Capitolo 8 - La tavola periodica Flashcards
elementi rappresentativi (o elementi dei gruppi principali)
sono gli elementi appartenenti ai gruppi dal 1A a 7A, nei quali i sottolivelli s e p con il numero quantico principale più alto sono parzialmente riempiti
gas nobili
eccezione elio - hanno tutti un sottolivello p completo
elementi, o metalli, di transizione
tutti gli elementi del blocco d anche se la IUPAC li definisce più rigorosamente come quelli che hanno il sottolivello d incompleto o che sono in grado di generare cationi con il sottolivello d incompleto (condividono alcune caratteristiche che li contraddistinguono dagli altri elementi)
elettroni di valenza
gli elettroni di valenza più esterni di un atomo, che sono poi quelli coinvolti nella formazione dei legami - avere lo stesso numero comporta avere delle proprietà chimiche simili
isoelettronici
ioni, o atomi e ioni, che hanno lo stesso numero di elettroni, e quindi la stessa configurazione elettronica fondamentale
concetto di carica nucleare effettiva
ci permette di tener conto delle conseguenze degli effetti di schermo
dimensione atomica
concetto difficile da definire - un buono numero di proprietà fisiche, comprese la densità, il punto di fusione e il punto di ebollizione, sono direttamente collegate alle dimensioni degli atomi
raggio atomico
semidistanza tra i nuclei di due atomi adiacenti - all’aumento della carica effettiva corrisponde una costante diminuzione del raggio atomico (nel passaggio dal litio al fluoro)
raggio ionico
è il raggio di un catione o di un anione - influenza le proprietà fisiche e chimiche di un composto ionico (quando un atomo neutro è convertito in uno ione, ci aspettiamo un cambiamento delle sue dimensioni - anione più grande, catione più piccolo)
energia di ionizzazione
è l’energia minima (in kJ/mol) necessaria per rimuovere un elettrone da un atomo gassoso nello stato fondamentale - è la quantità di energia in chilojoule necessaria per strappare una mole di elettroni da una mole di atomi gassosi (un atomo in fase gassosa è virtualmente libero dall’influenza degli atomi vicini e non ci sono forze intermolecolari) - processo endotermico, l’energia assorbita è sempre positiva, periodicità nella stabilità dell’elettrone attratto meno fortemente dal nucleo
il valore dell’energia di ionizzazione
è una misura di quanto gli elettroni siano fortemente trattenuti in un atomo - più sarà alta l’energia di ionizzazione più difficile sarà rimuovere l’elettrone - la quantità di energia richiesta per rimuovere il primo elettrone dell’atomo nel suo stato fondamentale energia +X(g) –> X^+(g) + e^-
affinità elettronica
il valore, cambiato di segno, della variazione di energia che si ha quando un atomo nello stato gassoso acquisisce un elettrone per formare un anione [X(g) + e^- –> X^-(g) - più positivo sarà il valore dell’affinità elettronica di un elemento, maggiore sarà la capacità di un generico atomo dell’elemento di accettare un elettrone - è determinata considerando la rimozione di un elettrone da un anione - - è positiva se la reazione è esotermica e negativa se la reazione è endotermica
esaminare sistematicamente il comportamento chimico degli elementi
l’energia ionizzante misura l’attrazione di un atomo nei confronti dei suoi elettroni, mentre l’affinità elettronica indica l’attrazione di un atomo per un elettrone addizionale proveniente da altra fonte. insieme permettono di capire l’attrazione mostrata da un atomo per gli elettroni
relazioni diagonali
similitudini tra coppie di elementi in gruppi e periodi diversi nella tavola periodica
idrogeno (1s^1)
è nel gruppo 1A ma potrebbe essere tranquillamente considerato in un gruppo a sé stante
ha un solo elettrone s di valenza e forma un catione monovalente
può anche formare uno ione idruro
elementi del gruppo 1A
metalli alcalini
hanno basse energie di ionizzazione e una grande tendenza a perdere il loro unico elettrone di valenza
nei composti sono presenti come cationi monovalenti
sono così reattivi che in natura non si trovano mai al loro stato puro
