043 10 -24 g
Nella tavola periodica le masse atomiche sono riportate direttamente
sotto il simbolo dell’elemento
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Cap 2
La maggior parte degli elementi si trova in natura come
La massa atomica relativa tiene conto
dell’abbondanza naturale dei vari isotopi:
miscela di due o più isotopi.
È importante conoscere non solo le
masse dei singoli isotopi, ma anche le
loro percentuali in natura (abbondanze
isotopiche).
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Cap 2
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Cap 2
Massa ed abbondanza naturale degli isotopi
dell’H e del C
Isotopo
Massa (uma)
Abbondanza
naturale (%)
1,00783
99,985
2,01410
0,0015
12,00000
98,892
13,00336
1,108
1
1H
1
2H
6
12C
6
13C
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Cap 2
Peso atomico del carbonio alla media delle masse atomiche di tutti gli isotopi del carbonio carbonio, fatta la media fra 12C, 13C, ecc.. ha peso atomico 12,0107
(12,00000 x 0,98892) + (13,00336 x 0,1108) = 12,0107
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Cap 2
Unità di massa atomica ( u.m.a.):
1/12 della massa di 12C ( = 1,6604×10-27 kg)
C z
A ; C
6
12
il Nucleo contiene 6 protoni e 6 neutroni
z
A C
Numero atomico
Numero di massa
Simbolo chimico del carbonio
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Cap 2
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Cap 2
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Cap 2
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Cap 2
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Cap 2
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Cap 2
Il numero di Avogadro rappresenta il numero di atomi in un
campione di un elemento con una massa in grammi
numericamente uguale alla sua massa atomica espressa in
uma
in 1.008 g di H 6.022 x 1023 massa atomica = 1,008 uma
atomi
in 4.003 g di He 6.022 x 1023
massa atomica = 4.003 uma
atomi
in 32.07 g di S 6.022 x 1023
massa atomica = 32.07 uma
Massa di una mole di 12C = 12 x 1.66 x 10-24 g x 6.022 x 1023
12.0 g
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Cap 2
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Cap 2