Tavola periodica: informazioni ed esempi

Il Tavola periodica degli elementi è un tavolo in cui tutti i elementi chimici noti all'uomo, ordinati in base al loro numero atomico (numero di protoni), configurazione elettronica e proprietà chimiche specifica.

È un strumento concettuale fondamentale per lo studio di importa la cui prima versione è stata pubblicata nel 1869 dal chimico russo Dmitri Mendeleev, e che è stata aggiornata con il passare del anni, quando sono stati scoperti nuovi elementi chimici e i modelli alla base dei loro proprietà.

L'attuale tavola periodica è strutturata in sette righe (orizzontale) chiamato periodi e in 18 colonne (verticale) chiamati gruppi o famiglie. Gli elementi chimici sono disposti secondo le loro proprietà da sinistra a destra durante i periodi e dall'alto verso il basso seguendo ciascun gruppo.

Alcuni proprietà di elementi chimici, come raggio atomico e raggio ionico, aumentano dall'alto verso il basso (seguendo il gruppo) e da destra verso sinistra (seguendo il periodo), mentre l'energia di ionizzazione, l'affinità elettronica e l'elettronegatività aumentano dal basso verso l'alto (seguendo il gruppo) e da sinistra verso destra (seguendo il periodo).

Gruppi della tavola periodica

Numerati da 1 a 18 da sinistra a destra, i nomi dei gruppi correnti sono determinati da Nomenclatura IUPAC, approvato nel 1988 per unificare le diverse forme di nome esistenti. I membri di ciascun gruppo hanno configurazioni elettroniche simili e le stesse valenza (numero di elettroni nell'ultima orbita), quindi hanno proprietà chimiche simile.

Secondo IUPAC, ci sono i seguenti gruppi di elementi:

