Dalla struttura atomica alla nomenclatura chimica: proprietà periodiche

Struttura elettronica e proprietà periodiche

La struttura del sistema periodico

Periodicità delle proprietà degli elementi Sistema periodico e configurazione elettronica degli elementi Dalla configurazione alle proprietà periodiche

Configurazione elettronica esterna

2gruppo IV numero atomico periodo 2 6 12,011 C 2,5 carbonio 1s2,2s2p2 - massa atomica relativa* media pesata degli isotopi dell'elemento configurazione elettronicaConfigurazione elettronica esterna Gli elettroni del guscio più esterno sono chiamati elettroni di valenza. Per ogni elemento la formula che indica quanti elettroni vi sono negli orbitali s e p con il più alto valore di n si chiama configurazione elettronica esterna o di valenza.

Elemento Configurazione elettronica F fluoro 1s2 2s22p5 Cl cloro 1s2 2s22p6 3s23p5 Br bromo 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p5 I iodio 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p64d10 5s25p5

Configurazione elettronica esterna degli elementi

4Configurazione elettronica esterna Gli elementi dello stesso gruppo hanno la stessa configurazione elettronica esterna. La configurazione elettronica esterna di un elemento si ricava dalla sua posizione nel Sistema periodico. Per i gruppi 1 e 2 il numero di elettroni esterni coincide con il numero del gruppo, mentre per i gruppi dal 13 al 18 per ottenere il numero di elettroni di valenza occorre sottrarre 10 al numero del gruppo: elettroni di valenza = numero del gruppo - 10

Configurazione elettronica esterna e gruppi

5Configurazione elettronica esterna H He gruppo l Li Be B CNO F Ne He Periodo 1 1º guscio Na Mg Al Si PS Cl Ar 1 gruppo Il gruppo III gruppo IV gruppo V gruppo VI gruppo VII 2 Be B C N O F Ne Periodo 2 2º guscio 3 4 5 6 7 8 9 10 Mg AL Si P S Cl Ar Periodo 3 3º guscio 11 12 13 14 15 16 17 18 1 elettrone esterno 2 elettroni esterni 3 elettroni esterni 4 elettroni esterni 5 elettroni esterni 6 elettroni esterni 7 elettroni esterni 8 elettroni esterni (escluso He) Elettroni di valenza gruppo VIII .

Configurazione elettronica e proprietà degli elementi

6Configurazione elettronica e proprietà degli elementi Le proprietà chimiche degli elementi non dipendono dal numero totale degli elettroni, ma dalla configurazione elettronica esterna. Le proprietà chimiche degli elementi dello stesso gruppo, aventi la stessa configurazione elettronica esterna, sono simili. Le proprietà degli elementi variano con periodicità lungo un periodo in quanto si ha una variazione periodica della configurazione elettronica esterna degli elementi.

