2.6. Come sono disposti gli elettroni in un atomo. No. Il Nucleo (protoni + neutroni) è al centro. gli elettroni si trovano in ORBITALI

(1)

(2)

• Come sono disposti gli elettroni in un atomo

2.6

No.

• Il Nucleo (protoni + neutroni) è al centro

• gli elettroni si trovano in ORBITALI

• Orbitale  Orbita

(3)

Classificazione degli orbitali

Guscio Sottogusci(o) Orbitali

4 s,p,d,f

4f …...

4d_xy, 4d_xz, 4d_yz, 4d_x2-y2, 4d_z2 4p_x, 4p_y, 4p_z,

4s

3 s,p,d

3s,

2 s,p ^2p^x^{, 2p}^y^{, 2p}^z

2s

1 s ^1s

Energia

(4)

Guscio Sottogusci(o) Orbitali

4 s,p,d,f

4f …...

4s

3 s,p,d

3s,

2 s,p ^2p^x^{, 2p}^y^{, 2p}^z

2s

1 s ^1s

Energia

(5)

• Ogni orbitale è contraddistinto da una propria forma

(6)

• Ogni orbitale è contraddistinto da una propria forma

Ogni orbitale contiene al massimo 2 elettroni

(7)

Guscio Sottogusci(o) Orbitali No. elettroni

4 s,p,d,f

4f …...

4d_xy, 4d_xz, 4d_yz, 4d_x2-y2, 4d_z2 4p_x, 4p_y, 4p_z, 4s

32

3 s,p,d

3d_xy, 3d_xz, 3d_yz, 3d_x2-y2, 3d_z2 3p_x, 3p_y, 3p_z, 3s,

18

2 s,p ^2p^x^{, 2p}^y^{, 2p}^z

2s 8

1 s ^1s 2

Energia

NUCLEO

(8)

• Il primo guscio è più vicino al nucleo e gli elettroni sono molto attratti dal nucleo.

• Gli elettroni localizzati nei gusci lontani dal nucleo sono poco attratti (hanno energia potenziale maggiore)

(9)

La configurazione elettronica di un atomo indica come sono riempiti gli orbitali dagli elettroni

Tre regole

Regola 1: gli orbitali si riempiono progressivamente a partire dal

livello a minore energia.

Gli orbitali si riempiono seguendo l'ordine:

1s, 2s, 2p, 3s, 3p, etc

(10)

Tre regole

Regola 2: ogni orbitale può contenere al massimo 2 elettroni

con spin opposti.

Lo spin?

(11)

Regola 3: tutti gli orbitali isoenergetici sono riempiti inizialmente con un solo elettrone;

solo dopo potrà avvenire il riempimento completo di ogni orbitale.

 p_x; p_y; p_z

 d_xy; d_xz; d_yz; d_x2-y2; d_z2

 p_x; p_y; p_z

(12)

Esempio:

Configurazione elettronica dell’ossigeno, Z = 8

1

2

s

p_x p_y p_z

E

(13)

Diagramma a caselle degli orbitali

(14)

Esaminiamo Ossigeno e altri elementi a lui vicini

Il Neon ha tutto il guscio 2 completo: gas NOBILE, poco reattivo a

(15)

Esaminiamo Ossigeno e altri elementi a lui vicini

Guscio di valenza

Elettroni di valenza

Descritti attraverso la rappresentazione

di Lewis a

(16)

Una struttura di Lewis mostra il simbolo di un elemento circondato da un numero di puntini pari al numero di elettroni presenti nel guscio più esterno (guscio di valenza)

di quell'elemento.

(17)

• Correlazione tra configurazione elettronica e posizione degli elementi nella tavola periodica

2.7

Caso più generale.

Es: Guscio di valenza dell’O è: 2s²2p⁴ Quella dello Zolfo?

(18)

• Correlazione tra configurazione elettronica e posizione degli elementi nella tavola periodica

2.7

Esempio circa la configurazione dei metalli alcalini

Appartengono tutti al primo gruppo

Stessa configurazione del guscio esterno

Proprietà simili!

(19)

• Cos’è una proprietà periodica

2.8

Dimensioni dell’atomo Potenziale di ionizzazione

(20)

Dimensioni dell'atomo In generale:

Le dimensioni di un atomo sono determinate dalla grandezza degli orbitali più esterni occupati da elettroni.

