Proprietà chimiche e andamenti periodici

THE ATOM

Proprietà chimiche e andamenti perodici

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come varia il raggio atomico lungo un medesimo gruppo?

Scendendo lungo un medesimo gruppo della tavola periodica, è logico attendersi un aumento del raggio atomico e i dati sperimentali lo confermano (vedi fig 6, pag. 229, es. I gruppo)

Tale risposta viene però smentita dall'osservazione dell'andamento del raggio atomico lungo il periodo. Osservando la fig. 6 di pag 229, il raggio atomico ad es. del terzo periodo (Na, Mg,...) diminuisce da sx a dx.

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Perché?

Una prima ragionevole risposta potrebbe essere: aumentano gli elettroni e di conseguenze aumentano volume e raggio dell'atomo (considerato sferico).

La motivazione degli andamenti del raggio atomico lungo il gruppo e il periodo va dunque ricercata altrove.

andamento lungo il gruppo

Riconsideriamo l'andamento lungo il gruppo del raggio atomico. Quale ne è dunque la causa?

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Riprendiamo i risultati dell'equazione di Schroedinger con riferimento alla figura 16 di pag. 207.Appare evidente come, scendendo lungo il gruppo (il I ad esempio), gli elettroni siano costretti ad occupare orbitali che prevedono un aumento della densità elettronica a distanze dal nucleo via via maggiori. Ragion per cui, il raggio atomico non può che aumentare lungo il gruppo.

Sulla base dell'argomentazione appena esposta, lungo un perido (consideriamo sempre il terzo per questioni di semplicità) il raggio atomico dovrebbe rimanere invariato, occupando gli elettroni sempre il medesimo livello energetico (quello con n=3, nel nostro esempio)Così non è. I dati sperimentali ci parlano di una contrazione del raggio atomico.Perché?La motivazione sta nell'aumentata forza nucleare lungo il periodo dovuta all'aumento di Z. Più protoni nel nucleo determinano maggiore attrazione sugli elettroni, che dunque tenderanno a stare a distanze via via minori dal nucleo decretando la diminuzione dei raggio atomici lungo il periodo.

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andamento lungo il periodo

obiezione

Come mai l'aumentata carica nucleare lungo il gruppo non ha lo stesso effetto registrato lungo il periodo?E' necessario qui chiamare in causa un nuovo effetto, definito "effetto schermante".Pur aumenando la carica nucleare lungo il gruppo, la forza attrattiva che il nucleo esercita sugli elettroni esterni rimane sostanzialmente invariata a causa dell'effetto di schermo che hanno gli elettroni dei gusci più interni sulla carica nucleare.

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approfondimentifacoltativi

Consultare nell'ordine indicato i file .pdf estratti da "Chimica generale" di Paolo Corradini nell'ordine indicato:effetto schermante lungo il gruppo I parte.pdfeffetto schermante lungo il gruppo II parte.pdf effetto schermante lungo il periodo.pdfraggio atomico vs energia ionizzazione.pdfinversioni energia di ionizzazione.pdf

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