7Il tipo di orbitale più esternamente occupato da uno o più elettroni, condiziona le proprietà chimiche dell'elemento e la sua posizione nella tabella S p He Li Be BCNOF Al Si P S CI Ar K Ca EO E S Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Mo Tc RU Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba La Ta W Re Os Pt AU TI Pb BI Po At Rn Fr Ra Ac Ce Pr Nd PmSm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Th Pa U No Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Aumento dell'energia degli elettroni negli orbitali 6d- 1 5/ 7s 60 --- 5d 1 4f - 65 5p - 4d- 5s- 4p- - 30 4s- 3p 38- f 20 2s- 1s- H Ne Na MgS p He H Li Be BCNO F Ne 3 K Ca SC TI Ga Ge As Se Br Kr Rb Y R Mo TC RL RhPd Ag Co In Sn Sb Te I xe Cs Ba La I W Re Os 5 ALI Ha TI Pb B Po At Rn Ra AC Ce Pr Nd Pmsm Eu Gd Tb Dy Ho Er |Tm Yb Lu Th Pa U Np Pu Am Cm Bk |Of ECEmlM/ Noll 17 12 Mg CI -f - f d d -p 10Op d d 5 Pp p S 5 p p 5 1s22s22p63s23ps 1 2 3 4 1 2 3 4 PERIODO in comune elettroni su orbitali col numero quantico principale più alto Al Si P |S/ CI a f I - 1 - 1 5 1s22s22p63s2S VIA H He LI Be d BONOF Ne AI Si P S CI Ar K Ca Ga Ge As/ S Br Kr Rb Sr Co In Sn Sp |TE Xe Cs Ba 5 TI Pb BiPo At Rn Fr Ra Ac f Ce Pr Nd Pmism Eu Gd Tb Dy Ho Er |Tm Yb Lu Th Pa U Np Pu Am Cm Bk cf EFEml 8 O === f f I - d d d 5 Pp P 5 p p 5 1s22s 2P4 5 1s22s22p63s23p64s23d10+P4 1 2 3 4 1 2 3 4 Gruppo: identica configurazione elettronica più esterna 34 Se p 1 - 5 5 Na Mg EAlcune proprietà degli elementi mostrano variazioni graduali procedendo attraverso un periodo o un gruppo configurazione elettronica Raggio atomico carica nucleare efficace dimensioni atomiche energia di prima ionizzazione affinità elettronica raggio ionico ElettronegativitàPeriodicità delle proprietà degli elementi La legge periodica afferma che: Le proprietà degli elementi chimici variano in modo periodico in funzione del numero atomico

Sistema periodico e configurazione elettronica degli elementi

Sistema periodico: blocco orbitali s

12Sistema periodico e configurazione elettronica degli elementi Il Sistema periodico è diviso in quattro blocchi: il blocco degli orbitali s,

GRUPPO (numerazione IUPAC) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 - - GRUPPO (numerazione tradizionale) = IV V VI VII VIII (n-1)d ORBITALI np CONFIGURAZIONE ELETTRONICA ESTERNA s2p1 s2p2 S2p3 s2p4 s2p5 s2p6 Stato fisico a condizioni normali (0 ℃; 1,013 bar) He 18 n 1 H Liquido 3 4 Aeriforme 2 Li Be B C N 0 F 10 Ne 2s 2p 13 AI Si P S CI Ar 38 3p PERIODO 19 21 22 23 28 27 28 Ni 29 Cu 30 Zn 31 32 33 34 95 98 4 K Ca Sc Ti V Cr Fe Co 9 Pd 47 Ag 48 Cd 49 50 51 52 53 54 Xe 5s (4d) 5p 55 56 57 6/72 74 75 76 77 78 B1 82 83 84 B5 B6 Rn 68 (41) (5d) 6p 7 Fr Ra Ac 104 Rf 105 Db 106 Sg 107 Bh 108 Hs 109 Mt 110 Ds 111 Rg 112 Cn 113 Uut 114 Fi 115 Uup 116 Lv 117 Uus 118 Uuo 7s (51) (6d) 58 Ce 59 Pr 60 Nd 81 Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm 70 Yb 71 Lu 90 Th 91 92 U 93 Np 94 Pu 95 Am 98 Cm Bk Cf Es 100 Fm 101 Md 102 No 103 Lr Orbitali che si riempiono nel periodo Cs Ba La Hf W Re Os Ir Pt 79 Au Hg TI Pb Bi Po At 87 88 30 Sr 35 Y 40 41 43 44 45 Ru Rh In Sn Sb Te I Kr 4s (3d) 4p 5 Rb Zr Nb 12 Mo Tc Elementi preparati artificialmente 12 14 15 16 17 18 3 = Na Mg ELEMENTI DI TRANSIZIONE Ga Ge As Se Br 7 68 87 68 82 83 64 97 99 Pa

Sistema periodico: blocco orbitali p

13Sistema periodico e configurazione elettronica degli elementi Il Sistema periodico è diviso in quattro blocchi: il blocco degli orbitali p,

