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I primi 20 elementiIII IV V VI VII VIII

I II

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 181 2Gruppo

Periodo

13 Al

14 Si

15 P

16 S 17 Cl 18

Ar11 Na

12 Mg

19 K

20 Ca

3

Li4

Be

5 B

6 C

7 N

8 O

9 F

10 Ne

1 H

2 He

1

2

3

4

2

1H, 2He, 3Li, 4Be, 5B, 6C, 7N, 8O, 9F, 10Ne,

11Na, 12Mg, 13Al, 14Si, 15P, 16S, 17Cl, 18Ar, 19K, 20Ca,

Tavola periodica completaIII IV V VI VII VIII

I II

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 181 2Gruppo

Periodo

13 Al

14 Si

15 P

16 S 17 Cl 18

Ar11 Na

12 Mg

21 Sc

22

Ti23 V 24 Cr 25

Mn26 Fe

27 Co 28 Ni 29

Cu30

Zn31

Ga32

Ge33

As34

Se35 Br

36 Kr

19 K

20 Ca

3

Li4

Be

5 B

6 C

7 N

8 O

9 F

10 Ne

1 H

2 He

1

2

3

4

39 Y

40

Zr41

Nb42

Mo43 Tc

44 Ru

45 Rh

46 Pd

47 Ag

48 Cd

49 In

50 Sn

51 Sb

52 Te

53 I

54 Xe

37 Rb 38 Sr5

57 La

72

Hf73 Ta

74 W

75 Re

76 Os

77 Ir 78 Pt 79

Au80 Hg

81 Tl

82 Pb 83 Bi 84

Po 85 At 86 Rn

55 Cs

56 Ba

6

90 Th 91 Pa

92 U

93 Np

94 Pu

95 Am

96 Cm

97 Bk

98 Cf

99 Es

100 Fm

101 Md

102 No

103

Lr

89 Ac

104

Rf105 Db

106 Sg

107 Bh

108 Hs

109 Mt

110 Ds

111 Rg

112 Cn 113 114 115 116 117 11887 Fr 88

Ra7

Lantanidi

Attinidi

gassoso alle STP

liquido alle STP

solido alle STP

58

Ce 59 Pr 60 Nd

61 Pm

62

Sm63

Eu64

Gd65

Tb66 Dy

67 Ho 68 Er 69

Tm70

Yb71 La

3

I gruppi I-VIII e i metalli di transizione

III IV V VI VII VIIII II

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 181 2Gruppo

Periodo

1

2

3

4

5

6

13 Al

31 Ga

5 B

49 In

81 Tl

113

14 Si

32 Ge

6 C

50 Sn

82 Pb

114

11 Na

19 K

3

Li

1 H

37 Rb

55 Cs

87 Fr

12 Mg

20 Ca

4 Be

38 Sr

56 Ba

88 Ra

7

Lantanidi

Attinidi

Metalli di transizione

58

Ce 59 Pr 60 Nd

61 Pm

62

Sm63

Eu64

Gd65

Tb66 Dy

67 Ho 68 Er 69

Tm70

Yb71 La

90 Th 91 Pa

92 U

93 Np

94 Pu

95 Am

96 Cm

97 Bk

98 Cf

99 Es

100 Fm

101 Md

102 No

103

Lr 4

I blocchi s, p, d, fIII IV V VI VII VIII

I II

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 181 2Gruppo

Periodo

1

2

3

4

5

6

2 He

7

blocco f

blocco d

58

Ce 59 Pr 60 Nd

61 Pm

62

Sm63

Eu64

Gd65

Tb66 Dy

67 Ho 68 Er 69

Tm70

Yb71 La

90 Th 91 Pa

92 U

93 Np

94 Pu

95 Am

96 Cm

97 Bk

98 Cf

99 Es

100 Fm

101 Md

102 No

103

Lr

blocco s

blocco p

5

Ordine di riempimento degli orbitali

1s1s

4f

5f

3s

2s 2p

3p

4p

5p

6p

7p

4s

5s

6s

7s

1s2s2p3s3p 4s3d 4p5s 4d5p 6s 4f5d 6p 7s5f 6d 7p

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Configurazioni di Lewis

7

Proprietà periodicheVariano con regolarità lungo i periodi e lungo i gruppi in base alla

variazione periodica della configurazione elettronica:

Raggio atomico

Energia di (prima) ionizzazione

Affinità elettronica

Elettronegatività

Possono aumentare o diminuire lungo un gruppo, dall’alto in basso

Possono aumentare o diminuire lungo un periodo, da sinistra a destra (il contrario da destra a sinistra)

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Raggio atomico e raggio ionico

Il r. atomico è la metà della distanza minima di avvicinamento tra due atomi dello stesso elemento.

Aumenta lungo un gruppo (altobasso),

diminuisce lungo un periodo (sinistradestra).

Gli anioni hanno raggio maggiore dei corrispondenti atomi neutri.

I cationi hanno raggio minore dei corrispondenti atomi neutri.

