Allora, in questo video vediamo le cose più importanti da sapere sulla tavola periodica. In particolare ci concentriamo sui gruppi e periodi, metalli, non metalli e semi metalli, le famiglie di atomi, quindi metalli alcalini del gruppo 1, metalli di transizione, metalli alcalino-terrosi, gas nobili, gli elementi del blocco F e gli alogeni. Poi vedremo i simboli di Lewis, i blocchi, raggio atomico, elettronegatività, energia di ionizzazione e affinità elettronica.
E poi vi segnalo questa tabella super riassuntiva che vi consiglio di appuntarvi a fianco alla vostra tavola periodica. Cominciamo con un super riassunto veloce delle cose basilari della tavola periodica. Se non le sai o non le ricordi allora ti lascio un link in descrizione e puoi cominciare da lì. Allora la tavola periodica è questa tabella che contiene tutti gli atomi conosciuti finora. Sono in totale 118, fino a 92 sono naturali, poi dal 93 al 118 sono artificiali, cioè creati in laboratorio.
È detta periodica perché alcune proprietà, alcune caratteristiche si ripetono in modo regolare e la prima tavola periodica fu realizzata da Mendeleev nel 1869, però presenta alcune differenze. Innanzitutto non conteneva tutti gli atomi conosciuti ed era ordinata in base alla massa atomica, non in base al numero atomico. la tavola periodica di oggi infatti è ordinata in base al numero di protoni quindi il numero atomico che si indica con la lettera Z mentre la massa atomica è il numero di protoni più neutroni altra cosa importante da sapere è che normalmente gli atomi hanno carica nulla perché il numero di protoni è uguale al numero di elettroni. Quando però gli atomi acquistano elettroni, quindi si caricano negativamente, si chiamano ioni e in particolare anione.
Il catione invece è uno ione carico positivamente perché ha ceduto elettroni, quindi adesso ha più protoni rispetto agli elettroni. La tavola periodica poi si divide in sette periodi che sono le righe orizzontali, quindi fino a... qui e 8 gruppi principali che sono le colonne verticali.
In totale però sono 18 perché qui ci sono 10 gruppi di transizione. I diversi colori sulla tavola periodica poi indicano diverse proprietà che accomunano questi atomi. Per esempio qui vedete la distinzione in blocchi che vediamo dopo. Poi c'è di solito questo gradino che separa i metalli nella parte sinistra dai non metalli nella parte destra.
e sapete anche che i metalli sono molto di più rispetto ai non metalli che hanno alcune caratteristiche come il fatto di essere dei buoni conduttori di elettricità o di calore sono lucenti, sono duri e ad esempio avete il ferro, il litio, l'oro eccetera i non metalli invece li trovate nella parte destra della tavola periodica e hanno alcune caratteristiche come il fatto di non essere dei buoni conduttori né di elettricità né di calore, sono opachi e sono fragili, quindi il contrario un po'dei metalli. Nel mezzo invece avete i semi metalli, detti anche metalloidi, che hanno caratteristiche un po'dell'uno, un po'dell'altro. Il più importante è il silicio. Cominciamo dai gruppi e periodi. Allora, i periodi abbiamo detto che sono sette, sono le righe orizzontali.
I periodi ci dicono il livello energetico degli elettroni di valenza, cioè in quale guscio troviamo gli elettroni più esterni. Facciamo l'esempio del litio, numero atomico 3, quindi vuol dire che ci sono 3 protoni e anche 3 elettroni. Lo troviamo sulla riga 2, quindi vuol dire che il litio avrà 2 gusci, perché ci sono 3 elettroni, quindi 2 nel primo guscio. il primo guscio può avere massimo due elettroni. Il terzo deve aprire un nuovo livello, quindi si aprirà questo secondo cerchietto, due cerchietti, quindi secondo livello.
Idrogeno ed Elio invece hanno solo un elettrone e due elettroni, quindi sono gli unici ad occupare la riga numero uno. Il periodo tre che va dal Sodio all'Argon, vedete che ha tre gusci esterni. Il periodo quattro ne ha quattro, quindi dal Potassio fino al Kripton. fino ad arrivare al periodo 7 vedete ci sono sette cerchietti esterni.
I gruppi principali invece sono 8 e li trovate spesso indicati con i numeri romani, quindi 1, 2, 3, 4, 5 fino all'8. Questi qui invece si saltano perché sono detti gruppi di transizione, però a voi non interessano perché si studiano all'università. I gruppi quindi si leggono con le colonne verticali e ci dicono gli elettroni di valenza, cioè quanti elettroni si trovano sull'ultimo guscio, quello più esterno.