GRUPPO (numerazione MUPAC) 1 2 3 4 6 ? 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 = GRUPPO (numerazione tradizionale) = IV V VI VII VIII (0-1)d ORBITALI 00 CONFIGURAZIONE ELETTRONICA ESTERNA $201 5202 $2p5 ] seps Stato fisico a condizioni normali (0 °C: 1,013 bar) He 18 n H Liquido 7 10 B C N 0 F Ne 13 14 15 16 17 18 AI Si P S CI Ar PERIODO 4 K Ca Sc Ti V Cr Fe Co 28 Ni 20 Cu 30 Zn 91 92 33 34 Ga Ge As Se Br Kr 48 (3d) 40 5 Rb St Zr Nb Mo Te Ru Rh Pd 47 Ag Cd In Sn Te 1 Xe 55 57 @/72 79 74 77 78 81 82 83 B5 68 (41) (Sd) 6p 7 Fr Ra Ac 104 Rf 105 Db 06 Sg 107 Bh 108 Hs 509 Mt 150 Ds 115 Rg 112 Cn Uut 114 Fi 115 Uup Lv H17 Uus Uuo 71 Lu 90 Th 91 Pa U 93 Np Pu 95 Am 86 Cm Bk Cf 89 Es 100 Fm 101 Md 102 No 103 Lr Orbitali che si riempiono nel periodo $8 Ce 50 Nd 81 Pm Sm Eu Gd Th Dy Ho Er Tm Yb Rn 113 116 118 7's (51) (80) 8 84 98 87 TI Pb Bi Po At Cs La Hf Ta W Re 0s Ir Pt 79 Au 89 Hg 00 52 53 38 30 3 11 Na 12 Mg ELEMENTI DI TRANSIZIONE 2 22 23 26 25 Mn 43 44 46 37 38 Y 11 Aeriforme 25 2p 2 Li Be Elementi preparati artificialmente 2 3 20 5s (4d) 5p 51 Sb 95 Ba 98 97

Sistema periodico: blocco elementi di transizione

14Sistema periodico e configurazione elettronica degli elementi Il Sistema periodico è diviso in quattro blocchi: il blocco degli elementi di transizione,

GRUPPO (numerazione MUAPAC) 1 2 3 4 5 6 7| 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 = GRUPPO (numerazione tradizionale) = IV V VI VII VIII (0-1)d ORBITALI 00 CONFIGURAZIONE ELETTRONICA ESTERNA s201 5202 5204 $2p5 | seps Stato fisico a condizioni normali (0 °C: 1,013 bar) He 18 J H Liquido 2 Li Be B e N 0 F 10 Ne 25 2p 1.4 15 AI Si P 16 S CI Ar 32 33 31 35 38 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Zn Ga Ge As Se Kr 48 (3d) 4p 37 35 40 41 12 44 45 Rh Pd Ag Cd In Sn Sh Te - Xe 5s (4d) 5p 55 57 72 73 74 75 76 77 78 81 82 83 84 Po At Rn 68 (41) (Sd) 6p 7 Fr Ra Ac Db Sg Bh Hs Mt Os Rg Cn Uut 114 Fi 115 Uup 116 Lv $17 Uus 518 Uuo 7's (51) (60) 58 Ce 50 Pr 8 Nd 81 Pm 62 Sm Eu Gd Th Dy Ho Er Tm 8 Yh LU 90 Th 91 Pa U 93 Np Pu 95 Am Cm 97 Bk 98 Cf 89 Es 100 Fm 10 Md 102 No 103 Lr Orbitali che si riempiono nel periodo AD Cs La Hf Ta W Re Os Ir Pt 79 Au BO Hg TI Pb Bi 52 53 5 Rb S Y Zr Nb Mo Tc Ru 5 7 8 20 21 22 29 25 28 27 20 Cu 30 3 PERIODO 51 12 3 Na Mg ELEMENTI DI TRANSIZIONE 13 17 18 38 30 50 51 95 Ba 104 Rf 106 112 $13 84 87 71 15 2 Aeriforme Elementi preparati artificialmente

Sistema periodico: blocco orbitali f

15Sistema periodico e configurazione elettronica degli elementi Il Sistema periodico è diviso in quattro blocchi: il blocco degli orbitali f.