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Energia di prima ionizzazione

Si misura in kJ/mol ed è l’energia necessaria per rimuovere un elettrone da un atomo isolato (neutro)diminuisce lungo un gruppo (altobasso)aumenta lungo un periodo (snds).Esempio per il sodio (Ei=880 kJ/mol)Na(g) + Ei Na+

(g) + e-

Le energie di seconda, terza ionizzazione ecc. hanno valori progressivamente crescenti perché è energeticamente più dispendioso strappare un elettrone da un catione che non da un atomo neutro.

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Affinità elettronicaEnergia che si libera quando un atomo in fase gassosa

cattura un elettrone e si trasforma in anione

Si comporta come l’energia di prima ionizzazione:

diminuisce lungo un gruppo (altobasso)

diminuisce dssnEsempio per il cloro (Ae=350 kJ/mol)Cl(g) + e- Cl-

(g) + Ae

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Elettronegativitàmisura la tendenza dell’elemento ad attrarre gli elettroni di legame da un altro elemento.diminuisce lungo un gruppo (altobasso)diminuisce dssnNella tabella sono riportati i valori secondo Pauling arrotondati. L’elemento più elettronegativo è F (fluoro), seguito da O, N, Cl ecc.

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Differenza di elettronegatività ΔeIl calcolo si esegue tra i valori secondo Pauling degli elementi che si legano.

Col variare del Δe varia la percentuale di polarità del legame,Es: Δe = 0,3 2% polarità; Δe = 1,5 48% polarità, Δe = 2,9 88% polaritàIl valore di Δe = 1,9 (per alcuni autori 1,7) è considerato il valore limite per al disopra del quale il legame diventa ionico 60% polarità.Con Δe < 1,7 il legame è covalente. Esso può essere:Puro o omopolare – se sono legati 2 atomi identici, es H-H nell’H2 Δe = 0 Eteropolare – se sono legati 2 atomi differenti, es Na- Cl nel NaCl

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Energia di legameSe due atomi isolati si legano si libera un’energia detta di legame. La stessa energia è necessaria per rompere i legami.Si misura in kJ/mol e indica l’energia da fornire a una mol di sostanza per rompere il legame che unisce i suoi atomi.:H2 = 436 (legame singolo: covalente apolareHCl = 430 kJ/mol (legame singolo: covalente polare)O2 = 496 (legame doppio)N2 = 944 (legame triplo)

In alcuni composti il legame è molto forte ed è difficile spezzarlo: CO = 1034 infatti il CO (monossido di carbonio) è una molecola molto stabile e la sua tossicità per l’uomo dipende anche da questo.

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VSEPR: geometria e angoli di legame

molecola bp lp tipo angolo geometriaelettronica

geometriamolecolare

altre molecole

CH4 4 0 AX4 109,5° tetraedrica tetraedr. SiH4, CF4, CCl4

NH3 3 1 AX3E 107,3° tetraedrica piramidale NF3

H2O 2 2 AX2E2 104,5° tetraedrica angolare, piegata

HF 1 3 AXE3 104,5° tetraedrica lineare HCl, HBr, HI15

La forma delle molecole dipende dalle coppie di legame (bp, bond pair) e quelle di non legame (lp, lone pair) del guscio di valenza, tuttavia la repulsione esercitata dalle c. di non legame è maggiore rispetto alle bp, infatti l’ordine di repulsione elettronica è:lp/lp > lp/bp > bp/bp, inoltre le lp occupano più spazio.La geometria elettronica è determinata dalle regioni di alta d.e. intorno all’atomo o atomi centrali.La geometria molecolare è determinata dalla disposizione degli atomi intorno all’atomo o gli atomi centrali

Lunghezza di legame: angolo compreso tra i nuclei atomici. Aumenta al crescere del raggio atomico e al ridursi della forza di legame

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Legame σ distribuzione elettronica concentrata lungo l’asse di legame e disposta in modo simmetrico intorno a essoLegame distribuzione concentrata in due zone situate da parti opposte rispetto all’asse di legame e non è disposta simmetricamente intorno a essoOrbitali ibridi funzioni matematiche derivanti dalla somma algebrica di un certo numero di orbitali atomici aventi energia simile.

Orbitale ibrido

Geometria e angoli di legame legami α legami π

sp lineare– 180° 2 2

sp2 trigonale - 120° 3 1

sp3 tetraedrico – 109,5° 4 0

VSEPR: geometria molecolare e angoli di legame

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H2O: 104,5°

Angolo di legame: è formato dagli assi dei nuclei degli atomi che si legano.I legami covalenti doppi e tripli valgono come un legame singolo ai fini della geometria molecolare

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Esempi di molecole e relative geometrie

orbitali

geometria esempi

sp Lineare CO2, BeCl2,

sp2 Trigonale planare BF3, SO2, CO3--, CH2CH2

sp3 Tetraedro CH4, SiF4

sp3 Piegata o angolare

NH3, H2O

sp2d Planare quadrata PdCl4--, Ni(CN)4--

sp3d Trigonale bipiramidale

PdCl4--, Ni(CN)4--

sp3d2 Ottaedro Ni(NH3)6++, IF5, SF6

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Coppie elettroniche di legame e di non legame

20

Tipologie di legame

21

dativo: tra donatore e accettore di elettroni

Composti di coordinazione: un metallo o suo ione viene circondato da atomi donatori di elettroni.

metallico: attrazione fra gli ioni metallici positivi e gli elettroni mobili che li circondano.