Appunti di chimica su Tavola periodica, proprietà periodiche, numero di ossidazione

La tavola periodica degli elementi

Doebereiner (1829)

Sostiene come alcuni elementi avevano comportamenti simili e ordina gli elementi in triadi.

Chancourtois (1862)

Dispose gli elementi in una sfera in ordine di massa atomica crescente. Lungo questa sfera si trovavano elementi che presentavano proprietà chimiche comuni.

Newland (1864)

Osservò che 62 elementi potevano essere sistemati in ordine di peso atomico crescente. Ogni 8 elementi ordinati per massa atomica crescente si ripetevano le stesse caratteristiche. Enuncia la legge delle ottave.

Mendeleev (1869)

Peso atomico crescente – stesse caratteristiche per configurazione.

Scoprì che le proprietà degli elementi si ripetono in maniera regolare quando gli elementi vengono sistemati in ordine di massa atomica crescente.

Egli, sulla base di questi, mise a punto il sistema periodico ordinando gli elementi sino allora conosciuti secondo la massa atomica crescente e modellando sulla base di questo sistema la presentazione per classe caratteristica. Lasciò delle 8 colonne, ma con degli spazi vuoti per quegli elementi non ancora scoperti. Egli riuscì a prevedere le loro masse atomiche e le loro caratteristiche.

Tuttavia questa tavola aveva alcune anomalie. Es.: (vedi esempio) per avendo massa maggiore del nickel, si doveva per esempio presentare caratteristiche simili a quelle che vengono prima del nickel.

Moseley (1913)

Dimostrò che la periodicità degli elementi (ripetizione delle stesse caratteristiche) non si ottiene ordinandoli secondo la massa atomica crescente, ma secondo il numero atomico crescente.

Quindi egli recupera la tavola periodica basata sul numero atomico dicendo:

• In questo modo alluminio Al, cobalto e nickel non avevano più l’inquinato; (Z=17) e Ni (Z=18).

Thomsen

Rappresentazione a lunghi periodi

• Numero atomico crescente.
• 7 file orizzontali (periodi).

La tavola periodica degli elementi

Doebereiner (1829)

Si rese conto che alcuni elementi avevano comportamenti simili e ordinò gli elementi in triadi.

Chancourtois (1862)

Dispose gli elementi in una spirale in ordine di massa atomica crescente. Lungo le righe della spirale si trovavano elementi che presentavano proprietà chimiche simili.

Newland (1864)

Dimostrò che i 62 elementi potevano essere sistemati in, enunciò la legge delle ottave: ogni 8 elementi ordinati per massa atomica crescente si ripetevano le stesse caratteristiche.

Mendeleev (1869)

Scopre che le proprietà degli elementi si ripetono in maniera regolare quando gli elementi vengono sistemati in ordine di massa atomica crescente.

Con base su queste ipotesi mise a punto il sistema periodico ordinando gli elementi sino ad allora conosciuti secondo la massa atomica crescente e lasciando uno spazio vuoto ogni otto elementi.

Prevedeva anche il peso atomico e le loro caratteristiche.

Tra questa tavola aveva alcune anomalie:

La scoperta per esempio pur avendo massa maggiore del nichel.

Viene prima, presenta caratteristiche simili a quelle che vengono prima del nichel.

Moseley (1913)

Dimostrò che la periodicità degli elementi (ripetizione delle stesse caratteristiche) non si otteneva ordinandoli secondo la massa atomica crescente, ma secondo il numero atomico crescente.

Quindi se si costruisce la tavola periodica basata sul numero atomico crescente, in questo modo l'anomalia del cobalto e del nichel non avviene più in quanto _{Co (Z=27)} e _{Ni (Z=28)}.

Thomsen

Rappresentazione a lunghezza periodi - Numero atomico crescente.

7 righe orizzontali (periodi).

La tavola periodica

Gruppi e periodi

È formata da gruppi e periodi.

I gruppi sono le colonne verticali che si ottengono sistemando gli elementi secondo il numero atomico crescente.

All’interno di ogni gruppo troviamo tutti quegli elementi che hanno lo stesso numero di elettroni nel livello energetico più esterno.

Infatti se determiniamo la configurazione elettronica degli elementi di uno stesso gruppo esiste la stessa rimanendo sempre le rivelie di energia.

3^o 4^o 5^o 6^o 7^o 8^o

Indite gli elementi di uno stesso gruppo appartengono alla stessa famiglia chimica.

• 1^o Gruppo = metalli alcalini.
• 7^o Gruppo = alogeni.
• 2^o Gruppo = metalli alcalino terrosi.
• 8^o Gruppo = gas nobili che la configurazione esterna comporta.

I periodi

I periodi sono le file orizzontali che si ottengono sistemando gli elementi secondo il numero atomico crescente.

Ogni periodo corrisponde al numero di livelli energetici che gli elettroni di un elemento occupano.

I livelli energetici sono 7, pertanto i periodi sono 7.

Ogni periodo inizia con un elemento che né sede elettrone in un nuovo livello energetico.

1^o Periodo

2^o Periodo

3^o Periodo

Ecc.

Nucleo

Proprietà periodiche

Energia di ionizzazione

Energia necessaria ad allontanare un elettrone da un atomo e trasformarlo quindi in uno ione positivo.

A + E_i → A⁺ + e^- (energia prima ionizzazione)

A⁺ + E_i → A²⁺ + e^- (energia seconda ionizzazione) ecc.

L'energia di ionizzazione indica la stabilità dell'atomo → maggiore l'energia di ionizzazione necessaria → maggiore stabilità dell'atomo.

L'E.I. aumenta lungo il periodo, diminuisce lungo un gruppo.

L'E.I. 2^a, 3^a è sempre maggiore rispetto a quella di 1^a ionizzazione, perché il 2^o 3^o elettrone viene rimosso da uno ione e non più da un atomo neutro.

Inoltre, dopo aver rimosso un elettrone periferico più esterno ad uno più interno, l'energia di ionizzazione aumenta bruscamente.

Affinità elettronica

Energia che si ottiene nel momento in cui un atomo acquista un elettrone, diventando uno ione negativo.

A + e^- → A^- + E

Vi sono valori positivi e negativi di affinità elettronica; elementi con posti elettronici nello strato più esterno hanno bassi valori di A.E. (perché tendono a cedere, quelli nel mezzo hanno quelli alti → sono più stabili mentre quelli negativi sono elementi che non hanno configurazione elettronica adatta a ricevere e acquisire più stabilità.)

L'A.E. aumenta lungo il periodo, diminuisce lungo il gruppo.

Elettronegatività

Si riferisce ad un atomo in una molecola, cioè quando si combina con altri elementi o con atomi dello stesso elemento.

È la proprietà di un atomo di attrarre, se ci sono già degli elettroni, di legame.

Gli atomi più elettronegativi sono quelli che hanno una maggiore densità elettronica.

L'elettronegatività aumenta lungo il periodo, diminuisce lungo il gruppo.

F → elemento più elettronegativo.

Cs, Fr → meno elettronegativi.

Se Δ differenza di elettronegatività è:

• 1 → Legame ionico.
• Compresi tra 0 e 2 → Legame covalente polare.
• → 0 → Legame covalente omopolare.