La tavola periodica e i legami chimici

TAVOLA PERIODICA

Vi sono raggruppati tutti gli elementi. Quelli che si trovano nella stessa colonna, chiamati gruppo, hanno gli stessi elettroni di valenza, quindi lo stesso comportamento elettronico esterno. Quindi hanno proprietà simili e fisiche simili.

Le righe orizzontali chiamate periodi, indicano che gli elementi hanno lo stesso numero di livelli principali.

Le proprietà chimiche e fisiche degli elementi dipendono principalmente dalla loro struttura elettronica esterna e hanno un andamento diverso rispetto lungo i periodi.

PROPRIETÀ PERIODICHE:

Le proprietà degli elementi sono funzione periodica dei loro numeri atomici (Z).

Le principali proprietà sono:

• Energia di ionizzazione
• Affinità elettronica
• Dimensione atomica
• Classificazione degli elementi in metalli e non-metalli

1) ENERGIA DI IONIZZAZIONE è l'energia relativa al processo:

A(g) → A⁺(g) + e^-(g) Ho un atomo gassoso, isolato, senza nessun'altra energia vicina

L'energia di ionizzazione corrisponde all'energia con cui un atomo lega un elettrone.

Se un atomo tiene a sé l'elettrone molto stretto, deve spendere molta energia di ionizzazione per staccarglielo; se invece lo tiene più debolmente, l'energia che deve metterci è più piccola. Dev'essere comunque sempre spesa energia quando il suo segno sarà sempre lo stesso.

L'energia di ionizzazione è una misura della stabilità delle configurazioni elettroniche degli atomi "isolati" e fornisce un'energia di ionizzazione più bassa, mentre il meno stabile, quello che nei suoi atomi è il più reattivo. Nella tavola periodica i gas nobili sono i più stabili e i meno reattivi, quindi hanno un picco di energia di ionizzazione. Ricercare quello.

del primo gruppo sono i più reattivi, quindi.

Nella tavola, si può vedere che i gas nobili stanno nel pico, ma non tutti hanno lo stesso valore di energia.

2) AFFINITA’ ELETTRONICA: è l’energia di essere ad aggiungere un elettrone ad un atomo: A_(g) + e_- → A^-_(g). Se inquieta o allo stato gassoso, avviene senza con altre energie.

Si forma il suo anione. Valori più piccoli e negativi indicano scarsa tendenza ad assumere un elettrone.

3) DIMENSIONI ATOMICHE: noi approssimiamo un atomo ad una sfera. Quindi parliamo di “raggio atomico”. Siccome il questo, però, sono definiti dagli elettroni, ovvero particelle in movimento, le dimensioni di un atomo si misurano con il raggio X. Si prende un cristallometrico per dare la distanza tra i nuclei e si divide il mezzo, il raggio atomico.

Gli aspetti da non arrogare, le aggiunzioni elettrone la dimensione dell’atomo aumentano. Quindi è una funzione periodica. Infatti atomi, gli atomi e anioni degli elementi aumentano lungo un periodo e lungo un gruppo. Invece il raggio diminuisce dall’elemento metallo al non metallo e aumenta dell’elemento metallo al non metallo.

• Na 186 pm
• Hg 160 pm
• Na²⁺ 99 pm
• Hg²⁺ 72 pm

Questo perché la carica dell’nuclo rimanda la stessa, se toglie un elettrone la carica positiva del nucleo è predominante in un numero inferiore di elettroni, quindi perché si avvicinano al nucleo.

di magnesio è un elemento idroscopico che richiama il sinistra, si trova nel sole ed è responsabile nel renderci il sole più simile da e greistico. Il magnesio sede alla tavola periodica da dopo il sodio, ha dimensioni più piccole. Questo perché bisogna vedere gli orbitili.

Le piante infatti utilizzano l'azoto, ma non questo, che è quello dell'aria

perché non è facile da rompere.

- H-H ha una lunghezza ridotta perché l'idrogeno è un atomo piccolo.

L'energia del fluoro è molto più ridotta di quella dell'H.

- Lo iodio è grande perché la sua molecola è molto grande.

- In H-F l'elettrone utilizzato dal fluoro e quello utilizzato dall'idrogeno da

un'energia comparabile.

Però non è sempre così:

- H2O in cui ci sono 2 legami O-H. L'energia di legame si riferisce a questi due

legami.

- NH3 ovvero l'ammoniaca ha 3 legami identici N-H

- CH4 ovvero il metano ha 4 legami del tipo C-H

Quando le energie di legame tra coppie differenti variano molto, l'energia di uno

stesso legame riunisce sostanzialmente la stessa in molecole diverse.

Le parole energia di legame e C-C sono molto grandi e le molecole che hanno quel

tipo di legame a volte non parliamo di una stessa energia.

