Dalla struttura atomica alla nomenclatura Struttura elettronica e

Dalla struttura atomica alla nomenclatura

Struttura elettronica e proprietà periodiche Capitolo 2 Unità 6 La struttura del sistema periodico 2. 1 Periodicità delle proprietà degli elementi 2. 2 Sistema periodico e configurazione elettronica degli elementi Unità 7 Dalla configurazione alle proprietà periodiche 2. 3 Configurazione elettronica esterna 2. 4 Configurazione elettronica e proprietà degli elementi Mario Rippa – La nuova chimica di Rippa - © Italo Bovolenta editore 2016 2

Struttura elettronica e proprietà periodiche Capitolo 2 Unità 8 Proprietà periodiche degli elementi 2. 5 Volume atomico e raggio atomico 2. 6 Energia di ionizzazione e affinità elettronica 2. 7 Elettronegatività 2. 8 Il carattere metallico Mario Rippa – La nuova chimica di Rippa - © Italo Bovolenta editore 2016 3

2. 1 Periodicità delle proprietà degli elementi La legge periodica afferma che: Le proprietà degli elementi chimici variano in modo periodico in funzione del numero atomico Mario Rippa – La nuova chimica di Rippa - © Italo Bovolenta editore 2016 4

Sistema periodico e configurazione elettronica degli elementi 2. 2 Nel Sistema periodico gli elementi sono disposti in ordine di numero atomico crescente, divisi in 7 periodi e 18 gruppi. Mario Rippa – La nuova chimica di Rippa - © Italo Bovolenta editore 2016 5

Sistema periodico e configurazione elettronica degli elementi 2. 2 Il Sistema periodico è diviso in quattro blocchi: Mario Rippa – La nuova chimica di Rippa - © Italo Bovolenta editore 2016 6

Sistema periodico e configurazione elettronica degli elementi 2. 2 Il Sistema periodico è diviso in quattro blocchi: il blocco degli orbitali s, Mario Rippa – La nuova chimica di Rippa - © Italo Bovolenta editore 2016 7

Sistema periodico e configurazione elettronica degli elementi 2. 2 Il Sistema periodico è diviso in quattro blocchi: il blocco degli orbitali p, Mario Rippa – La nuova chimica di Rippa - © Italo Bovolenta editore 2016 8

Sistema periodico e configurazione elettronica degli elementi 2. 2 Il Sistema periodico è diviso in quattro blocchi: il blocco degli elementi di transizione, Mario Rippa – La nuova chimica di Rippa - © Italo Bovolenta editore 2016 9

Sistema periodico e configurazione elettronica degli elementi 2. 2 Il Sistema periodico è diviso in quattro blocchi: il blocco degli orbitali f. Mario Rippa – La nuova chimica di Rippa - © Italo Bovolenta editore 2016 10

Sistema periodico e configurazione elettronica degli elementi 2. 2 In corrispondenza di ogni valore del numero quantico principale si trovano gli orbitali s e p con quel valore di n. Mario Rippa – La nuova chimica di Rippa - © Italo Bovolenta editore 2016 11

2. 3 Configurazione elettronica esterna Gli elettroni del guscio più esterno sono chiamati elettroni di valenza. Per ogni elemento la formula che indica quanti elettroni vi sono negli orbitali s e p con il più alto valore di n si chiama configurazione elettronica esterna o di valenza. Elemento Configurazione elettronica F fluoro 1 s 2 2 s 22 p 5 Cl cloro 1 s 2 2 s 22 p 6 3 s 23 p 5 Br bromo 1 s 2 2 s 22 p 6 3 s 23 p 63 d 10 4 s 24 p 5 iodio 1 s 2 2 s 22 p 6 3 s 23 p 63 d 10 4 s 24 p 64 d 10 5 s 25 p 5 I Mario Rippa – La nuova chimica di Rippa - © Italo Bovolenta editore 2016 12

2. 3 Configurazione elettronica esterna Gli elementi dello stesso gruppo hanno la stessa configurazione elettronica esterna. La configurazione elettronica esterna di un elemento si ricava dalla sua posizione nel Sistema periodico. Per i gruppi 1 e 2 il numero di elettroni esterni coincide con il numero del gruppo, mentre per i gruppi dal 13 al 18 per ottenere il numero di elettroni di valenza occorre sottrarre 10 al numero del gruppo: elettroni di valenza = numero del gruppo – 10 Mario Rippa – La nuova chimica di Rippa - © Italo Bovolenta editore 2016 13

2. 3 Configurazione elettronica esterna Mario Rippa – La nuova chimica di Rippa - © Italo Bovolenta editore 2016 14