1. Gruppo 1 (IA). In questo gruppo sono tutti i metalli alcalini, ad eccezione dell'idrogeno, che sebbene sia nominalmente nel gruppo, è un gas. Gli elementi fanno parte della famiglia: litio (Li), sodio (Na), potassio (K), rubidio (Rb), cesio (Cs), francio (Fr). Sono molto bassi densità, sono buoni trasmettitori del caldo e il elettricità, e non si trovano mai liberamente in natura, ma in composti con altri elementi.
2. Gruppo 2 (IIIA). In questo gruppo sono i cosiddetti metalli alcalino-terrosi, sono più duri di quelli alcalini, brillanti e buoni conduttori elettrici, anche se meno reattivi e molto buoni agenti riducenti (ossidanti). La famiglia è composta da: berillio (Be), magnesio (Mg), calcio (Ca), stronzio (Sr), bario (Ba) e radio (Ra).
3. Gruppo 3 (IIIB). La famiglia scandium è in questo gruppo, sebbene in molti dei gruppi nel blocco "d" della tabella (gruppi da 3 a 12, inclusi attinidi e terre rare) non esiste un consenso definitivo sull'ordinamento ideale. Costituiscono questa famiglia: scandio (Sc), ittrio (Y), lantanio o lutezio (La) e attinio (Ac), sono solido, brillante e altamente reattivo, simile nelle proprietà all'alluminio. A questo gruppo appartengono anche le cosiddette "terre rare": i lantanidi (o lantanidi). A questo gruppo appartengono anche gli attinidi (o actinoidi). Entrambi gli insiemi di elementi (i lantanidi e gli attinidi) sono chiamati "elementi di transizione interni" e si trovano in un blocco inferiore della tabella. I lantanidi sono: Lantanio (La), Cerio (Ce), Praseodimio (Pr), Neodimio (Nd), Promezio (Pm), Samario (Sm), europio (Eu), gadolinio (Gd), terbio (Tb), disprosio (Dy), olmio (Ho), erbio (Er), tulio (Tm), itterbio (Yb), lutezio (Lu). Gli attinidi sono: attinio (Ac), torio (Th), protattinio (Pa), uranio (U), nettunio (Np), plutonio (Pu), americio (Am), curio (Cm), berkelio (Bk), californio (Cf), einsteinio (Es), fermio (Fm), mendelevio (Md), nobelio (No) e Lorenzo (Lr). Dal nettunio in poi sono isotopi instabili creati dall'uomo.
4. Gruppo 4 (IVB). In questo gruppo è la cosiddetta “famiglia del titanio”, costituita dagli elementi titanio (Ti), zirconio (Zr), afnio (Hf) e rutherfordio (Rf), quest'ultimo sintetico e radioattivo, motivo per cui talvolta non viene preso in account. si tratta di metalli molto reattivi, quindi in certe presentazioni possono istantaneamente arrossarsi e infiammarsi solo entrando in contatto con l'ossigeno presente nell'aria.
5. Gruppo 5 (VB). In questo gruppo è la famiglia del vanadio (V), a cui fa capo il vanadio (V) e accompagnato da niobio (Nb), tantalio (Ta) e dubnio (Db), quest'ultimo prodotto esclusivamente in laboratorio. Sono solidi a temperatura ambiente, di colore argento e conducono calore ed elettricità.
6. Gruppo 6 (VIB). In questo gruppo è la famiglia del cromo (Cr), composta da cromo (Cr), molibdeno (Mo), tungsteno (W) e seaborgio (Sg). Sono solidi ad alto punto fusione sì bollenteConduttori di calore ed elettricità, altamente resistenti alla corrosione e abbastanza reattivi.
7. Gruppo 7 (VIIB). In questa famiglia sono il manganese (Mn), il tecnezio (Tc) e il renio (Re), nonché l'elemento con numero atomico 107, il bohrio (Bh). Quest'ultimo è stato sintetizzato per la prima volta nel 1981 ed è altamente instabile, quindi la sua emivita è di soli 0,44 secondi. In generale, anche renio e tecnezio sono elementi estremamente rari: il tecnezio non ha forme stabili, mentre il manganese è molto comune in natura.
8. Gruppo 8 (VIIIB). In questo gruppo è la famiglia del ferro (Fe), che comprende rutenio (Ru), osmio (Os) e hassio (Hs). L'hassium era conosciuto come unniloctium ed è stato sintetizzato per la prima volta nel 1984; compare tra gli elementi controversi da 101 a 109, la cui nomenclatura è stata messa in discussione. Sono elementi abbastanza reattivi, buoni conduttori di calore ed elettricità e, nel caso del ferro, magnetici.
9. Gruppo 9 (VIIIB). In questo gruppo è la famiglia quella del cobalto (Co), che contiene gli elementi cobalto (Co), rodio (Rh), iridio (Ir) e meitnerio (Mt). Come nel gruppo precedente, il primo è ferromagnetico e rappresentativo delle proprietà del famiglia, e quest'ultimo è sintetico, quindi non esiste in natura (il suo isotopo più stabile dura circa 10 anni).
