Corso di CHIMICA INORGANICA: Lezione 3 Tavola Periodica e Proprietà degli Elementi

3.1 Tavola Periodica: Organizzazione degli elementi, periodi, gruppi, tendenze periodiche.

La tavola periodica degli elementi è un'organizzazione sistemica di tutti gli elementi chimici conosciuti in base alle loro proprietà chimiche e fisiche. La disposizione degli elementi nella tavola periodica segue un ordine che riflette le loro caratteristiche simili e le tendenze periodiche.

Organizzazione degli elementi:

La tavola periodica è organizzata in righe orizzontali chiamate periodi e colonne verticali chiamate gruppi. Ogni elemento è rappresentato da un simbolo chimico, che è solitamente una o due lettere.

Periodi:

I periodi sono sette righe orizzontali che corrispondono al numero dei gusci elettronici presenti negli atomi degli elementi in quella riga. Gli elementi in uno stesso periodo condividono lo stesso numero di gusci elettronici, ma il numero di protoni e di elettroni aumenta da sinistra a destra lungo il periodo.

Gruppi:

I gruppi sono 18 colonne verticali nella tavola periodica. Gli elementi all'interno dello stesso gruppo hanno configurazioni elettroniche simili negli strati esterni e spesso condividono proprietà chimiche e comportamenti simili. Ad esempio, il gruppo 1 include gli elementi alcalini come il litio, il sodio e il potassio, che condividono la tendenza a formare composti ionici con un solo elettrone di valenza.

Tendenze periodiche:

Le tendenze periodiche si riferiscono ai modelli o alle variazioni sistematiche delle proprietà degli elementi lungo la tavola periodica. Alcune delle principali tendenze includono:

Dimensione atomica: Gli atomi diventano più grandi andando da sinistra a destra lungo un periodo e da alto a basso lungo un gruppo. Questo è dovuto all'aumento del numero di protoni nel nucleo, che esercitano una maggiore forza di attrazione sugli elettroni esterni.

Elettronegatività: È la tendenza degli atomi di attirare gli elettroni quando sono coinvolti in legami chimici. Gli elementi più elettronegativi si trovano in alto a destra della tavola periodica (es. fluoro, ossigeno), mentre quelli meno elettronegativi si trovano in basso a sinistra (es. metalli alcalini e alcalino-terrosi).

Affinità elettronica: Rappresenta l'energia rilasciata o assorbita quando un atomo acquisisce un elettrone. Tende ad aumentare da sinistra a destra lungo un periodo e da basso a alto lungo un gruppo.

Reattività chimica: Gli elementi in un gruppo spesso mostrano modelli di reattività simili a causa della similitudine nelle loro configurazioni elettroniche esterne.

Queste tendenze periodiche sono importanti per comprendere il comportamento chimico degli elementi e per predire le loro proprietà in base alla loro posizione nella tavola periodica.

3.2 Proprietà degli Elementi: Proprietà fisiche e chimiche degli elementi in relazione alla loro posizione nella tavola periodica.

Le proprietà degli elementi sono influenzate dalla loro posizione nella tavola periodica, poiché esistono tendenze sistematiche nelle proprietà fisiche e chimiche degli elementi in base alla loro configurazione elettronica e alla loro posizione nella tavola periodica. Ecco un'analisi delle principali proprietà in relazione alla posizione degli elementi:

Proprietà fisiche:

Dimensione atomica: Gli atomi diventano più grandi scendendo lungo un gruppo e più piccoli procedendo da sinistra a destra lungo un periodo. Questo è dovuto all'aumento del numero di strati elettronici lungo un gruppo e all'aumento del numero di protoni nel nucleo lungo un periodo.

Punto di fusione e di ebollizione: In generale, i metalli tendono ad avere punti di fusione e di ebollizione più bassi rispetto ai non metalli. I metalli alcalini hanno punti di fusione e di ebollizione molto bassi, mentre i gas nobili hanno punti di fusione ed ebollizione molto bassi a causa del loro basso reattività chimica.

Proprietà chimiche:

Reattività: La reattività chimica degli elementi può variare notevolmente in base alla loro posizione nella tavola periodica. Ad esempio, i metalli alcalini (gruppo 1) sono estremamente reattivi e tendono a formare composti ionici con altri elementi. Al contrario, i gas nobili (gruppo 18) sono molto inattivi chimicamente.

Elettronegatività: L'elettronegatività, la tendenza di un atomo a attrarre gli elettroni in un legame chimico, aumenta da sinistra a destra lungo un periodo e da basso a alto lungo un gruppo. Gli elementi più elettronegativi si trovano nell'angolo in alto a destra della tavola periodica (es. fluoro, ossigeno), mentre i metalli presentano generalmente bassa elettronegatività.

Affinità elettronica: L'affinità elettronica, l'energia rilasciata o assorbita quando un atomo acquisisce un elettrone, segue una tendenza simile all'elettronegatività, aumentando da sinistra a destra lungo un periodo e da basso a alto lungo un gruppo.

Numero di ossidazione: Gli elementi in un gruppo spesso condividono tendenze simili nei loro numeri di ossidazione, ovvero lo stato di ossidazione più comune che assumono durante una reazione chimica.

Queste sono solo alcune delle principali proprietà fisiche e chimiche degli elementi che mostrano tendenze sistematiche all'interno della tavola periodica. L'organizzazione degli elementi nella tavola periodica consente di prevedere e comprendere le proprietà degli elementi in base alla loro posizione e alla loro configurazione elettronica.