Volume 1

La Tabella 5.4, pag. 83, riporta i potenziali di ionizzazione degli elementi del secondo periodo. Come si può osservare dalla tabella, tranne alcune eccezioni, si ha un aumento abbastanza 5.4 costante da sinistra verso destra. Il Ne ha un potenziale di ionizzazione più elevato: questo si spiega con il fatto che il Ne è un gas nobile e quindi possiede l ottetto1 completo, nel livello energetico più esterno; gli elettroni dell ottetto sono difficili da allontanare, in quanto sono molto stabili, per cui il cosiddetto ottetto è un gruppo di elettroni molto difficile da rompere, quindi elementi come il Ne hanno altissimi potenziali di ionizzazione. Consideriamo ora l andamento dei potenziali di ionizzazione in un gruppo. La Tabella 5.5, pag. 84, riporta i valori per i metalli alcalini: si vede che vi è una progressiva diminuzione dall alto verso il basso Questa diminuzione è proporzionale all aumento del raggio atomico. Nel litio, essendo l atomo relativamente piccolo, l elettrone da espellere si trova vicino al nucleo; esso è quindi attratto con più forza che non, ad esempio, nel cesio (Cs), dove l elettrone più esterno è molto lontano dal nucleo dell atomo: quindi, possiamo concludere dicendo che gli elettroni dei livelli energetici più interni fanno da schermo e l aumento della carica nucleare si fa sentire di meno sull elettrone più esterno. In Tabella 5.6, pag. 84, sono riportati i valori al primo potenziale di ionizzazione, cioè all allontanamento di un solo elettrone dall atomo neutro. Perché l energia di ionizzazione diminuisce dall alto in basso nel gruppo? 1 L ottetto consiste in 8 elettroni presenti nel livello più esterno e che conferiscono stabilità all atomo. Solo nel 1° periodo gli atomi sono stabili con 2 elettroni. Cl + e- => 5. 4 Affinità elettronica Cl- Alcuni elementi della tavola periodica hanno la tendenza ad assumere elettroni. Questa tendenza viene definita affinità elettronica. In altre parole, l affinità elettronica è l energia sviluppata quando un elettrone si unisce ad un atomo neutro. Quando un atomo (ad esempio il cloro Cl) acquista un elettrone, esso diventa uno ione negativo o anione e si scrive così: + energia Cl Stato normale Cl + e Cl + energia Gli elementi che acquistano con facilità elettroni si trovano alla destra della tavola periodica e sono i non metalli: quelli cioè con una grande affinità per gli elettroni. Affinità elettronica + e- Per chiarire meglio quanto sopra esposto facciamo le seguenti considerazioni: l atomo di cloro possiede 17 protoni e 17 elettroni, infatti +17 17 = 0: l atomo di cloro è elettricamente neutro. Se il Cl acquista un elettrone, per completare il livello energetico più esterno e quindi conquistare l ottetto completo come il gas nobile ad esso più vicino, il cloro avrà ancora 17 protoni del nucleo, ma ora ha 18 elettroni: si formerà così uno ione negativo, infatti la somma algebrica delle cariche sarà uguale a 1 (+17 18 = 1). Perché questo processo avvenga si deve sviluppare una certa quantità di energia, che costituisce l affinità elettronica. Cl Stato ionizzato 81 MODULO B Problem solving U. 5 - Proprietà peiodiche degli elementi Per chiarire meglio quanto sopra esposto facciamo le seguente considerazioni: l atomo di sodio possiede 11 protoni e 11 elettroni, infatti +11 11 = 0, come si vede dalla somma algebrica delle cariche il risultato è zero, quindi l atomo di sodio è elettricamente neutro, come tutti gli elementi della tavola periodica. Se l atomo di sodio perde il suo elettrone di valenza, il Na avrà ancora gli 11 protoni del nucleo ma solo 10 elettroni e si formerà uno ione positivo, infatti la somma algebrica delle cariche sarà uguale a +1 (+11 10 = +1). Perché ciò avvenga bisogna fornire energia, che viene definita potenziale di ionizzazione. In altre parole, il potenziale di ionizzazione è l energia necessaria per strappare un elettrone dall atomo isolato. Il potenziale di ionizzazione si misura in Elettronvolt, simbolo, e.V.