- Utilizzerò spesso questo blog come supporto allo studio, pertanto scriverò anche articoli che riguarderanno la Chimica seguendo, in particolare, le spiegazioni del mio professore. Cercherò quindi di non usare, almeno in questi primi mesi e per quanto possibile, il libro di testo, in modo da effettuare una sorta di “autoverifica” delle conoscenze. In questo articolo, parlerò in generale della tavola periodica e delle informazioni ad essa correlate.
La tavola periodica è uno strumento di un’importanza vitale per un chimico: essa permette di conoscere moltissime informazioni inerenti gli elementi della tavola periodica, nonché interpretare gli andamenti – periodici appunto – degli elementi combinati ai loro composti.
1.1. Introduzione
Solitamente, nelle scuole superiori, quando si iniziano ad introdurre i primi fondamenti di Chimica, si parte dalla descrizione dell’atomo e delle sue particelle elementari, sul significato del numero atomico e di massa dei vari elementi chimici, per poi passare alla spiegazione dei vari modelli atomici ipotizzati dai più grandi scienziati quali Thomson, Rutherford, Bohr, Heisemberg.
All’università, invece, il professore ha preferito partire dallo strumento più importante utilizzato dai chimici e che racchiude l’essenza della chimica stessa, (introducendo solo progressivamente i concetti sopra citati): la tavola periodica degli elementi. Creata nel 1868 dal chimico russo Mendeleev, essa è divisa in 18 colonne, ovvero gruppi, e in 7 righe, ovvero periodi.
Attraverso la minuziosa osservazione della tavola periodica, è possibile conoscere gran parte delle proprietà chimiche dei vari elementi.
1.2. Generalità sulla tavola periodica
Innanzitutto, ogni elemento viene rappresentato da un simbolo chimico, costituito da una o più lettere (di cui la prima maiuscola), che vanno pronunciate staccate. Ad esempio il ferro, il cui simbolo chimico è Fe, si pronuncia “effe e” e non “fe”.
La grande maggioranza dei simboli degli elementi deriva dal loro nome latino: ad esempio, il rame, Cu, deriva dal latino “cuprum”.
Sotto il simbolo chimico di ogni elemento è presente un valore numerico, chiamato massa atomica relativa, peso atomico o unità di massa atomica (in passato indicato con la dicitura u.m.a, oggi designato con la lettera u), di cui chiarirò il significato in uno dei prossimi articoli.
1.3. Meendelev e Cannizzaro
Gli elementi sono ordinati in base al numero atomico (che rappresenta il numero di protoni presenti nel nucleo di un atomo) crescente, contrariamente a quanto si fece ai primordi.
Infatti, inizialmente, Meendelev aveva ordinato i vari elementi chimici in base al numero di massa atomica crescente, tralasciando vari spazi vuoti laddove aveva previsto che molti altri elementi avrebbero dovuto essere scoperti. Inoltre aveva scoperto che, ordinando gli elementi in base alla massa atomica, le proprietà chimiche di questi si ripetevano periodicamente.
Successivamente, il chimico italiano Stanislao Cannizzaro apporterà un grande contributo alla determinazione delle reali masse atomiche degli elementi, correggendo eventuali errori precedenti. In particolare, egli fece riferimento alla Legge di Avogadro secondo la quale volumi uguali di gas diversi, alle medesime condizioni di temperatura e pressione, contengono lo stesso numero di molecole (entrerò più in dettaglio sulle leggi e le proprietà dei gas in seguito).
1.4. Numero atomico (Z) e numero di massa (A)
Per quanto riguarda il numero atomico, esso viene convenzionalmente indicato con la lettera Z e si scrive in basso a sinistra del simbolo chimico dell’elemento.
Il numero di massa atomica, che indica il numero dei neutroni presenti nel nucleo, è invece indicato con la lettera A e si scrive in alto a sinistra del simbolo chimico dell’elemento.
Pertanto, il numero di neutroni presenti nel nucleo sarà dato dalla differenza tra il numero atomico e il numero di massa, ovvero dall’equazione A – Z .
Si assume che un atomo neutro contenga il medesimo numero di protoni ed elettroni.
1.5. Classificazione degli elementi chimici
Qualitativamente, gli elementi della tavola periodica possono essere classificati come:
- Metalli
- Metalli di transizione – inclusi metalli di transizione interna – (lantanidi – anche detti metalli delle “terre rare” – e attinidi)
- Non metalli
- Semimetalli (o metalloidi)
Per quanto riguarda le caratteristiche generali degli elementi, approfondirò la questione nel prossimo articolo in cui discuterò delle proprietà dei metalli dei gruppi 1 e 2, dei non metalli del gruppo 17 e dei gas nobili del gruppo 18.
Qui sotto, vi lascio due video e un link molto interessanti per entrare nel vivo dei concetti finora esposti:
