Chimica: descrizione delle proprietà periodiche degli elementi

proprietà periodiche degli elementi

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Le proprietà periodiche degli elementi sono le grandezze caratteristiche di ogni atomo. I valori delle proprietà periodiche variano in modo regolare e periodico. Le variazioni di queste proprietà sono tracciate nella tavola periodica.

In questo articolo spiegheremo in breve la tavola periodica e alcune proprietà degli elementi. Troverai l’elenco e la descrizione delle proprietà degli elementi più importanti e i concetti che devi assolutamente studiare se hai intenzione di sostenere test di ammissione, esami e compiti.

La tavola periodica e gli elettroni di valenza

La tavola periodica degli elementi è anche chiamata tavola periodica o tavola di Mendeleev. Gli elementi chimici sono ordinati nella tavola periodica in base al numero atomico Z e al numero degli elettroni degli orbitali atomici, s, p, d, f.

Perché si chiama tavola periodica? Proprio perché Mendeleev per raggruppare gli elementi con caratteristiche chimiche simili, si basò sulla periodicità delle proprietà.

In alto a destra nella tavola periodica, sono posizionati gli elementi con maggiore elettronegatività, come il fluoro (F). All’opposto ci sono gli elementi chimici più ionizzabili.

La tavola periodica ha due dimensioni lungo cui muoversi, i periodi e i gruppi:

  • i periodi sono le righe orizzontali. Gli elementi di un periodo condividono lo stesso livello di energia degli elettroni di valenza. I periodi degli elementi presenti in natura sono 7;
  • i gruppi sono le colonne verticali. Tutti gli elementi di uno stesso gruppo hanno in comune il numero di elettroni di valenza, di cui parliamo qui sotto.

Elettroni di valenza

In particolare, gli elettroni di valenza sono quelli che determinano le proprietà chimiche degli elementi, perché sono coinvolti nella formazione dei legami chimici.

Infatti, gli atomi hanno la tendenza ad aggregarsi in molecole. Quando gli elementi si trovano a una certa distanza, gli elettroni si influenzano tra loro. Ad esempio, un elemento acquisisce o cede elettroni. La valenza ionica dell’elemento è data dal numero di elettroni persi o acquistati.

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Quali sono le proprietà periodiche degli elementi più importanti

In questo articolo, approfondiremo le 4 principali proprietà periodiche degli elementi, che sono:

  • raggio atomico
  • potenziale di ionizzazione
  • affinità elettronica
  • elettronegatività

Raggio atomico

La più diffusa definizione di raggio atomico è:

la misura delle dimensioni degli atomi dell’elemento.

L’unità di misura del raggio atomico è il picometro, pm. Tuttavia, è importante precisare che poiché gli atomi non hanno un confine netto, si può individuare il raggio atomico solo in maniera approssimativa.

Ad esempio, si definisce raggio atomico efficace la distanza che include il 95% della densità elettronica oppure la metà della distanza tra due nuclei di una molecola bioatomica composta dallo stesso elemento (Cl2, O2, N2).

Quindi, il raggio atomico diminuisce all’aumentare della carica efficace dell’elemento. Di conseguenza, devi sapere che lungo la tavola periodica degli elementi il raggio atomico decresce lungo il periodo e aumenta nel gruppo.

raggio atomico
Proprietà periodiche degli elementi: il raggio atomico

Potenziale di ionizzazione

La definizione di potenziale di ionizzazione è:

l’energia minima necessaria per strappare un elettrone dal guscio di valenza di un atomo isolato e allo stato gassoso.

Il potenziale di ionizzazione si misura in kJ/mol, infatti è l’energia necessaria per trasformare una mole di atomi in una mole di cationi monovalenti. Puoi osservare che, lungo la tavola periodica il potenziale aumenta da sinistra a destra del periodo, mentre diminuisce dall’alto in basso di un medesimo gruppo.

Affinità elettronica

Per affinità elettronica si intende:

l’energia liberata o spesa dall’atomo per aggiungere un elettrone in uno stato neutro isolato in forma gassosa, per formare uno ione negativo, ovvero con carica -1.

Più questa caratteristica dell’elemento è spontanea, più l’affinità elettronica sarà positiva.

Tuttavia, comunemente si attribuiscono positività e negatività in maniera opposta. Cioè si riconosce valore negativo all’atomo che libera energia per aggiungere un elettrone e valore positivo quando spende energia.

L’unità di misura dell’affinità elettronica è il kJ/mol.

La maggior parte degli elementi della tavola periodica ha affinità elettronica negativa, quindi libera energia per acquisire un elettrone.

Di norma, l’affinità elettronica negativa aumenta in un gruppo dal basso verso l’alto e da sinistra a destra in un periodo. I non metalli hanno più affinità elettronica negativa rispetto ai metalli. Infine, l’affinità elettronica è influenzata dalla regola dell’ottetto.

Elettronegatività

L’elettronegatività è una proprietà correlata alle tre proprietà periodiche legate agli atomi isolati.

Infatti, più l’atomo è elettronegativo, maggiore è la sua tendenza ad acquisire elettroni di legame.

Non sempre però, in quanto entra in gioco anche la misura del raggio atomico:

  • più è elevato il valore del raggio atomico, meno gli elettroni degli orbitali esterni sono soggetti alla repulsione degli elettroni di valenza;
  • minore è il raggio atomico e maggiori sono il potenziale di ionizzazione e l’affinità elettronica, più l’atomo risulta elettronegativo.

L’elettronegatività cresce lungo un periodo da sinistra verso destra e decresce dall’alto verso il basso in un gruppo. 

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Disegno nel testo del Dott. Luca Nuvoli

Immagine in evidenza di RF._.studio da Pexels

Paola Pala

Paola Pala

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