La tavola periodica
ns 1 ns 2 ns 2 np 1 ns 2 np 2 ns 2 np 3 ns 2 np 4 ns 2 np 5 ns 2 np 6 d 1 d 5 d 10 4f 5f
Configurazione elettronica di cationi ed anioni
Na [Ne]3s1 Na+ [Ne]
Ca [Ar]4s2 Ca2+ [Ar]
Al [Ne]3s23p1 Al3+ [Ne]
Gli atomi perdono elettroni così il catione ha una
configurazione elettronica esterna di gas nobile.
H 1s1 H- 1s2 or [He]
F 1s22s22p5 F- 1s22s22p6 or [Ne]
O 1s22s22p4 O2- 1s22s22p6 or [Ne]
N 1s22s22p3 N3- 1s22s22p6 or [Ne]
Gli atomi acquistano elettroni in modo che l’anione abbia una configurazione
elettronica esterna di gas nobile.
+1 +2 +3 -3 -2 -1
Na+: [Ne] Al3+: [Ne] F-: 1s22s22p6 o [Ne]
O2-: 1s22s22p6 o [Ne] N3-: 1s22s22p6 o [Ne]
Na+, Al3+, F-, O2-, e N3- sono tutti isoelettronici con Ne
Quale atomo neutro è isoelettronico con H- ?
Configurazione elettronica dei cationi dei metalli di
transizione
Quando un catione è formato da un atomo di un metallo di transizione, gli elettroni sono sempre rimossi prima dagli orbitali ns e poi dagli orbitali (n – 1)d.
Fe: [Ar]4s23d6
Fe2+: [Ar]4s03d6 o [Ar]3d6
Fe3+: [Ar]4s03d5 o [Ar]3d5
Mn: [Ar]4s23d5
Carica Nucleare Effettiva (Zeff) è la “carica positiva” effettivamente sentita da un elettrone.
Na Mg Al Si 11 12 13 14 10 10 10 10 1 2 3 4 186 160 143 132 Zeff e– interni Z Raggio (pm)
Zeff = Z - σ 0 < σ < Z (σ = costante di schermo) Zeff ≈ Z – numero degli elettroni interni
Carica Nucleare Effettiva (Z
eff)
aumenta Zeff au me nt a Z ef fIl Catione è sempre più piccolo
dell’atomo di provenienza.
L
’
Anione
è sempre
più grande
dell’atomo da cui deriva.
8.3
Chimica in Azione: Il 3
°Elemento Liquido?
Liquid?
113 elementi, 2 sono liquidi a 250C – Br
2 e Hg 223Fr, t
L’energia di ionizzazione è l’energia minima (kJ/mol)
richiesta per rimuovere un elettrone da un atomo gassoso nel suo stato fondamentale.
I1 + X (g) X+(g) + e
-I2 + X+
(g) X2+(g) + e
-I3 + X2+
(g) X3+(g) + e
-I1 Energia di prima ionizzazione
I2 Energia di seconda ionizzazione
I3 Energia di terza ionizzazione
8.4
Riempimento livello n=1
Riempimento livello n=2
Riempimento livello n=3
Riempimento livello n=4
Riempimento livello n=5
Variazione dell’energia di prima ionizzazione con il numero atomico
Andamento generale delle energie di
prima ionizzazione
Aumento dell’energia di prima ionizzazione
Au me nt o de ll’ en erg ia d i p rima io ni zza zi on e
L’Affinità eletronica è l’inverso della variazione di energia
che avviene quando un elettrone da un atomo, allo stato gassoso, per formare un anione.
X (g) + e- X -(g) 8.5 F (g) + e- X -(g) O (g) + e- O -(g) ΔH = -328 kJ/mol EA = +328 kJ/mol ΔH = -141 kJ/mol EA = +141 kJ/mol
Variazione delll’affinità elettrica con il numero atomico (H – Ba)
Elementi del Gruppo 1A (ns
1, n ≥ 2)
M M+1 + 1e -2M(s) + 2H2O(l) 2MOH(aq) + H2(g) 4M(s) + O2(g) 2M2O(s) Au me nt o de lla re at tivvi tàElementi del Gruppo 2A (ns
2, n ≥ 2)
M M+2 + 2e -Be(s) + 2H2O(l) Nessuna Reazione Au me nt o de lla re at tivi tà 8.6 Mg(s) + 2H2O(g) Mg(OH)2(aq) + H2(g)Elementi del Gruppo 3A (ns
2np
1, n ≥ 2)
4Al(s) + 3O2(g) 2Al2O3(s) 2Al(s) + 6H+
Elementi del Gruppo 4A (ns
2np
2, n ≥ 2)
Sn(s) + 2H+
(aq) Sn2+(aq) + H2 (g)
Pb(s) + 2H+
Elementi del Gruppo 5A (ns
2np
3, n ≥ 2)
N2O5(s) + H2O(l) 2HNO3(aq)
Elementi del Gruppo 6A (ns
2np
4, n ≥ 2)
Elementi del Gruppo 7A (ns
2np
5, n ≥ 2)
X + 1e- X-1 X2(g) + H2(g) 2HX(g) Au me nt o di re at tivi tàElementi del Gruppo 8A (ns
2np
6, n ≥ 2)
Sottolivelli ns e np completi. Energie di
ionizzazione più alte tra tutti gli elementi.
Nessuna tendenza ad accettare elettroni
extra.
Proprietà degli ossidi attraverso un periodo
