Schema tavola periodica

Proprietà chimiche degli elementi

Energia di ionizzazione

Lungo un periodo, Z* cresce e l’energia di ionizzazione tende a crescere per vincere l’attrazione sempre maggiore del nucleo.

Passando da un periodo a quello successivo, l’elettrone aggiunto al guscio più esterno risente di una Z* minore e si trova in un orbitale a minore energia, l’energia di ionizzazione è notevolmente ridotta.

Affinità elettronica

L’affinità elettronica può essere sia negativa che positiva. È l’energia che si libera quando un atomo acquista un elettrone, per formare un anione. L’energia coinvolta è quella che l’elettrone ha nel passare dallo stato non legato a quello legato.

• Ha in generale segno negativo, poiché l’elettrone si stabilizza passando ad un’energia più bassa.
• Scendendo lungo un gruppo l’affinità elettronica si riduce perché Z* cala notevolmente e l’elettrone esterno viene inviato ad un guscio superiore, l’affinità elettronica diminuisce.
• Spostandoci lungo un periodo, l’affinità elettronica aumenta perché, tanto è maggiore Z*, tanto più stabili sono gli elettroni di valenza, e tanto è maggiore l’energia liberata dagli elettroni che li vanno ad occupare. Da sinistra a destra, la capacità dell’atomo di attrarre elettroni aumenta, poiché attraendo pochi elettroni, gli elementi dei gruppi più a destra raggiungono l’ottetto e quindi maggiore stabilità.

Elettronegatività

L’elettronegatività è la tendenza di un atomo, che sta interagendo con un altro atomo (molecola), di attrarre a sé gli elettroni condivisi di legame. Quando due atomi si uniscono tra loro e formano un legame, condividono degli elettroni. Questi elettroni possono essere più attratti da un atomo piuttosto che dall’altro. L’atomo che li attrae di più è l’atomo più elettronegativo.

Secondo Mulliken, possiamo associare tale tendenza a quella di un atomo di perdere o acquistare elettroni dall’esterno, come definite dall’energia di ionizzazione e affinità elettronica. Possiamo quindi determinarla come media aritmetica dei loro valori assoluti. Quanto più grandi sono energia di ionizzazione e affinità elettronica, tanto più grande è Z*, tanto maggiore sarà l’elettronegatività.

• Il fluoro è l’elemento più elettronegativo, mentre il cesio è quello meno elettronegativo.
• I gas nobili non formano legami (hanno configurazione elettronica a guscio chiuso), e non hanno elettronegatività.

Carattere metallico

Il carattere metallico è un insieme di caratteristiche legate alla reattività di un elemento ma non strettamente quantitative (misurabili). Definiamo metallico un elemento che, allo stato elementare, ha le seguenti caratteristiche:

• Si trova nella forma di solidi reticolari:
  • Solidi con elevata conducibilità elettrica, che tende a crescere con il crescere della temperatura.
  • Caratterizzati da lucentezza metallica, ovvero la capacità di riflettere radiazioni di tutto lo spettro.
  • Sono duttili (si riducono in fili) e malleabili (si riducono in fogli) senza che la struttura del solido ne risenta.
• Nel formare composti:
  • Interagiscono con altri elementi metallici per dare miscele non stechiometriche —> leghe.
  • Con non metalli tendono facilmente a formare cationi, cedendo almeno in parte i propri elettroni di valenza.
• Sono in genere elementi con elettronegatività bassa:
  • Bassa energia di ionizzazione —> facile formazione di cationi.
  • Bassa affinità elettronica —> difficile legare elettroni esterni.

Carattere non metallico

Definiamo non metallico un elemento che, allo stato elementare, mostra:

• Di formare di preferenza unità molecolari, le quali non mostrano conducibilità elettrica (isolanti elettrici), fanno eccezione il diamante (C) e il fosforo rosso o nero:
  • Possiedono un colore caratteristico o risultano trasparenti alla radiazione luminosa.
  • Sono meccanicamente fragili, se solidi.
• Nei composti:
  • Legati a metalli tendono ad acquistare elettroni di valenza e dare anioni.
  • Legati a non metalli tendono a formare interazioni di legame con condivisione di elettroni —> legami covalenti.
• Sono elementi con elevata elettronegatività:
  • Elevata energia di ionizzazione —> difficile cedere elettroni di valenza.
  • Elevata affinità elettronica —> facile formazione di anioni, stabilizzando elettroni da altri atomi.