VERSO IL SISTEMA PERIODICO, LA MODERNA TAVOLA PERIODICA, LE CONSEGUENZE DELLA STRUTTURA A STRATI DELL'ATOMO

VERSO IL SISTEMA PERIODICO

Per quanto riguarda la tavola periodica sono passati 60 anni tra le prime ipotesi di Dal ton e l'opera del chimico russo Mendelew che la scrisse per intera tralasciando solo i gas nobili.

Questo schema notevole aveva due caratteristiche che colpi gli scienziati:

-leggendo lo schema per colonne si notava che gli elementi avevano proprietà chimiche comuni

-lungo le righe apparivano degli spazi vuoti

LA MODERNA TAVOLA PERIODICA

Nei primi decenni del secolo si è giunti alla spiegazione della disposizione degli elementi sulla tavola periodica.

-il posto occupato da ciascun elemento è stabilito dal numero atomico(numero protoni)

-il numero e la disposizione degli elettroni sul livello più esterno simile per gli elementi dello stesso gruppo determina la somiglianza delle proprietà chimiche e fisiche degli elementi di un gruppo.

-la periodicità è dovuta alla struttura elettronica più esterna degli elementi.

-gli elettroni più esterni sono chiamati elettroni di valenza.

Sottolineiamo 6 punti per spiegare la tavola periodica moderna e completare il quadro di Mendelew:

-il posto di ciascun elemento dipende dal numero atomico e non dalla massa atomica

-gli elementi in tutto sono 118 ma 113, 115 e 117 sono soltanto ipotetici

-le righe orizzontali formano 7 periodi e crescendo da 1 a 7 cresce il livello principale di energia sul quale è possibile trovare elettron9i di valenza

-le colonne verticali formano i gruppi

-tra il II e il III gruppo vi sono numerosissimi elementi di transizione

-in fondo alla tavola periodica vi sono 2 file di 14 elementi che formano le 2 serie di lantanidi e attinidi.

LE CONSEGUENZE DELLA STRUTTURA A STRATI DELL'ATOMO

-gli elementi che hanno lo stesso numero di elettroni nello strato più esterno hanno proprietà chimiche simili e fanno parte dello stesso gruppo.

-lo strato di valenza è quello più esterno (come i metalli alcalini che hanno un solo elettrone ionizzabile nello strato più esterno) e determina il comportamento chimico di un elemento.

LE PROPRIETA PERIODICHE

Ci sono alcune proprietà dell'atomo che variano periodicamente e sono le seguenti.

RAGGIO E VOLUME ATOMICO

-Il raggio atomico e il volume atomico aumentano discendendo lungo un gruppo e diminuiscono e diminuiscono procedendo da sinistra verso destra lungo un periodo

Il volume di un atomo è dato dal numero di orbitali che sono occupati dagli elettroni ed il raggio anche se approssimativamente può essere calcolato partendo dal nucleo fino all'ultimo orbitale di livello energetico più alto che sta più all'esterno.

ENERGIA DI IONIZZAZIONE E IL SISTEMA PERIODICO

Se si fornisce energia ad un atomo i suoi elettroni possono effettuare salti quantici da un livello energetico all'altro ed essere addirittura espulsi.

-l'energia necessaria per strappare un elettrone dall'atomo si chiama energia di ionizzazione.

-procedendo da sinistra verso destra lungo un periodo l'energia di ionizzazione aumenta; procedendo dall'alto verso il basso in un gruppo diminuisce.

AFFINITA ELETTRONICA

-l'affinità elettronica è l'energia che si libera quando l'atomo in fase gassosa cattura un elettrone.

L'ELETTRONEGATIVITA

L'elettronegatività di un elemento misura la sua tendenza ad attirare elettroni.

METALLI, NON METALLI E SEMIMETALLI

I metalli sono più di 80 e rappresentano la parte sinistra del sistema periodico, sono malleabili duttili e buoni conduttori di calore ed elettricità tranne eccezioni come il bismuto, magnese e antimonio che sono duri e friabili. Solo il mercurio è liquido mentre gli altri hanno punti di fusione da 30°C a 3410°C come il tungsteno elemento con cui si fabbricano i filamenti delle lampadine.

Le loro proprietà chimiche dipendono dalla loro tendenza a perdere elettroni mentre quelle fisiche dal singolare legame chimico che si può formare tra loro.

Poi vi sono i metalli di transizione come i lantanidi che sono abbastanza rari e gli attinidi di origine artificiale, radioattivi e instabili.

I non metalli occupano la parte destra in alto e sono appena 12, ed in particolare il fluoro, l'ossigeno e il cloro hanno particolare affinità elettronica cioè prendere elettroni.

I semimetalli hanno caratteristiche intermedie tra metalli e non metalli ed il loro numero è incerto.

Essi entrano a far parte di importanti oggetti come i transistore e i circuiti integrati.

GLI ELEMENTI DELLA VITA

Di questi 108 elementi9 della tavola periodica 26 o 39 sono essenziali per la vita in particolare 10 che occupano il 99% della biosfera.

Ad esempio la mancanza di vanadio silicio e stagno può portare al ritardo dello sviluppo.