Vediamo il gruppo 1, ha sempre un elettrone più esterno, quindi un elettrone di valenza. Gruppo 2, per esempio qui, vedete che ci sono due elettroni più esterni. Gruppo 3, dal boro fino al taglio, tre elettroni di valenza più esterni. Gruppo 4, quattro elettroni esterni. Gruppo 5 ne ha 5, gruppo 6, gruppo 7, gruppo 8. L'ottavo gruppo, ve lo anticipo, è uno dei più caratteristici perché ha tutti i gas nobili, cioè tutti gli elementi della tavola periodica che hanno i gusci esterni completi, quindi difficilmente si legheranno con gli altri atomi.
Quindi il fatto di appartenere a uno stesso gruppo fa sì che gli atomi presentano delle proprietà chimiche molto simili e perciò la tavola periodica si può anche raggruppare per famiglie di atomi. In particolare abbiamo i metalli alcalini che stanno sul gruppo 1, eccoli qui, tranne l'idrogeno che è un non metallo. Gli alcalini si caratterizzano per il fatto che sono altamente reattivi, infatti reagiscono velocemente a contatto con l'ossigeno, quindi perdono lucentezza, oppure hanno delle reazioni esplosive in acqua. I metalli alcalini poi hanno un solo elettrone più esterno, un solo elettrone di valenza, quindi molto più facilmente tenderanno a cederlo e quindi se cedono un elettrone si caricheranno positivamente, quindi diventeranno un oione con carica più 1. ad esempio spesso trovate Na+.
Sul gruppo 2 invece trovate gli alcalino terrosi. Anche questi sono reattivi però meno rispetto a quelli del gruppo 1 e tendono a cedere i due elettroni di valenza, cioè questi due elettroni che hanno sul guscio più esterno. Poi ci sono i metalli di transizione che trovate qui al centro, hanno poca reattività e ne fanno parte ad esempio metalli molto noti come il ferro, il rame, il platino, l'oro e così via. Poi questi qui in azzurro sono gli elementi del blocco F e trovate i lantanidi e gli attinidi. Questi atomi vengono messi in una tabella a parte perché hanno delle caratteristiche un po'particolari, però si troverebbero qui e qui sulla tavola periodica.
La caratteristica principale degli attinidi è il fatto che sono radioattivi, infatti trovate l'uranio e il plutonio, che si usano ad esempio per le centrali nucleari o per la bomba atomica. Poi ci sono i lantanidi, dette anche terre rare, e vengono usati per l'alta tecnologia, per esempio per fare superconduttori, supermagneti, laser, fibre ottiche, ecc. E vi ripeto anche che tutti gli atomi che hanno un numero atomico maggiore di 92 sono elementi detti transuranici, sono artificiali, creati in laboratorio, però hanno una vita molto breve. Poi ci sono gli halogeni nel gruppo 7, quindi qui.
Gli halogeni quindi hanno 7 elettroni esterni, gliene mancherebbe uno solo per completare il guscio. E allora spesso si trovano accoppiati insieme, quindi due atomi di floro vicini o due di cloro, oppure si legano con quelli del gruppo 1, che hanno un solo elettrone esterno e quindi più facilmente lo cedono. Gli alogeni, vedete che hanno sette elettroni esterni, quindi gliene mancherebbe uno solo per completare il guscio più esterno. E allora che cosa fanno? Acquistano molto facilmente un elettrone esterno da un altro atomo.
Acquistando elettroni quindi si caricano negativamente. E infatti un esempio è il cloro e il sodio, quindi il cloro verrà scritto Cl-, invece il sodio è scritto Na+. Il cloro è un anione perché è carico negativamente, il sodio invece è un carione perché è carico positivamente.
E infine sul gruppo 8 troviamo i gas nobili, hanno reattività quasi nulla, perché? Perché i gusci esterni hanno già tutti gli elettroni completi, quindi difficilmente si legano. con altri atomi. E qui troviamo questi gas come l'elio, il neon, l'argon, eccetera che vengono usati spesso per le insegne luminose. Infatti si prendono questi tubi di vetro, vengono messi questi gas dentro, si fa passare una piccola scarica elettrica ed emettono luce.
Un altro modo molto utile per far capire quanti elettronici ci sono sul guscio più esterno è utilizzare la simbologia di Lewis. con dei semplici puntini attorno al simbolo dell'atomo quindi H con un puntino vuol dire che c'è un elettrone esterno di valenza, stessa cosa per il litio e tutti quelli del gruppo 1 invece vedete che crescendo quindi qui trovate due pallini quindi trovate tre nell'ottavo gruppo invece ce ne sono otto attenzione perché l'elio invece ne ha due, però comunque fa parte dei gas nobili perché il primo cerchio, il primo orbitale è formato solo da due elettroni quindi anche l'elio è completo. Poi abbiamo i blocchi.
