La tavola periodica degli elementi

La Genesi della Tavola Periodica e la sua Evoluzione

La tavola periodica degli elementi è frutto di un processo evolutivo che ha avuto inizio nel 1869 con il chimico russo Dmitrij Mendeleev. Egli classificò gli elementi in base al loro peso atomico, intuendo che le proprietà chimiche e fisiche si ripetevano periodicamente al variare di tale parametro. La tavola originale comprendeva 63 elementi, organizzati in gruppi e periodi. Con la scoperta del protone e del concetto di numero atomico, si evidenziarono alcune incongruenze nella tavola di Mendeleev, che furono corrette adottando il numero atomico come criterio di ordinamento. Questo permise di preservare la periodicità delle proprietà degli elementi, da cui il nome "tavola periodica".

Struttura e Organizzazione della Tavola Periodica Moderna

La tavola periodica moderna è strutturata in blocchi e gruppi che rispecchiano la configurazione elettronica degli elementi. Il blocco s si trova a sinistra, il blocco d al centro, il blocco p a destra, e il blocco f sotto gli altri. I periodi corrispondono alle righe orizzontali e indicano elementi con lo stesso numero di gusci elettronici, mentre i gruppi, o colonne verticali, raggruppano elementi con simili proprietà chimiche. I gruppi sono numerati secondo due sistemi: il sistema CAS, che utilizza numeri romani e lettere A e B, e il sistema IUPAC, che usa numeri arabi da 1 a 18. Gli elementi del blocco s includono i metalli alcalini e alcalino-terrosi, quelli del blocco d sono gli elementi di transizione, e nel blocco p si trovano i calcogeni, gli alogeni e i gas nobili. I lantanidi e gli attinidi sono situati nei periodi del blocco f.

Proprietà Chimiche e Fisiche degli Elementi nella Tavola Periodica

Le proprietà degli elementi nella tavola periodica variano sistematicamente lungo i periodi e i gruppi. La densità generalmente aumenta fino al gruppo IIIA e nei gruppi di transizione. Il raggio atomico si incrementa scendendo nei gruppi e si riduce procedendo da sinistra a destra nei periodi. L'energia di ionizzazione, che è l'energia necessaria per rimuovere un elettrone da un atomo, diminuisce lungo i gruppi e cresce attraverso i periodi. L'affinità elettronica, che indica l'energia liberata o assorbita quando un atomo guadagna un elettrone, è alta negli alogeni e bassa nei gas nobili e negli alcalino-terrosi. L'elettronegatività, che misura la tendenza di un atomo a attrarre elettroni, diminuisce scendendo nei gruppi e aumenta da sinistra a destra nei periodi.

Classificazione degli Elementi: Metalli, Non Metalli e Semimetalli

Gli elementi nella tavola periodica sono classificati come metalli, non metalli e semimetalli in base alle loro proprietà chimiche e fisiche. I metalli sono caratterizzati dalla tendenza a cedere elettroni e formare cationi, mentre i non metalli tendono ad acquistare elettroni e formare anioni. I semimetalli, o metalloidi, esibiscono proprietà fisiche tipiche dei metalli, come la conducibilità, e proprietà chimiche simili ai non metalli, come la capacità di formare composti con caratteristiche acide.

I Legami Chimici e la Regola dell'Ottetto

I legami chimici sono le forze attrattive che si stabiliscono tra gli elettroni del guscio esterno e i nuclei di due o più atomi. I legami primari includono il covalente, l'ionico e il metallico, mentre i legami secondari sono interazioni più deboli. La regola dell'ottetto stabilisce che gli elementi tendono a formare legami per ottenere una configurazione elettronica esterna stabile, simile a quella dei gas nobili, con otto elettroni nel guscio esterno. Ci sono eccezioni a questa regola, come l'elio, l'idrogeno e il litio. Il legame covalente può essere singolo, doppio o triplo, a seconda del numero di coppie di elettroni condivise. Il legame ionico si forma tra atomi con grandi differenze di elettronegatività, mentre il legame metallico si verifica tra cationi metallici e un "mare" di elettroni delocalizzati. La notazione di Lewis è un metodo grafico per rappresentare gli atomi e i legami, particolarmente utile per gli elementi dei blocchi s e p.