Proprietà e Legami Chimici degli Elementi nella Tavola Periodica
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Definizioni Fondamentali
L'energia di legame è la quantità di energia che è necessario fornire a una mole di sostanza per rompere i legami che tengono uniti tutti i suoi atomi. Si misura in kJ/mol (kJ·mol-1).
Un atomo è particolarmente stabile quando ha otto elettroni nello strato di valenza.
La valenza rappresenta il numero di elettroni che un atomo guadagna, perde o mette in comune quando si lega con altri atomi.
Tipi di Legame Chimico
Il legame ionico è dovuto alla forza di attrazione elettrostatica che tiene uniti gli ioni di carica opposta.
Il legame metallico è dovuto all'attrazione fra gli ioni metallici positivi e gli elettroni mobili che li circondano.
Il legame covalente si forma quando due atomi mettono in comune una o più coppie di elettroni.
Nel legame covalente dativo, la coppia di elettroni comuni è fornita da uno solo degli atomi partecipanti al legame.
La Tavola Periodica e i Legami tra gli Elementi
La tavola periodica offre una panoramica dei legami chimici:
- Gli atomi dei metalli formano tra loro legami metallici.
- Gli atomi di non metalli formano tra loro legami covalenti.
- Se gli atomi di non metallo sono uguali, il legame è covalente puro; se sono diversi e hanno diversa elettronegatività, si forma un legame covalente polare.
- I metalli e i non metalli formano tra loro legami ionici.
- Il carattere ionico del legame aumenta all'aumentare della differenza di elettronegatività fra gli atomi del composto.
Caratteristiche della Tavola Periodica
Le proprietà fisiche e chimiche degli elementi appartenenti a una stessa riga (periodo) variano con gradualità.
Gli elementi che hanno proprietà chimiche simili appartengono a una stessa colonna (gruppo).
Gli elettroni del livello più esterno sono detti elettroni di valenza.
Gli elementi della moderna tavola periodica sono 118.
La posizione di ciascun elemento sulla tavola dipende dal suo numero atomico (Z).
Le righe orizzontali formano 7 periodi, ciascuno dei quali indica il livello energetico a cui si trovano gli elettroni di valenza degli elementi che li compongono.
Gli elementi che chiudono i periodi sono i gas nobili, così chiamati per la scarsissima reattività dovuta alla loro configurazione elettronica stabile.
Gli elementi verticali formano i gruppi: i gruppi sono 8 e sono identificati dai numeri romani (I-VIII).
Fra il gruppo II e il gruppo III si trovano gli elementi di transizione.
In fondo alla tavola periodica ci sono due file di 14 elementi metallici costituenti le serie dei lantanidi e degli attinidi.
Struttura di Lewis e Proprietà Periodiche
La struttura di Lewis permette di rappresentare la struttura elettronica dello strato di valenza degli elementi dei gruppi principali.
Tale rappresentazione si usa in genere per gli elementi dei gruppi principali.
Il raggio atomico (A) è la metà della distanza minima di avvicinamento tra due atomi dello stesso elemento.
Il raggio atomico aumenta lungo un gruppo e diminuisce lungo un periodo.
L'energia di prima ionizzazione (kJ/mol) è l'energia necessaria per rimuovere un elettrone da un atomo isolato.
L'elettronegatività di un elemento misura la sua tendenza ad attrarre gli elettroni di legame da un altro elemento.
Proprietà dei Metalli
Le proprietà chimiche dei metalli dipendono dalla loro tendenza a perdere elettroni diventando ioni positivi; le proprietà fisiche dal tipo di legame tra gli atomi.