Proprietà periodiche degli elementi (3)

Periodicità delle proprietà chimiche

La periodicità delle propietà chimiche e fisiche è determinata dal ripetersi della configurazione ellettronica esterna degli elementi. Andiamo a vedere queste proprietà:

• RAGGIO ATOMICO
→ Con raggio atomico si intende la metà della distanza minima di avvicinamento fra due atomi dello stesso elemento.

Gli atomi non hanno misure definiti, ma con una tecnica di diffrazione coi raggi X si può misurare approsimativamente la misura dei loro raggi atomici. Il raggio atomico varia all'aulemtare del numero atomico; più precisamente, il R.A. aumenta discendendo lungo un gruppo e diminuisce procedendo da sinistra verso destra lungo un periodo. Questo perché:

· Il numero quantico principale n, lungo il periodo rimane invariato, ma aumenta scendendo nel gruppo.

· Gli e- interni schermano la carica positiva del nucleo.

Procedendo da sinistra verso destra lungo un periodo, aumenta il numero atomico e di conseguenza, la carica nucleare. Aumenta anche il numero di e-. Il risultato complessivo è l'incremento delle attrazioni tra il nucleo e gli e- con la conseguente diminuzione del raggio atomico. Scendendo lungo un gruppo gli e- più esterni vanno ad occupare livelli via via più distanti dal nucleo. Essi risentono sempre meno dell'attrazione nucleare sia per l'aumento della distanza sia per l'accentuarsi dell'effetto schermante da parte degli e- interni. Il raggio atomico per tanto aumenta.

• L'energia di ionizzazione

Energia di ionizzazione

→ L'energia di prima ionizzazione di un atomo è l'energia necessario per rimuovere un elettrone dall'atomo stesso quando essi è isolato.

Per passare da un livello più interno ad uno più esterno, ad un e- serve energia; se l'energia è particolarmente grande, esso può essere competamente allontanato dal nucleo. Tale processo si chiama ionizzazionee comporta la trasformazione dell'atomo in uno ione positivo.

Essa dipende dalla posizione dell'e- e dalla configurazione elettronica dell'elemento stesso. Aumenta dal basso verso l'alto e da sinistra verso destra, quindi la sperazione di un e- impiega meno energia negli elementi in basso a sinistra. Esempio: il francio ha raggio atomico molto grande, quindi è sottoposto ad una minore forza di attrazione da parte del nucleo (i suoi e-), quindi l'energia di ionizzazione sarà più piccola. Perdendo un e-, cambia configurazione elettronica, prendendo quella dell'elemento precedente, che in questo caso è un gas nobile, che stabile: l'energia di ionizzazione è quindi più alta.

• L'AFFINITA' ELETTRONICA

Affinità elettronica

→ L'affinità elettronica è l'energia che si libera quando l'atomo di un elemento in fase gassosa (quindi isolato) cattura un elettrone.

Se un atomo cattura uno o più elettroni, si trasforma in uno ione negativo (anione).

C'è da sottolineare che gli elementi a sinistra della tavola periodica tendono a diventare ioni negativi, mentre quelli a destra ioni positivi, dipendentemente dalla vicinanza per numero di elettroni al gas nobile stabile più vicino. L'affinità elettronica aumenta lungo un periodo e diminuisce lungo un gruppo, come per l'energia di ionizzazione.

• L'elettronegatività

Qual è il ruolo dell'elettronegatività e delle interazioni atomiche?

→ L'elettronegativita' esprime la tendenza di un atomo che interagisce con un altro atomo ad attrarre a sé gli elettroni di legame.

Agli elettroni maggiormente coinvolti nell'interazione di due atomi si da il nome di elettroni di legame, e vengono attratti più da un atomo che dall'altro in base alla loro elettronegatività.

Questa grandezza non è misurabile sperimentalmente, ma ci si basa sulla scala dell'elettronegatività proposta da Pauling nel 1932. Nella tavola periodica ha lo stesso comportamento di affinità elettronica ed energia di ionizzazione. La spiegazione di tale comportamento dariva dal fatto che:

· Procedendo lungo un periodo aumenta la carica nucleare, diminuisce il raggio atomico e aumenta la forza con cui il nucleo attira a sé gli elettroni esterno, quindi l'elettronegatività aumenta.

· Scendendo lungo un gruppo aumenta notevolmente il raggio atomico e diminuisce la forza con cui il nucleo attira a sé qualsiasi elettrone esterno, quindi l'elettronegatività diminuisce.