Configurazione elettronica degli elementi: l’organizzazione della tavola periodica

La configurazione elettronica degli elementi è importante per determinare le reazioni e le proprietà chimiche degli atomi.

Quest’ultima è la distribuzione degli elettroni negli orbitali atomici, che sono porzioni di spazio intorno al nucleo dell’atomo.
Tale divisione permette di capire (e ricordare) meglio le posizioni degli elementi e la loro organizzazione.

Nello scorso episodio abbiamo visto come sono disposti gli atomi e cosa bisogna sapere riguardo alla tavola periodica per il test di medicina.
In questo articolo vediamo due concetti molto importanti per la lettura della tabella degli elementi.

Ci concentriamo, infatti, sul ruolo degli elettroni di valenza e la divisione in blocchi degli elementi.

Entrambi sono concetti fondamentali per la lettura e l’organizzazione della tavola periodica 🧭 ⚛️.

Partiamo con il dire che la configurazione elettronica (distribuzione degli elettroni negli orbitali) di un atomo può essere rappresentata scrivendo il numero di elettroni in ogni orbitale.

L’ordine in cui quest’ultimo è riempito segue una sequenza ben definita: l’orbitale 1s viene riempito prima dell’orbitale 2s, e così via.
Gli orbitali di tipo s possono contenere al massimo 2 elettroni e gli orbitali p, d e f possono contenere rispettivamente fino a 6, 10 e 14 elettroni.

Per esempio, l’idrogeno ha un solo elettrone che occupa l’orbitale 1s, per cui la sua configurazione elettronica è 1s¹.
Invece, l’elio ha due elettroni che occupano l’orbitale 1s, per cui la sua configurazione elettronica è 1s².
Il carbonio ha sei elettroni e la sua configurazione elettronica è 1s² 2s² 2p².

Divertente no? Tutti questi numerini carini piccolini 😻.

Toniamo a noi. Come abbiamo già detto, la configurazione elettronica degli elementi può essere utilizzata per prevedere le proprietà chimiche degli atomi.

Infatti, le configurazioni elettroniche simili mostrano proprietà chimiche affini tra gli elementi.
Per esempio, tutti gli elementi del gruppo 1 della tavola periodica (ad eccezione dell’idrogeno) hanno un solo elettrone di valenza nell’orbitale s (e anche per questo motivo questi elementi mostrano proprietà chimiche simili).

Elettroni di valenza: come cambia la configurazione elettronica degli elementi

La configurazione elettronica quindi dipende dagli elettroni di valenza.
Questi sono nell’orbitale più esterno di un atomo e sono coinvolti nelle reazioni chimiche.

La loro disposizione negli atomi determina le proprietà chimiche di un elemento e influenza la sua reattività.
Infatti, nella tavola periodica, gli elementi con lo stesso numero di elettroni di valenza sono raggruppati insieme nei gruppi (le colonne verticali).

Gli elementi della tavola periodica all’interno della stessa colonna hanno un numero uguale di elettroni di valenza.
Per esempio:

• gli elementi del gruppo 1, come il sodio (Na) e il potassio (K), hanno un solo elettrone di valenza;
• gli elementi del gruppo 18, come il neon (Ne) e l’argon (Ar), hanno otto elettroni di valenza (eccetto l’elio che è un elemento del primo periodo e ha solo un livello energetico disponibile con due orbitali elettronici, ciascuno contenente un solo elettrone).

Come già detto, ciò vuol dire che in base alla disposizione dei gruppi è possibile prevedere le proprietà chimiche degli atomi.
Questi ultimi hanno andamenti periodici simili perché hanno lo stesso numero di elettroni di valenza e, di conseguenza, tendono a formare legami uguali.

Infatti, quasi tutti gli elementi del gruppo 1 tendono a perdere un elettrone di valenza per formare ioni positivi, mentre (per esempio) gli elementi del gruppo 17 (noto come famiglia degli alogenidi) tendono ad acquisirlo e a generare ioni negativi.

Blocchi della tavola periodica (S, P, D, F)

Per ricapitolare.

Gli elettroni di valenza sono gli elettroni più esterni dell’atomo e sono coinvolti nelle reazioni chimiche.
La posizione e il numero di questi elettroni negli atomi sono importanti per determinare le proprietà chimiche degli elementi.
Questi ultimi, nella tavola periodica, sono raggruppati in base alle loro proprietà chimiche e alla loro configurazione elettronica (distribuzione degli elettroni negli orbitali).

Quando i gruppi hanno la stessa configurazione elettronica nel loro guscio più esterno possono essere associati in blocchi.

I blocchi della tavola periodica rappresentano le tre regioni di elementi nella tavola periodica che hanno proprietà simili.

La prima regione è il blocco S, che contiene gli elementi dallo scandio (Sc) all’elio (He).
Questi elementi hanno la caratteristica comune di avere elettroni nella loro orbitale s più esterna.
Gli atomi del blocco S sono generalmente metallici e includono alcuni dei metalli alcalini più reattivi come il litio (Li) e il sodio (Na).

Il secondo raggruppamento è il blocco P, che contiene gli elementi dal boro (B) al radon (Rn). Questi elementi hanno la caratteristica comune di avere elettroni nel loro orbitale p più esterno.
Gli elementi del blocco P includono i gas nobili, che sono noti per essere estremamente stabili e poco reattivi.

La terza divisione è il blocco D, che contiene gli elementi dallo scandio (Sc) al zinco (Zn) e gli elementi dallo ittrio (Y) al cadmio (Cd).
Questi atomi hanno la caratteristica comune di avere elettroni nel loro orbitale d più interno.
Gli elementi del blocco D sono generalmente metallici di transizione e includono alcuni dei metalli più duri e resistenti all’usura come il ferro (Fe) e l’oro (Au).

Infine, il blocco F contiene gli elementi di lantanidi e attinidi, che hanno elettroni nell’orbitale f. Questi elementi sono noti per avere proprietà simili e per la loro capacità di assorbire luce elettronica, il che li rende importanti in diverse applicazioni come la tecnologia laser e la medicina nucleare.

In generale, i blocchi della tavola periodica aiutano a organizzare gli elementi in base alle loro proprietà simili e alla configurazione elettronica. Ciò facilita la comprensione delle proprietà chimiche e fisiche degli elementi.

Configurazione elettronica degli elementi e caratteristiche dei blocchi

La configurazione elettronica quindi dipende dagli elettroni di valenza.
Questi sono nell’orbitale più esterno di un atomo e sono coinvolti nelle reazioni chimiche.

La loro disposizione negli atomi determina le proprietà chimiche di un elemento e influenza la sua reattività.
Infatti, nella tavola periodica, gli elementi con lo stesso numero di elettroni di valenza sono raggruppati insieme nei gruppi (le colonne verticali).

Ciò vuol dire che gli atomi hanno proprietà chimiche simili perché hanno lo stesso numero di elettroni di valenza e, di conseguenza, tendono a formare legami chimici uguali.

Qui trovi il nostro video dedicato all’argomento 👀👇.

Speriamo che questo step in più sulla tavola periodica ti sia stato utile per capire come organizzare lo studio e affrontare i temi in vista del TOLC!

Nei prossimi articoli approfondiremo le proprietà periodiche e andremo più nel dettaglio. Se vuoi un assaggio puoi dare un’occhiata alla nostra rapida playlist YouTube.

Ciao doctorz, alla prossima puntata! 😉🔔.