10. Gruppo 10 (VIIIB). Nelle versioni precedenti della tavola periodica, questo gruppo era un'unica famiglia, con i gruppi 8 e 9.. Le versioni recenti li separavano. Questo gruppo è guidato dal nichel (Ni), che è accompagnato da palladio (Pd), platino (Pt) e darmstadtio (Ds). Sono metalli comuni in natura in forma elementare, anche se il nichel (il più reattivo) si trova in lega (in alcuni meteoriti, in particolare). Le loro proprietà catalitiche fanno di questi metalli una fornitura importante per l'industria aerospaziale e chimica.
11. Gruppo 11 (IB). In questo gruppo è la famiglia del rame (Cu), ed è composta dal rame (Cu) e dai metalli preziosi oro (Au) e argento (Ag) e roentgenio (Rg). Sono anche conosciuti come "metalli moneta". Sono abbastanza poco reattivi, difficili da corrodere, morbidi ed estremamente utili all'uomo.
12. Gruppo 12 (IIB). Questo gruppo contiene la famiglia dello zinco (Zn), che contiene zinco, cadmio (Cd), mercurio (Hg) e copernicio (Cn), precedentemente chiamato ununbio. Sono metalli teneri (infatti il ​​mercurio è l'unico metallo liquido a temperatura ambiente), diamagnetici e bivalenti, con i punti di fusione più bassi di tutti i metalli di transizione. La cosa divertente è che lo zinco è molto necessario per la chimica della vita, mentre cadmio e mercurio sono altamente inebrianti. Copernicium, da parte sua, è un elemento sintetico creato nel 1996.
13. Gruppo 13 (IIIA). In questo gruppo rientrano gli elementi detti "terrosi", poiché abbondano nella terra, in particolare l'alluminio. Il gruppo è guidato dal boro (B), che è a metalloide, e poi alluminio (Al), gallio (Ga), indio (In), tallio (Ta) e nihonium (Nh), sempre più metallici man mano che si scende nella colonna. E sebbene il boro abbia un'elevata durezza e proprietà non metalliche, gli altri sono metalli morbidi e malleabili ampiamente utilizzati dall'uomo.
14. Gruppo 14 (IVA). In questo gruppo sono gli elementi carbonidici, guidati dal carbonio (C), e continuando con silicio (Si), germanio (Ge), stagno (Sn), piombo (Pb) e flivorio (Fl). Sono elementi noti, in particolare il carbonio, essenziali per tutta la chimica della vita. Man mano che si discende nella famiglia, però, gli elementi acquisiscono proprietà metalliche, punto tale che il carbonio è semimetalli non metallici, silicio e germanio e quest'ultimo chiaramente metallico.
15. Gruppo 15 (VA). In questo gruppo sono gli elementi azotati, capeggiati da azoto (N), quindi il fosforo (P), arsenico (As), antimonio (Sb), bismuto (Bi) e muscovio (Mc), un elemento sintetico. Sono conosciuti anche come pannogeni o azotoidi, sono molto reattivi alle alte temperature e molti sono indispensabili per la chimica organica.
16. Gruppo 16 (VIA). In questo gruppo sono i cosiddetti calcogeni o anfigeni. Appartiene alla famiglia dell'ossigeno (O), che contiene ossigeno (O), seguito da zolfo (S), selenio (Se), tellurio (Te), polonio (Po) e livermorio (Lv). Sono caratterizzati dall'avere sei elettroni di valenza, nonostante le loro proprietà variano da non metalliche a metalliche all'aumentare del loro numero atomico. A temperatura ambiente, l'ossigeno è un gas molto reattivo a causa delle sue piccole dimensioni, mentre il resto degli elementi è solido e di natura meno frequente.
17. Gruppo 17 (VIIA). In questo gruppo è la famiglia degli alogeni, nome che deriva dalla loro tendenza a formare sali (alogenuri). Questo perché generalmente costituiscono molecole biatomici di notevole potere ossidante, che li porta a costituire ioni mononegativi. Sono ampiamente utilizzati nell'industria chimica e nella produzione di forniture di laboratorio. Questi elementi sono fluoro (F), cloro (Cl), bromo (Br), iodio (I), astato (At) e tenese (Ts), quest'ultimo essendo anch'esso un metallo del gruppo f.
18. Gruppo 18 (VIIIA). In questo gruppo sono gli elementi noti come "gas nobili"O"gas inerti”. Sono elementi di bassissima reattività, che solitamente si trovano sotto forma di gas monoatomici, inodori, incolori, insipido, formando pochissimi ed eccezionali composti, perché il loro guscio di elettroni più esterno è completare. Questi elementi sono elio (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), xeno (Xe), radon (Rn) e oganeson (Og). Questi ultimi due sono particolari: il radon è radioattivo e non ha isotopi stabile (il suo isotopo più stabile è il ²²²Rn, che esiste solo 3,8 giorni), mentre oganeson è di origine sintetica ed è l'elemento più pesante creato fino ad oggi.

Blocchi tavola periodica

Un altro modo per comprendere la tavola periodica è attraverso i suoi quattro blocchi:

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