formano tutti ossidi e perossidi
il potassio, il rubidio e il cesio formano anche superossidi
la formazione dei diversi tipi di ossidi dipende dalla stabilità degli ossidi allo stato solido (sono ioni quindi la stabilità dipende da quanto i cationi e gli anioni si attraggono l’un l’altro)
elementi del gruppo 2A
metalli alcalino-terrosi
meno reattivi dei metalli alcalini
il carattere metallico aumenta dall’alto al basso
composti del berillio e alcuni composti del magnesio sono composti molecolari piuttosto che ionici
la reattività dei metalli alcalino-terrosi con l’acqua varia piuttosto marcatamente
la reattività dei metalli alcalino-terrosi con l’ossigeno aumenta dall’alto verso il basso
elementi del gruppo 3A
il boro è un metalloide
i restanti elementi sono metalli
il boro non forma composti ionici ed è inerte nei confronti dell’ossigeno gassoso e dell’acqua
l’alluminio forma l’ossido di alluminio e forma solo ioni tripositivi
gli altri elementi metallici formano sia ioni monopositivi sia ioni tripositivi. scendendo lungo il gruppo, troviamo che gli ioni monopositivi diventano più stabili dei tripositivi
andando da sinistra verso destra attraverso la tavola periodica, osserviamo una graduale variazione nel carattere metallico al non metallico negli elementi rappresentativi
elementi del gruppo 4A
il carbonio è un non metallo
silicio e germanio sono metalloidi
stagno e piombo sono metalli che non reagiscono con l’acqua ma reagiscono con gli acidi
formano composti negli stati di ossidazione +2 e +4 (per carbonio e silicio il +4 è il più stabile)
scendendo lungo il gruppo l’andamento della stabilità si inverte
elementi del gruppo 5A
azoto e fosforo sono non metalli
arsenico e antimonio sono metalloidi
bismuto è un metallo
l’azoto ha la tendenza ad accettare tre elettroni per formare lo ione nitruro (i nitruri metallici sono composti ionici nella maggior parte dei casi)
il fosforo esiste come molecola P4 - esso forma due ossidi solidi
arsenico, antimonio e bismuto hanno strutture tridimensionali estese
il bismuto è un metallo molto meno reattivo di quelli dei gruppi precedenti
elementi del gruppo 6A
ossigeno, zolfo e selenio sono non metalli
tellurio e polonio sono metalloidi
l’ossigeno è un gas diatomico
il tellurio e il polonio hanno strutture tridimensionali più estese
l’ossigeno ha la tendenza ad accettare due elettroni per formare lo ione ossido
il selenio e il tellurio formano anch’essi anioni dinegativi
formano un grande numero di composti molecolari con i non metalli
elementi del gruppo 7A
tutti gli alogeni sono non metalli di formula generale X2
elevata reattività - non sono mai presenti in natura nella forma elementare
gli alogeni hanno elevate energie di ionizzazione e valori positivi elevati di affinità elettronica
gli anioni ottenuti dagli alogeni sono chiamati alogenuri - sono isoelettrici con i gas nobili immediatamente alla loro destra
gli alogenuri dei metalli alcalini e dei metalli alcalino-terrosi sono composti ionici
gli alogeni formano molti composti molecolari
gli alogenuri di idrogeno si sciolgono in acqua per formare gli acidi alogenidrici
l’acido fluoridrico è un acido debole ma gli altri acidi alogenidrici sono tutti acidi forti
elementi del gruppo 8A
tutti i gas nobili esistono come specie monoatomiche
i sottolivelli esterni ns e np sono completi e questo dà loro grande stabilità
le energie di ionizzazione sono tra le più alte di tutti gli elementi
non hanno alcuna tendenza ad accettare elettroni in più
questi composti non hanno nessuna applicazione commerciale su larga scala e non sono coinvolti in processi biologici naturali
nessun composto dell’elio e del neon è attualmente conosciuto
proprietà degli elementi rappresentativi attraverso il periodo
esaminare le proprietà di una serie di composti simili
le energie di ionizzazione degli elementi aumentano da sinistra a destra lungo un periodo, allo stesso modo aumenta la natura molecolare degli ossidi che si formano
anfoteri
ossidi che presentano sia prorprietà acide che basiche
