Nella tavola periodica vi sono proprietà periodiche che variano o da sinistra verso destra all’interno dei periodi o dall’alto verso il basso all’interno dei gruppi. Le proprietà che variano sono fisiche come la densità e il raggio atomico e chimiche come energia di ionizzazione, affinità elettronica, elettronegatività.
La densità
La densità è il rapporto tra la massa e il volume.
Osservando tale proprietà all’interno della tavola periodica si nota come :
- lungo un periodo prima aumenta (nei gruppi A fino al III e nei gruppi B fino all’VIII;
- lungo un gruppo aumentano con l’aumentare del numero atomico.
Il raggio atomico
Il raggio atomico è la metà della distanza minima di avvicinamento fra due atomi dello stesso elemento. Tale raggio è espresso in amstrong.
Il raggio atomico diminuisce lungo un periodo da sinistra a destra e aumenta scendendo lungo un gruppo.
Esso diminuisce in un periodo perchè visto il numero atomico aumenta e quindi aumentano il numero di elettroni che occupano orbitali dello stesso livello energetico quindi la maggiore carica nucleare attrae con maggior forza gli elettroni al nucleo riducendo il raggio atomico lungo il periodo.
Invece, scendendo lungo un gruppo gli elettroni occupano posizioni sempre più distanti dal nucleo, di conseguenza il raggio atomico aumenta.
L’energia di ionizzazione
L’energia di prima ionizzazione è la minima quantità di energia che si deve fornire ad un atomo neutro per allontanare da esso un elettrone del livello energetico più esterno.
Ovviamente allontanando un elettrone da un atomo, la carica nucleare aumenta di uno e quindi esso si trasforma in uno ione positivo chiamato anche catione.
L’energia di prima ionizzazione si misura in KJ\mol l’equazione chimica generale per rappresentare quando viene allontanato un elettrone è:
X + energia di ionizzazione →
Una volta fatto allontanare il primo elettrone fornendo altra energia detta energia di seconda ionizzazione si può allontanare anche il secondo elettrone. Ovviamente l’energia dei seconda ionizzazione è più alta della prima perchè avendo già allontanato un elettrone ha comportato un aumento della carica nucleare e una diminuzione del raggio e quindi una maggiore attrazione elettrone nucleo.
L’energia di ionizzazione appositamente misurata con apparecchiature adatte si nota che aumenta lungo il periodo perchè diminuendo il raggio atomico aumenta la forza di attrazione del nucleo sull’elettrone più esterno e quindi ci vuole più energia per allontanarlo.
L’energia di ionizzazione diminuisce scendendo per un gruppo perchè aumenta il raggio atomico e quindi la distanza nucleo elettrone e quindi ci vorrà meno energia per allontanare l’elettrone esterno.
L’affinità elettronica
L’affinità elettronica è l’energia(sotto forma di calore) che si libera quando l’atomo di un elemento in fase gassosa cattura un elettrone.
Essa come l’energia di ionizzazione si determina con strumenti specifici e si misura in KJ\mol.
Quando un atomo cattura un elettrone esso può liberare energia e si chiama processo esotermico oppure la può assorbire e si chiama processo endotermico,
Tale affinità è più grande tanto maggiore è la tendenza dell’elemento a formare ioni negativi.
Il suo andamento è simile a quello dell’energia di ionizzazione, cioè aumenta lungo il periodo e diminuisce lungo un gruppo. In genere è massima per gli elementi in alto a destra della tavola periodica (ossigeno, zolfo, fluoro, cloro, bromo, iodio).
Gli elementi con minore affinità elettronica si trovano nei gruppi II, V e VIII.
Gli elettroni che possono accettare due elettroni sono quelli del gruppo VI A.
L’elettronegatività
L’elettronegatività è la tendenza di un atomo che interagisce con un altro ad attrarre a sè gli elettroni di legame (di valenza)
Tale grandezza aumenta da sinistra verso destra lungo un periodo e diminuisce scendendo lungo un gruppo.
Aumenta lungo un periodo perchè diminuendo il raggio atomico e quindi aumenta la forza con cui il nucleo attira a sè l’elettrone esterno e quindi aumenta l’elettronegatività dell’atomo.
Scendendo lungo il gruppo aumenta il raggio atomico e quindi diminuisce la forza di attrazione tra il nucleo e l’elettrone esterno e quindi diminuisce l’elettronegatività dell’atomo.
Gli elementi con minore elettronegatività si trovano in basso a sinistra e sono gli elementi alcalini e alcalino terrosi, invece quelli con maggiore elettronegatività si trovano in alto a destra e sono i calcogeni e gli alogeni.
L’elemento più elettronegativo è il fluoro, seguito dall’ossigeno, dal cloro, dall’azoto, dal carbonio e dallo zolfo .
Programma di chimica
