Tavola periodica e diagramma dell'energia degli elementi

Se analizziamo la distribuzione elettronica di un dato atomo nel diagramma energetico (o diagramma di diagram Pauling) è possibile 'prevedere' due domande riguardanti la posizione dell'elemento di questo atomo nella Tavola Periodico: il periodo e la famiglia.

Consideriamo prima il periodo:

Si consideri ad esempio il caso di quattro elementi di epoche diverse:

·Be (Z = 4): A ordine geometrico della distribuzione elettronica del berillio è: 1s² / 2S².

Guarda che sono stati riempiti 2 livelli, quindi il berillio proviene dal 2º l'andamento del tempo.

·Na (Z = 11): L'ordine geometrico della distribuzione elettronica del sodio è: 1s² / 2s² 2p⁶ / 3S¹.

In questo caso sono stati riempiti 3 livelli, quindi il sodio proviene dal 3º l'andamento del tempo.

·As (Z = 33): L'ordine geometrico della distribuzione elettronica dell'arsenico è: 1s² / 2s² 2p⁶ / 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ / 4s²4P³.

Sono stati riempiti 4 livelli, quindi l'arsenico proviene dal 4º l'andamento del tempo.

·I (Z = 53): L'ordine geometrico della distribuzione elettronica dello iodio è: 1s² / 2s² 2p⁶ / 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ / 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ / 5s²5P⁵.

Sono stati riempiti 5 livelli, quindi lo iodio proviene dal 5º l'andamento del tempo.

Consideriamo ora come possiamo scoprire la famiglia di elementi:

Guarda come ciò accade in ciascuno dei gruppi di elementi sopra menzionati:

·Elementi rappresentativi:

Questi elementi sono quelli che appartengono alle famiglie: 1, 2, 13, 14, 15, 16, 17 e 18. Sono detti anche elementi tipici o caratteristici e nelle tabelle non ancora aggiornate corrispondono agli elementi che si trovano nelle colonne A (IA, IIA, IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA, VIII A).

Ogni volta che l'elettrone più energetico si trova in un sottolivello s o p, sarà un elemento rappresentativo. Inoltre, la somma degli elettroni che sono stati riempiti al livello più esterno ci mostra qual è la loro rispettiva famiglia.

Guarda come succede:

·Famiglia 1: Tutti hanno 1 elettrone nell'ultimo livello di energia.

Esempi:

₁H: 1s¹ → Pur non essendo un metallo alcalino, l'idrogeno compare nella tabella della famiglia 1 perché ha 1 elettrone nel suo ultimo ed unico guscio.

₃ho letto: 1s² / 2s¹

₁₁In: 1s² / 2s² 2p⁶ / 3s¹

₁₉K: 1s² / 2s² 2p⁶ / 3s² 3p⁶  / 4s¹

₃₇Rb: 1s² / 2s² 2p⁶ / 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ / 4s² 4p⁶ / 5s¹

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₅₅Cs: 1s² / 2s² 2p⁶ / 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ / 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ / 5s² 5p⁶ / 6s¹

₈₇Ve: 1s² / 2s² 2p⁶ / 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ / 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴ / 5s² 5p⁶ 5 D¹⁰ / 6s² 6p⁶  / 7s¹

Quindi, possiamo concludere che la configurazione elettronica degli elementi di questo gruppo termina con noi¹ (n = da 1 a 7).

Questo ci aiuta a vedere che poi c'è una generalizzazione ad altri gruppi o famiglie:

·Famiglia 2: Tutti hanno 2 elettroni nell'ultimo livello e la configurazione elettronica termina in noi².

·Famiglia 13: Tutti hanno 3 elettroni nell'ultimo livello e la configurazione elettronica termina in noi² np¹.

·Famiglia 14: Tutti hanno 4 elettroni nell'ultimo livello e la configurazione elettronica termina in noi² np².

·Famiglia 15: Tutti hanno 5 elettroni nell'ultimo livello e la configurazione elettronica termina in noi² np³.

·Famiglia 16: Tutti hanno 6 elettroni nell'ultimo livello e la configurazione elettronica termina in noi² np⁴.

·Famiglia 17: Tutti hanno 7 elettroni nell'ultimo livello e la configurazione elettronica termina in noi² np⁵.

•  Elementi di transizione esterni:

Gli elementi di transizione sono quelli che sono nelle famiglie da 3 a 12 e gli elementi di transizione esterni sono quelli esposti (esterni). Nelle vecchie tabelle, gli elementi di transizione occupano le colonne B.

Hanno l'elettrone più energico su un sottolivello d incompleto. La tua configurazione elettronica termina tra noi² (n-1)d ^{(da 1 a 8)}.

Vedere due esempi, le cui impostazioni ora sono in ordine energetico:

₂₈Ni: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s²3d⁸

₃₉Y: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶  4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s²4d¹

•  Elementi di transizione interni:

Sono elementi che occupano il gruppo 3 della tavola periodica, ma rimangono interni e, per vederli, tiriamo una linea che ripete i periodi 6 e 7 sotto la tavola. Il periodo 6 è chiamato la serie dei lantanidi e il periodo 7 è la serie degli attinidi.

Gli elementi di transizione interni hanno l'elettrone più energetico dell'atomo allo stato fondamentale in a sottolivello incompleto f. La tua configurazione elettronica termina tra noi² (n - 2)f ^{(da 1 a 13)}.

Esempio con configurazione elettronica in ordine di potenza:

₅₇La: 1s² / 2s² 2p⁶ / 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶6s² 4f¹.

di Jennifer Fogaça
Laureato in Chimica

Vorresti fare riferimento a questo testo in un lavoro scolastico o accademico? Guarda:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Tavola periodica e diagramma energetico degli elementi"; Scuola Brasile. Disponibile in: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/tabela-periodica-diagrama-energia-dos-elementos.htm. Consultato il 27 giugno 2021.