GRUPPO (numerazione IUPAC) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 - = GRUPPO (numerazione tradizionale) IV V VI VII VIII (n-1)d ORBITALI np g2 CONFIGURAZIONE ELETTRONICA ESTERNA s2p1 sap2 S203 S2p4 S2p5 s2p6 Stato fisico a condizioni normali (0 °C; 1,013 bar) He 18 n 1 H Liquido 5 7 8 0 10 Ne 28 2p 2 Li Be Elementi preparati artificialmente 14 15 18 17 18 Ar 3s 3p PERIODO 4 K Sc Ti V Cr Fe Co 28 Ni 29 Cu 30 Zn 31 32 33 34 35 36 Kr 48 (3d) 4p 5 Rb 38 Sr 39 Y 40 41 42 43 44 45 46 Pd 47 Ag 48 Cd GO Sn Sh Te I 54 Xe 56 (4d) 5p 55 56 57 73 74 75 76 77 78 B1 83 84 B5 86 Rn 68 (41) (5d) 6p 7 Fr 88 Ra Ac 104 Rf 105 Db 106 Sg 107 Bh 100 Hs 109 Mt 110 Ds = Rg 112 Cn 113 Uut 14 Fi 115 Uup 116 Lv 117 Uus 118 Uuo 7s (51) (6d) 58 Ce 59 8 81 62 83 64 87 68 71 Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm 70 Yb Lu 90 91 02 93 Np Pu Am Bk Cf Es 100 Fm 10 Md 102 No Lr Orbitali che si riempiono nel periodo 6 Cs Ba La Ta W Re Os Ir Pt 79 Au BO Hg TI 82 Pb Bi Po At 87 21 22 23 26 27 Ga Ge As Se BI 37 49 52 53 Zr Nb Mo Tc Ru Rh B C N 0 F 3 11 Na 12 Mg ELEMENTI DI TRANSIZIONE 13 AI SI P S CI شا 4 Aeriforme 2 1 16 1003 Th Pa U 95 98 Cm 97 In · 72 Hf 20 Ca 25 Mn

Orbitali e numero quantico principale

Sistema periodico e configurazione elettronica degli elementi In corrispondenza di ogni valore del numero quantico principale si trovano gli orbitali s e p con quel valore di n.

GRUPPO (numerazione KUPAC) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 = GRUPPO (numerazione tradizionale) = IV V VI VII VIII ns (n-1)d ORBITALI np St CONFIGURAZIONE ELETTRONICA ESTERNA $2p1 82p2 $2p3 52p4 52p5 5206 Stato fisico a condizioni normali (0 ℃; 1,013 bar) He 1s C 1 H Liquido 7 L 10 B C N 0 F Ne 13 14 15 18 P S 17 CI Ar PERIODO 20 21 22 23 24 25 2G 27 30 31 32 33 34 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni 23 Cu Zn Ga Ge As Se Br 4s (3d) 4p 37 30 35 40 41 42 43 44 45 Rh 4€ Pd 47 Ag Cd In Sn Sb Te 1 Xe 55 56 57 73 74 75 76 77 78 B1 82 83 84 BS 6 Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Hg TI Pb Bi Po At BE Rn Be (41) (5d) &p Orbitali che si riempiono nel periodo 58 Ce 50 8 61 62 83 64 65 67 68 Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm 70 Yb Lu Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es 100 Fm 101 Md 102 No Lr 110 112 116 118 Fr 88 Ra 89 Ac 104 Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn 113 Uut 114 Fİ Uup Lv Uus Uuo 7s (51) (6d) 71 91 92 95 SH 100 2× 2p 2 Li Be Elementi preparati artificialmente = 12 3 Na Mg ELEMENTI DI TRANSIZIONE 3s 2p 8 Kr 49 GO 5 52 53 5 Rb S Y Zr Nb Mo Tc Ru 56 (4d) 5p 105 100 107 17 4 Aeriforme AI Si 79 Au