Cloro: guscio di valenza 3s² 3p⁵

Molecola di Cloro (Cl₂) è lunga 198 pm (pm = picometro; 1 pm = 10^–12 metri). Il raggio di un atomo di cloro è 99 pm:

(21)

Dimensioni dell'atomo

Il carbonio (guscio di valenza 2s² 2p²) è più piccolo

Occupa solo il guscio 2 Raggio 77 pm

(22)

Proprietà della tavola periodica

(1) i raggi atomici aumentano scendendo nell'ambito dello stesso gruppo (o colonna) Scendendo lungo un gruppo, gli elettroni di valenza si trovano in gusci a livelli energetici sempre maggiori e sempre più distanti dal nucleo.

(23)

Proprietà della tavola periodica

(2) I raggi atomici si riducono spostandosi da sinistra verso destra nell'ambito dello stesso periodo (o riga).

Ogni elemento ha un protone in più rispetto all'elemento

precedente.

Il risultato è una maggiore forza attrattiva sugli elettroni e la

riduzione del raggio atomico.

(24)

Energia di ionizzazione

Gli atomi sono elettricamente neutri: il numero di elettroni è uguale al numero di protoni presenti nel nucleo.

Possono trasformarsi in ioni

Es. Quando un atomo di litio perde un elettrone, diventa uno ione litio.

(25)

Ione Litio: 3 protoni (nel nucleo) e 2 elettroni (negli orbitali).

I due elettroni annullano la carica di due dei tre protoni, rimane una carica positiva NETTA.

Il litio si è pertanto trasformato in ione litio, specie chimica con una carica pari a +1 e lo denoteremo come Li⁺.

L'energia di ionizzazione è 0.52 kJ/mol.

(26)

Il valore dell’ energia di ionizzazione indica quanto è difficile allontanare l'elettrone più esterno (il più facilmente rimovibile) Quanto più difficile è allontanare l'elettrone tanto maggiore è l'energia di ionizzazione.

Le energie di ionizzazione sono sempre positive

(27)

l'energia di ionizzazione aumenta salendo lungo un gruppo Per esempio, il rubidio si libera del suo elettrone 5s molto facilmente, mentre il litio si libera del suo elettrone 2s con maggiore difficoltà.

Rb Li

Succede perché l'elettrone 5s del rubidio è più lontano dal nucleo positivo, quindi è meno

attratto

(28)

L'energia di ionizzazione aumenta lungo un periodo

Gli elettroni si trovano nello stesso guscio ed aumentano i protoni nel nucleo

Conseguenza: gli elettroni di valenza sentono una maggiore

attrazione da parte del nucleo e l’allontanamento è più difficile.

(29)

• La regola dell’ottetto

3.2

• Nomenclatura di anioni e cationi

3.3

• Principali tipi di legami chimici

3.4

• Il legame ionico

3.5

• Nomenclatura dei composti ionici

3.6

• Il legame covalente

3.7

• Nomenclatura dei composti covalenti

3.8

• La risonanza

3.9

• Predizione degli angoli di legame

3.10

3.11

(30)

La regola dell’ottetto: elaborata nel 1916 da Lewis

8 elettroni  stabilità

Modello semplice, ispirato dall’inerzia chimica dei gas nobili (Gruppo 8A) Caratteristica dei Gas nobili:

guscio di valenza COMPLETO: 8 elettroni (tranne He) Elio: 1s²; Neon: 2s²2p ⁶; Argon: 3s²3p ⁶; Kripto: 4s²4p ⁶; …..

(31)

Un atomo con più di 5 elettroni di valenza tende ad acquistare gli elettroni necessari per completare l’ottetto.

si trasforma in uno ione carico negativamente, chiamato anione.

Formazione di ioni

(32)

Un atomo con uno o due elettroni nel guscio di valenza tende a perderli

Si trasforma in uno ione carico positivamente, chiamato catione.

Formazione di ioni

(33)

• Nomenclatura di anioni e cationi

3.3

Elementi dei Gruppi 1A, 2A e 3A formano un unico tipo di catione.

Nome del metallo preceduto dalla parola “ione”

è possibile soltanto una carica.

(34)

Elementi di transizione: nomenclatura più complessa

Nome sistematico: nome metallo + carica (numero romano)

Nomenclatura tradizionale: suffisso -oso per indicare la carica più piccola e -ico per indicare la carica più grande

Questi suffissi sono aggiunti alla radice del nome ell'elemento.

(35)

Nomenclatura degli anioni monoatomici

Un anione monoatomico prende il nome aggiungendo -uro alla radice del nome

(36)

Nomenclatura degli anioni poliatomici