Tavola periodica: conformazione e caratteristiche

Origini della tavola periodica

La tavola periodica è uno strumento sistematico, cioè uno strumento in grado di mettere ordine. Essa fu creata da Mendeleev, in quanto egli si rende conto che le molecole sono costituite da particelle molto piccole. Mendeleev comprende che tra le varie particelle vi sono differenze minime che considera progressive.
La tavola periodica è una tabella a doppia entrata: si può leggere in orizzontale e in verticale. Per costruire questa griglia si tracciano nove linee verticali ed otto linee orizzontali che formano otto spazi verticali e sette orizzontali. In verticale si creano otto blocchi, che si indicano con i numeri romani che si leggono primo blocco principale, secondo blocco principale ecc. Le linee orizzontali si indicano con i numeri ordinali (primo, secondo, terzo ecc). Nei blocchi principali, quindi negli spazi verticali, inseriamo gli elementi in base alla loro configurazione elettronica esterna: elementi con la stessa configurazione elettronica esterna vengono inseriti nello stesso blocco. Negli spazi orizzontali, cioè nelle righe, gli elementi sono inseriti in base alla progressività del numero atomico. La progressività è periodica: in totale ci sono sette cicli di progressività, cioè sette periodi.

z = 1 1 s1

z = 2 1 s2

z = 3 1 s2 2 s1

Il numero atomico z = 3, poiché ha la configurazione elettronica esterna 2 s1, viene inserito sotto il numero atomico, che ha la stessa configurazione elettronica esterna.

z = 4 1 s2 2 s2

z = 5 1 s2 2 s2 2 p1 (viene inserito accanto al quattro per progressività)

z = 6 1 s2 2 s2 2 p2 (che inseriamo accanto al 5)

z = 7 1 s2 2 s2 2 p3 (che inseriamo accanto al 6)

z = 8 1 s2 2 s 2 2 p4 (che inseriamo accanto al sette)

z = 9 1 s2 2 s2 2 p5 (che inseriamo accanto al’otto)

z = 10 1 s2 2 s2 2 p6 (che inseriamo accanto al 9)

z = 11 1 s2 2 s2 2 p6 3 s1 (che inseriamo nel primo blocco, sotto il 3)

z = 18 1 s2 2 s2 2 p6 3 s2 3p6 (che inseriamo accanto al 17)

z = 19 1 s2 2 s2 2 p6 3 s2 3 p6 4 s1 (torniamo al primo blocco, inserendo z = 19 sotto l’11)

z = 20 1 s2 2 s2 2 p6 3 s2 3 p6 3 d1

Finestra e sotto blocchi

A partire dal numero atomico 20 si apre una finestra: l’estensione di questa finestra serve per completare il riempimento dell’orbitale 3d. L’orbitale d può contenere 10 elettroni, per cui l’estensione di questa finestra pone in essere la presenza di altri spazi verticali detti sotto blocchi. In totale avremo 10 sotto blocchi.

z = 27 1 s2 2 s2 2 p6 3 s2 3 p6 4 s2 4 p6 4 d1

z = 31 1 s2 2 s2 2 p6 3 s2 3 p6 3 d10 4 s2 4 p1

a z = 38 si apre un’altra finestra fino a z = 48

z = 49 1 s2 2 s2 2 p6 3 s2 3 p6 3 d10 4 s2 4 p6 4 p 10 5 s2 5 p1

z = 57 1 s2 2 s2 2 p6 3 s2 3 p6 3 d 10 4 s2 4 p6 4 d10 5 s2 5 p6 5 d3

A partire da z = 20 si apre una prima finestra, da z = 38 se ne apre una seconda, e a z = 57 si apre una terza finestra con 5d

Transizioni e gruppi principali

Nei blocchi principali, gli elementi sono raggruppati per gruppi, nelle righe per periodi. Le finestre sono anche dette transizioni.

La tavola periodica presenta diversi spazi: gruppi principali, sottogruppi della transizione e la finestra dei lantanidi. Tra il primo e il secondo gruppo vi è un rapporto di continuità, ma tra il secondo e il terzo vi è un rapporto di discontinuità, in quanto si apre una finestra.

Nel primo e nel secondo gruppo principale ci sono i metalli.

Il sottogruppo di transizione, formato da dieci sotto blocchi, si suddivide in due metà: da d1 a d5 abbiamo elementi che si comportano sia come metalli che come non metalli, mentre da d6 a d10 abbiamo solo i metalli.

Gli elementi che prevedono come configurazione elettronica esterna solo l’orbitale s sono metalli; quelli la cui configurazione elettronica esterna prevede p, fino a p3 si considerano metalli, successivamente non metalli, anche se ci sono delle eccezioni.