La tavola periodica degli elementi
Mappa concettuale
La tavola periodica degli elementi rappresenta un pilastro fondamentale della chimica, mostrando la relazione tra peso atomico e proprietà chimiche. Con l'introduzione del numero atomico, la tavola periodica ha guadagnato in precisione, permettendo di raggruppare gli elementi in base a configurazioni elettroniche simili e di prevedere il comportamento chimico e fisico. La classificazione degli elementi in metalli, non metalli e semimetalli, insieme alla comprensione dei legami chimici, fornisce una base per lo studio delle reazioni e delle strutture molecolari.
Riassunto
Schema
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.
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Storia della tavola periodica
Dmitrij Mendeleev
Dmitrij Mendeleev è stato il chimico russo che ha dato inizio al processo evolutivo della tavola periodica degli elementi nel 1869
Classificazione degli elementi
Peso atomico
Mendeleev ha classificato gli elementi in base al loro peso atomico, intuendo che le proprietà chimiche e fisiche si ripetevano periodicamente al variare di tale parametro
Numero atomico
Con la scoperta del protone e del concetto di numero atomico, si sono corrette alcune incongruenze nella tavola di Mendeleev, che è stata poi organizzata in base al numero atomico
Periodicità delle proprietà degli elementi
La tavola periodica è stata chiamata così perché le proprietà degli elementi si ripetono periodicamente lungo i periodi e i gruppi
Struttura della tavola periodica
Blocchi e gruppi
La tavola periodica è divisa in blocchi e gruppi che riflettono la configurazione elettronica degli elementi
Periodi e gruppi
Periodi
I periodi corrispondono alle righe orizzontali e indicano elementi con lo stesso numero di gusci elettronici
Gruppi
I gruppi, o colonne verticali, raggruppano elementi con simili proprietà chimiche
Sistemi di numerazione
Sistema CAS
Il sistema CAS utilizza numeri romani e lettere A e B per numerare i gruppi della tavola periodica
Sistema IUPAC
Il sistema IUPAC utilizza numeri arabi da 1 a 18 per numerare i gruppi della tavola periodica
Proprietà degli elementi nella tavola periodica
Variazioni sistematiche
Le proprietà degli elementi nella tavola periodica variano sistematicamente lungo i periodi e i gruppi
Densità, raggio atomico, energia di ionizzazione, affinità elettronica ed elettronegatività
Densità
La densità degli elementi aumenta generalmente fino al gruppo IIIA e nei gruppi di transizione
Raggio atomico
Il raggio atomico si incrementa scendendo nei gruppi e si riduce procedendo da sinistra a destra nei periodi
Energia di ionizzazione
L'energia di ionizzazione diminuisce lungo i gruppi e cresce attraverso i periodi
Affinità elettronica
L'affinità elettronica è alta negli alogeni e bassa nei gas nobili e negli alcalino-terrosi
Elettronegatività
L'elettronegatività 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
Proprietà dei metalli, dei non metalli e dei semimetalli
Metalli
I metalli tendono a cedere elettroni e formare cationi
Non metalli
I non metalli tendono ad acquistare elettroni e formare anioni
Semimetalli
I semimetalli, o metalloidi, esibiscono proprietà fisiche tipiche dei metalli e proprietà chimiche simili ai non metalli
Legami chimici
Definizione di legame chimico
I legami chimici sono le forze attrattive che si stabiliscono tra gli elettroni del guscio esterno e i nuclei di due o più atomi
Tipi di legami
Legami primari
I legami primari includono il covalente, l'ionico e il metallico
Legami secondari
I legami secondari sono interazioni più deboli
Regola dell'ottetto
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
Eccezioni alla regola dell'ottetto
Ci sono eccezioni alla regola dell'ottetto, come l'elio, l'idrogeno e il litio
Tipi di legami covalenti
Il legame covalente può essere singolo, doppio o triplo, a seconda del numero di coppie di elettroni condivise
Tipi di legami ionici e metallici
Legame ionico
Il legame ionico si forma tra atomi con grandi differenze di elettronegatività
Legame metallico
Il legame metallico si verifica tra cationi metallici e un "mare" di elettroni delocalizzati
Notazione di Lewis
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
La tavola periodica degli elementi
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00
Numero elementi tavola Mendeleev
La tavola originale di Mendeleev comprendeva 63 elementi.
01
Criterio ordinamento moderno tavola periodica
La tavola periodica moderna è ordinata secondo il numero atomico degli elementi.
02
Significato 'periodicità' in chimica
La 'periodicità' si riferisce alla ripetizione delle proprietà chimiche e fisiche degli elementi al variare del numero atomico.
