Basic HTML Version
2.3
Gli elettroni di valenza
Gli elementi che appartengono al medesimo gruppo hanno un comporta-
mento chimico simile perché possiedono la stessa configurazione elettronica
esterna, cioè un uguale numero di elettroni in sottolivelli esterni dello stesso
tipo. D’altra parte, gli elementi che appartengono allo stesso periodo, consi-
derati da sinistra verso destra, possiedono un numero crescente di elettroni
nel loro livello energetico esterno (che si riempie del tutto nel gruppo VIII A):
questi elettroni sono detti
elettroni di valenza
.
Per i gruppi di tipo A, il numero del gruppo cui appartiene un elemento cor-
risponde anche al numero dei suoi elettroni di valenza: gli elementi del gruppo
V A hanno 5 elettroni di valenza, quelli del VII A ne hanno 7 e così via.
Lo sapevi che...
La strana collocazione dell’elio
Se hai osservato con attenzione la tavola periodica
non ti sarà sfuggito che l’elio, pur possedendo con-
figurazione elettronica 1s
2
, viene collocato nel gruppo
VIII A e non nel II A. Perché?
In primo luogo per le sue caratteristiche chimiche:
l’elio è un gas nobile come il neon e l’argo. Ma possia-
mo giustificare la sua collocazione anche dal punto di
vista della configurazione elettronica: con la configura-
zione 1s
2
l’elio completa il suo livello esterno (il primo
e unico), che contiene solo il sottolivello s, esattamen-
te come il neon, che con due elettroni nel sottolivello
2s e sei nel sottolivello 2p completa il secondo livello.
D’altra parte anche l’argo, che termina la sua configu-
razione elettronica con due elettroni nel sottolivello 3s
e sei nel sottolivello 3p, completa il terzo livello, fatta
eccezione per il sottolivello 3d, che tuttavia, avendo
un contenuto energetico maggiore dei primi sottolivel-
li del livello successivo, si riempie in ritardo. Lo stesso
vale per i gas nobili di numero atomico più elevato:
escludendo i sot-
tolivelli di tipo d e
f, che si riempiono
in ritardo, le loro
configurazioni elet-
troniche esterne,
tutte con due elet-
troni in un sottoli-
vello di tipo s e sei
in un sottolivello di
tipo p, completano
l’ultimo livello.
2
Che cosa hanno in comune gli elementi che appartengono allo stesso
gruppo dellaT.P.?
3
Che cosa hanno in comune gli elementi che appartengono allo stesso
periodo dellaT.P.?
Facciamo il punto
3
Le proprietà periodiche
Numerose sono le proprietà fisiche e chimiche degli elementi che mani-
festano un andamento periodico. Tra le proprietà fisiche vi sono il raggio
atomico, il raggio ionico, la densità, la temperatura di fusione e quella di
ebollizione; tra le proprietà chimiche l’energia di ionizzazione, l’affinità
elettronica e l’elettronegatività. Nella trattazione che segue non procedere-
mo, però, secondo questa distinzione, ma concentreremo la nostra attenzio-
ne solo su alcune proprietà essenziali per lo studio del legame chimico, che
affronteremo più avanti.
3.1
Il raggio atomico
Si definisce
raggio atomico
la misura della distanza media tra il nucleo
e gli elettroni del livello più esterno.
Quando è possibile, per determinare il raggio atomico si misura
la semidistanza media tra due nuclei all’interno di un cristallo.
La
7
e la
8
evidenziano che, nella TP, il raggio degli ato-
mi aumenta in un gruppo dall’alto verso il basso e diminuisce in
un periodo da sinistra a destra.
Quali sono le cause di questo comportamento?
Nel gruppo, scendendo verso il basso, troviamo elementi i
cui elettroni esterni occupano orbitali sempre più distanti dal
nucleo; inoltre, l’attrazione elettrostatica del nucleo positivo
sugli elettroni più esterni viene in parte neutralizzata (scher-
mata) dagli elettroni dei livelli inferiori. Di conseguenza gli
elettroni esterni si allontanano maggiormente dal nucleo e il
raggio atomico aumenta.
Nel periodo, spostandoci da sinistra verso destra troviamo
elementi i cui elettroni esterni occupano tutti lo stesso livello
energetico, ma la cui carica nucleare aumenta. Pertanto gli
elettroni vengono attratti più fortemente dal nucleo e il rag-
gio atomico diminuisce.
300
200
100
10
0
0
20
30
40
50
60
raggio atomico (pm)
numero atomico
Li
Na
K
Rb
Cs
Ne
Ar
Figura 7
Andamento del raggio atomico in funzione del
numero atomico.
www.apprendiscienza.it
Proprietà ricorrenti negli elementi
Periodic trends in the chemical properties
of elements
anche su DVD-ROM
C3_chimica_impa.indd 158
27/12/