Configurazione elettronica e proprietà degli elementi 2. 4 Le proprietà chimiche degli elementi non dipendono dal numero totale degli elettroni, ma dalla configurazione elettronica esterna. Le proprietà chimiche degli elementi dello stesso gruppo, aventi la stessa configurazione elettronica esterna, sono simili. Le proprietà degli elementi variano con periodicità lungo un periodo in quanto si ha una variazione periodica della configurazione elettronica esterna degli elementi. Mario Rippa – La nuova chimica di Rippa - © Italo Bovolenta editore 2016 15

2. 5 Volume atomico e raggio atomico Le proprietà chimiche e fisiche degli elementi che variano in modo periodico nel Sistema periodico sono chiamate proprietà periodiche. Il volume atomico di un elemento è una misura dello spazio occupato dal nucleo e dagli elettroni dell’atomo. Il raggio atomico è per convenzione la metà della distanza tra i nuclei di due atomi dello stesso elemento legati fra loro. Mario Rippa – La nuova chimica di Rippa - © Italo Bovolenta editore 2016 16

2. 5 Volume atomico e raggio atomico aumentano scendendo nel gruppo e diminuiscono andando verso destra nel periodo. Mario Rippa – La nuova chimica di Rippa - © Italo Bovolenta editore 2016 17

2. 5 Volume atomico e raggio atomico Volume e raggio atomico aumentano scendendo nel gruppo perché aumenta il numero quantico principale e aumentano le dimensioni degli orbitali. Mario Rippa – La nuova chimica di Rippa - © Italo Bovolenta editore 2016 18

2. 5 Volume atomico e raggio atomico Volume e raggio atomico diminuiscono passando da sinistra a destra nel periodo perché aumentando il numero dei protoni aumenta la forza attrattiva del nucleo sugli elettroni. Mario Rippa – La nuova chimica di Rippa - © Italo Bovolenta editore 2016 19

2. 5 Volume atomico e raggio atomico Volume e raggio atomico sono proprietà periodiche degli elementi. Mario Rippa – La nuova chimica di Rippa - © Italo Bovolenta editore 2016 20

2. 5 Volume atomico e raggio atomico Un catione ha dimensioni inferiori rispetto all’atomo da cui deriva, mentre un anione ha dimensioni superiori. Mario Rippa – La nuova chimica di Rippa - © Italo Bovolenta editore 2016 21

2. 6 Energia di ionizzazione e affinità elettronica L’energia di ionizzazione è l’energia necessaria per rimuovere un elettrone da un atomo isolato. L’energia di ionizzazione aumenta lungo il periodo e diminuisce scendendo in un gruppo. Mario Rippa – La nuova chimica di Rippa - © Italo Bovolenta editore 2016 22

2. 6 Energia di ionizzazione e affinità elettronica L’energia che si scambia quando un atomo accetta un elettrone si chiama affinità elettronica. A + e– → A– anione monovalente A– + e – → A – – anione bivalente L’affinità elettronica varia nel Sistema periodico come l’energia di ionizzazione: diminuisce nel gruppo e aumenta nel periodo. Mario Rippa – La nuova chimica di Rippa - © Italo Bovolenta editore 2016 23

2. 7 Elettronegatività L’elettronegatività di un elemento è la tendenza che ha un atomo dell’elemento ad attirare verso di sé gli elettroni di legame. L’elettronegatività diminuisce nel gruppo e aumenta nel periodo. Mario Rippa – La nuova chimica di Rippa - © Italo Bovolenta editore 2016 24

2. 7 Elettronegatività L’elettronegatività è una proprietà periodica degli elementi. Mario Rippa – La nuova chimica di Rippa - © Italo Bovolenta editore 2016 25

2. 7 Elettronegatività Mario Rippa – La nuova chimica di Rippa - © Italo Bovolenta editore 2016 26

2. 8 Il carattere metallico I metalli hanno bassa energia di ionizzazione. I non-metalli hanno alta energia di ionizzazione. Il carattere metallico aumenta scendendo lungo un gruppo e diminuisce procedendo verso destra nei periodi Mario Rippa – La nuova chimica di Rippa - © Italo Bovolenta editore 2016 27

2. 8 Il carattere metallico I metalli hanno bassa elettronegatività. I non metalli hanno elevata elettronegatività. La tendenza dei metalli a «cedere» elettroni di valenza, li rende buoni conduttori di elettricità La tendenza dei non metalli a «acquisire» elettroni di valenza, li rende cattivi conduttori di elettricità. Mario Rippa – La nuova chimica di Rippa - © Italo Bovolenta editore 2016 28