La tavola periodica degli elementi organizza tutti gli atomi conosciuti dell'universo in una griglia ordinata. È lo strumento fondamentale della chimica.
Storia
Pubblicata nel 1869 dal russo Dmitrij Mendeleev. Aveva 63 elementi, lasciò spazi vuoti prevedendo che sarebbero stati scoperti elementi mancanti. Aveva ragione.
Oggi sono 118 elementi, da idrogeno (Z=1) a oganesson (Z=118).
La struttura
Periodi (righe orizzontali, 7)
Indicano il numero di livelli elettronici dell'atomo.
- Periodo 1: H, He (2 elementi).
- Periodo 2: Li, Be, B, C, N, O, F, Ne (8).
- Periodo 7: i più pesanti.
Gruppi (colonne verticali, 18)
Indicano gli elettroni di valenza (quelli nello strato più esterno). Gli elementi nello stesso gruppo hanno proprietà chimiche simili.
Gruppi principali
| Gruppo | Nome | Elettroni valenza | Esempi |
|---|---|---|---|
| 1 | Metalli alcalini | 1 | Li, Na, K (reattivi, esplodono in acqua) |
| 2 | Alcalino-terrosi | 2 | Mg, Ca, Sr |
| 17 | Alogeni | 7 | F, Cl, Br, I (reattivi non-metalli) |
| 18 | Gas nobili | 8 (pieno) | He, Ne, Ar, Kr (inerti, non reagiscono) |
In mezzo (gruppi 3-12) ci sono i metalli di transizione (Fe, Cu, Zn, Au, Ag).
Le 3 grandi famiglie
Metalli
- Maggior parte della tavola (a sinistra e centro).
- Lucenti, duttili (si tirano in fili), conduttori, malleabili.
- Esempi: Fe, Cu, Al, Au, Pb.
Non metalli
- A destra in alto.
- Fragili, isolanti, opachi.
- Esempi: C, N, O, S, Cl.
Semimetalli (metalloidi)
- Sulla "scalinata" tra metalli e non metalli.
- Esempi: B, Si, As, Ge — usati in elettronica (Si nei chip).
I numeri sulla casella
Ogni elemento ha una casella con:
- Numero atomico (Z): numero di protoni nel nucleo. Definisce l'elemento.
- Simbolo chimico: 1-2 lettere. Es. H = idrogeno, Fe = ferro (da ferrum), Au = oro (da aurum).
- Massa atomica: somma di protoni + neutroni. Espressa in uma (unità di massa atomica).
Esempio: O (ossigeno), Z=8, massa ~16.
Proprietà periodiche
Procedendo nella tavola:
- Raggio atomico: diminuisce da sinistra a destra (più protoni attirano elettroni).
- Elettronegatività: aumenta da sinistra a destra (gli atomi vogliono completare lo strato esterno).
- Energia di ionizzazione: aumenta da sinistra a destra.
Gli elementi più importanti per la vita
I 6 mattoni della vita: C, H, N, O, P, S (carbonio, idrogeno, azoto, ossigeno, fosforo, zolfo). Formano tutte le molecole organiche (proteine, DNA, zuccheri).
Elementi e nomi famosi
| Elemento | Curiosità |
|---|---|
| Idrogeno (H) | il più leggero, presente nel sole |
| Carbonio (C) | base della vita (DNA, proteine) |
| Ossigeno (O) | indispensabile per la respirazione |
| Sodio (Na) | nel sale da cucina (NaCl) |
| Ferro (Fe) | nei globuli rossi del sangue |
| Oro (Au) | gioielli, conduttore in elettronica |
| Uranio (U) | combustibile nucleare |
| Mercurio (Hg) | unico metallo liquido a temperatura ambiente |
In pratica
La tavola periodica è il pianoforte della chimica: 118 tasti che combinati danno tutte le molecole dell'universo. Quando capisci come leggerla, prevedi proprietà di elementi, reazioni, materiali. È uno dei più grandi capolavori scientifici dell'umanità.