Unità 5 ATOMI ED ELEMENTI CHIMICI

2 La tavola periodica

Che cos’è la tavola periodica? 
Che cosa sono i periodi e i gruppi? 
Quante sono le famiglie di elementi? 


Immagina di ordinare gli elementi chimici uno dopo l’altro in base al loro numero atomico (cioè al numero di protoni che contiene il loro atomo) a partire da quello che ha il numero minore, l’idrogeno (Z = 1). Disponili nello stesso modo in cui scrivi, da sinistra verso destra, e vai a capo ogni volta che gli elettroni hanno riempito un guscio elettronico. Comincerai quindi una nuova riga dopo l’elio (Z = 2), perché il primo guscio è completo con 2 elettroni, e andrai di nuovo a capo dopo il neon (Z = 10), perché il secondo guscio è completo con 8 elettroni (8 + 2 = 10).
È seguendo un criterio di questo tipo che si ottiene la tavola periodica (9), il sistema utilizzato per classificare gli elementi chimici.
La prima versione della tavola periodica fu proposta intorno al 1870 dal chimico russo Dimitrij Mendeleev, dopo vari tentativi compiuti da altri scienziati. A quei tempi le conoscenze sull’atomo erano ancora scarse, ma Mendeleev riuscì a elaborare un sistema di classificazione che permise di individuare famiglie di elementi con le medesime proprietà chimiche, e addirittura di prevedere l’esistenza di elementi che ancora non si conoscevano e sarebbero stati scoperti più tardi.

(9) La tavola periodica è una rappresentazione ordinata di tutti gli elementi chimici esistenti: 92 presenti in natura e altri ottenuti in laboratorio. Gli elementi sono rappresentati con il loro nome, il simbolo chimico, il numero atomico, e sono disposti in righe, i periodi, e per “colonne”, i gruppi.

PERIODI E GRUPPI

Nella tavola periodica gli elementi sono allineati in sette righe, chiamate periodi, e in un certo numero di colonne, dette gruppi; tra il secondo e il terzo gruppo sono collocati elementi chiamati “di transizione”, perché presentano una struttura particolare. Ogni riga o periodo raggruppa elementi i cui atomi hanno lo stesso numero di gusci elettronici: nel primo periodo, idrogeno ed elio hanno un solo guscio; nel secondo periodo litio, berillio, boro, carbonio, azoto, ossigeno, fluoro e neon ne hanno due, e così via. I periodi sono sette perché sette è il numero massimo di gusci elettronici che un atomo può avere. 
I gruppi, invece, identificano elementi che hanno proprietà molto simili: in altre parole, in ogni riga si ripete da sinistra verso destra, in modo “periodico” (da qui il nome della tavola), la stessa sequenza di proprietà chimiche. Per spiegare questa periodicità bisogna ricorrere ancora una volta alla struttura atomica degli elementi chimici. Tutti i periodi cominciano a sinistra con un elemento che ha 1 elettrone nel suo guscio esterno, al quale seguono elementi che hanno via via un elettrone in più, fino a terminare a destra con un elemento il cui guscio esterno è completo. In questo modo, gli elementi di ogni gruppo, allineati dall’alto in basso, hanno lo stesso numero di elettroni nel guscio più esterno. Per esempio, litio (Li), sodio (Na) e potassio (K), posti all’inizio del loro periodo e quindi appartenenti al primo gruppo, hanno 1 solo elettrone nel guscio più esterno; quelli del secondo gruppo, come Berillio (Be), Magnesio (Mg) e Calcio (Ca) ne hanno 2, e così via fino all’ottavo gruppo, i cui elementi hanno 8 elettroni nel guscio più esterno.
Quando elementi diversi entrano in contatto, il tipo di interazione che si stabilisce tra i rispettivi atomi è determinato dalla configurazione dei rispettivi gusci esterni: è per questo che gli elementi di uno stesso gruppo, avendo lo stesso numero di elettroni nel guscio più esterno, hanno proprietà chimiche simili.

Scienze evviva! - volume A
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