1 Jay Phelan, Maria Cristina Pignocchino Le scienze naturali Osservare i viventi 2 L’identità degli atomi 3 Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2015 Lezione 1 Gli elettroni e i livelli energetici 4 Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2015 1. Le proprietà chimiche degli atomi dipendono dai loro elettroni Ogni molecola ha una specifica composizione di atomi. Il comportamento chimico di un atomo, in particolare la sua capacità di formare ioni o molecole di composizione specifica, dipende dalla distribuzione degli elettroni intorno al nucleo. 5 Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2015 2. Gli elettroni sono disposti in livelli energetici Gli elettroni sono distribuiti in gusci caratterizzati da livelli di energia definiti e crescenti all’aumentare della distanza dal nucleo. Ogni livello viene identificato con un numero intero (n) e contiene un numero massimo di elettroni pari a 2n2. 6 Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2015 3. I livelli energetici sono suddivisi in sottolivelli Ogni livello comprende un numero di sottolivelli energetici uguale al suo numero n. I sottolivelli sono identificati con una lettera (s, p, d, f) preceduta dal numero del livello cui appartiene. Ciascun sottolivello può contenere un numero diverso e preciso di elettroni: 2 elettroni in s, 6 in p, 10 in d e 14 in f . 7 Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2015 4. Come si dispongono gli elettroni nei livelli? Il diagramma in cui i sottolivelli sono ordinati secondo l’energia crescente non rispetta esattamente l’ordine dei livelli energetici. È importante conoscerlo, perché determina la disposizione degli elettroni intorno al nucleo. 8 Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2015 Lezione 2 La configurazione elettronica degli elementi 9 Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2015 5. La configurazione elettronica La configurazione elettronica di un elemento si costruisce riempiendo i sottolivelli in ordine di energia crescente. 10 Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2015 6. Alcuni esempi di configurazioni elettroniche La formula elettronica degli elementi è determinata dall’ordine di riempimento dei sottolivelli. Non tutti gli elementi hanno i livelli interni. Na: 1s2 2s2 2p6 3s1 11 Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2015 Lezione 3 I livelli e la tavola periodica 12 Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2015 7. La legge periodica Nella tavola periodica gli elementi sono ordinati in modo da evidenziare la ripetizione delle proprietà chimiche degli elementi a intervalli regolari di numero atomico. 13 Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2015 8. L’organizzazione della moderna tavola periodica I gruppi sono divisi in tre categorie: gruppi A degli elementi rappresentativi, gruppi B degli elementi di transizione, gruppi dei lantanidi e degli attinidi. Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2015 9. Il modello atomico spiega la tavola periodica /1 Gli atomi degli elementi di un gruppo hanno lo stesso numero di elettroni nell’ultimo sottolivello riempito. La disposizione degli elettroni nel livello più esterno si chiama configurazione elettronica esterna. 15 Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2015 9. Il modello atomico spiega la tavola periodica /2 16 Phelan, Pignocchino Le scienze naturali © Zanichelli editore 2015