La lunghezza di legame o la distanza media tra 2 nuclei e varia con

le dimensioni degli atomi. Nei legami dello stesso tipo varia con l'ordine

di legame. Altra energia è quella che occorre per separare due atomi alla

stato gassoso ed è detta ed è un terzo tra un terzo tra due atomi e

lo stato gassoso per formare una molecola.

METODI APPROSSIMATI PER LA DESCRIZIONE QUANTOMECCANICA

DEL LEGAME COVALENTE: dal punto di vista quantomeccanico si

spiega dal punto di vista degli elettroni. Ci sono due metodi:

• Orbitale di valenza (VB)
• Orbitale molecolare (MO)

1) METODO DEL LEGAME DI VALENZA: la coppia di atomi è tenuta assie-

me da uno o più doppietti elettronici localizzati fra i nuclei. Usando le

funzioni d'onda Ψ_a e Ψ_b, dove Ψ_a è la funzione d'onda dell'atomo

a e Ψ_b è quella dell'atomo b.

COME SCRIVERE LE FORMULE DI STRUTTURA: (REGOLE):

1. Legare all’atomo centrale tutti gli altri atomi con legame semplice.
2. Sommare gli elettroni degli strati esterni degli atomi (elettroni di valenza) della molecola o dello ione, addizionati del numero di cariche negative e diminuite dal numero di cariche positive.
3. Porre gli elettroni sugli atomi periferici secondo la regola dell’ottetto, disporre sull’atomo centrale eventuali altri elettroni dopo aver contato quelli di legame e quelli di non legame.
4. Ridistribuire gli elettroni in modo di ottenere formule e formuli limite accettabili.
5. Stabilire la disposizione degli atomi attorno all’atomo centrale secondo la VSEPR.

Esercizio:

• CH₄ L’atomo centrale è il carbonio Conto gli elettroni 4 del carbonio e 4 degli idrogeni. Quindi 8 elettroni = 4 coppie. La geometria è tetraedrica.
• NH₃ L’atomo centrale è N Gli elettroni sono 5 dell’azoto e 3 degli H. Quindi 8 elettroni = 4 coppie. Nella molecola sono 3 piramidi e aggiungiamo un’altra sopra N. Quindi ci saranno 3 coppie di legame e una di non legame. Non ha quindi una geometria tetraedrica ma piramidale triangolare, perché è in interferenza con un bastoncino in meno.
• H₂O L’atomo centrale è O Gli elettroni sono 8 quindi 4 coppie. Quindi ci sono 2 coppie di non legame. Se vanno le coppie tutte legate la geometria sarebbe tetraedrica, ma qui non ci sono piramidi e ha una geometria triangolare.

Si possono mettere insieme queste 3 formule di risonanza e si ottiene un

IBRIDO DI RISONANZA. Però, posso mescolare solo formule limite che hanno energia comparabile. Questo perché, se credo al singolo formula limite con energia non compatibili ottengo un ibrido di risonanza con un'energia allontanata, più

minima, di quella ideale.

Dobbiamo guardare anche la regola dell'ottetto, che per C e O può essere

applicata perché sono del 1^o periodo.

Sia C che O hanno 6 elettroni quindi non rispettano la regola

• C−O

dell'ottetto. Questo è indice di instabilità, quindi hanno energia

elevata.

Anche il carbonio ha 6 elettroni quindi non rispetta la regola. Infatti,

però invece la rispetta soltanto questa formula ha a favore il fatto che non

ha la separazione di cariche.

• ^C∓O

Altri elettroni rispettano la regola.

Quindi possiamo fare un molecola sommando di carbonio dal punto di vista

quantocaccioso come un ibrido di risonanza tra le ultime due molecole.

Di fatto, la prima perché era troppo alta dal punto di vista energetico insieme

a ciò c'è una separazione di carica ma non veniva rispettata la regola.

Ogni volta che per una molecola le idee poliatomiche si riescono a creare più

formule di strutture, o se quelle dipanazioni eventuale dehors di eteronozioni, la disegno

e della struttura molecolare avviene attraverso un IBRIDO DI RISONANZA

di formule limite.

Esempio 1:

• ^{S₁O₃→M°}l'ottetrono=24
• Il planatestrio è triangolare
• n° carpie =12

Posso distriburire queste carpie in forma diversa. Infatti

in questo molecolo lo zolfo non aggiu la regola dell'ottetto

IO

IBRIDO DI RISONANZA Con questa formula lo zolfo segue la regola e anche il

il doppio legame è pronto a unirsi ampe una molecola la rispetta la regola. Se

contiene la separazione di cariche nella prima ha de +3−1−1, mentre nelle altre +2

B−1−1 quindi non un po' non stabili.