I blocchi indicano il livello energetico quindi S, P, D, F e vi servono per fare la configurazione elettronica. La configurazione elettronica che normalmente si fa con questo schemino oppure io uso questa tabellina qui sulla tavola periodica invece la trovate già fatta ma abbreviata con il gas nobile messo tra parentesi. Facciamo l'esempio del silicio numero atomico 14 quindi 14 elettroni. La configurazione elettronica sarebbe questa qui quindi due elettroni in questo livello con, vi ricordate, le freccetto 1 sopra e un'altra sotto, altri due qui e siamo a 4, 6 qui e siamo a 10, 2 qui e siamo a 12 e altri due qui e siamo a 14 quindi il livello raggiunto è 3P e ce ne sono due, ma siccome questa sarebbe già un po'lunghetta ma qui sarebbe ancora più lunghetta allora si abbrevia, si mette il gas nobile precedente tra parentesi, quindi il neon e il neon ha configurazione elettronica 1s2, 2s2 e 2p6. Quindi invece di scrivere tutto questo si scrive semplicemente neon.
E la parte rimanente invece è il 3s2 e il 3p2. Quindi vediamolo anche da qua. Il primo è 1s, poi il secondo 2s, poi abbiamo 2p, poi 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p e così via. Facciamo un altro esempio. L'ossigeno numero atomico 8, quindi 8 elettroni.
2 qui e 2 qui sono 4, altri 4 qui e arriviamo al sottolivello 2p. E infatti vedete che sulla tavola periodica l'ossigeno si trova qui. Tornando all'esempio del silicio vedete che è 3p2, quindi 3p vuol dire che si trova in questa riga, 2 quindi il gruppo è questo e infatti il silicio si trova proprio in questa posizione. Il polonio si trova qui e infatti finisce con 6p quindi in questa riga.
e 4 se è P4, quindi 1, 2, 3 e 4. Quindi vedete com'è facile. Dalla tavola periodica la configurazione è elettronica e viceversa. Ultimo esempio, se ancora non vi ho convinto, il ferro finisce con 3D6, quindi 3D si trova qui.
Contando 6 partendo da qua, 1, 2, 3, 4, 5, 6, il ferro si trova qui. Poi vediamo alcune proprietà degli albumi, come il raggio atomico, l'elettronegatività, l'energia di ionizzazione e l'affinità elettronica. Il raggio atomico ci dice la grandezza di un atomo.
Vedete che scendendo lungo il gruppo la dimensione dell'atomo aumenta. Perché questo? Perché ovviamente scendendo lungo il gruppo aumenta il numero di protoni, aumenta il numero di elettroni, quindi...
occuperà molto più spazio. Lungo i periodi invece il raggio atomico aumenta andando da destra verso sinistra. Questo avviene perché aumentando i protoni e gli elettroni si attrarranno sempre di più quindi l'atomo in qualche modo si schiaccia.
Poi c'è l'elettronegatività che forse è una delle caratteristiche più importanti ed è la proprietà con cui l'atomo acquista più o meno facilmente elettroni da un altro atomo per formare i legami. Ho visto che qui c'era un errore, quindi l'elemento meno elettronegativo è il frangio con 0.70, il più elettronegativo invece è il fluoro con 3.98. Poi c'è l'energia o potenziale di ionizzazione, che è l'energia necessaria a rimuovere, a strappare un elettrone da un altro atomo.
E vedete che aumenta lungo il gruppo e cresce lungo il periodo, se invece scendete il potenziale di ionizzazione decresce. Quindi anche da quest'altra tabella vedete che il potenziale, partendo dall'idrogeno, aumenta fino all'elio che è un gas nobile, poi decresce all'inizio del periodo, sale, sale, sale fino al massimo con il neon che si trova qui, poi un'altra volta dovete partire da in basso, gas nobile, decresce, poi sale, sale, sale, gas nobile, decresce e così via. Questo perché?
Perché occorrerà ovviamente molta più energia per strappare un elettrone a un gas nobile che già è bello completo. invece questo e il gruppo 1 hanno un solo elettrone esterno quindi molto facilmente lo cederanno e quindi occorre meno energia per strapparlo poi c'è l'affinità elettronica, vi dico soltanto che è l'energia che si libera quando l'atomo cattura un elettrone non vi interessa tanto ma vi interessa solo che aumenta e decresce come l'energia di ionizzazione quindi aumenta di così e aumenta di così concludo lasciandovi questa bellissima e utilissima tabella che riassume le 5 proprietà degli atomi. Quindi l'affinità elettronica aumenta da sinistra verso destra e dal basso verso l'alto.
Stessa cosa per l'energia di ionizzazione. Vedete la freccia da sinistra verso destra, da basso verso l'alto aumenta. Stessa cosa anche per l'elettronegatività. Quindi dal basso verso l'alto e da sinistra verso destra aumenta. Invece il raggio atomico aumenta andando da destra verso sinistra.
e scendendo dall'alto verso il basso. Infine abbiamo visto che i metalli si trovano nella parte sinistra e i non metalli nella parte destra. Quindi il carattere metallico aumenta andando verso sinistra e il carattere non metallico aumenta andando verso destra e salendo.
Quindi quando vedete sulla tavola periodica tutte queste cose qui adesso sapete di cosa stiamo parlando.