Distribuzioni radiali di probabilità

Un elettrone nell’orbitale s è più vicino al nucleo di quello nell’orbitale p e quindi è

meno schermato.L’elettrone in s risente quindi di un Zeff maggiore rispetto a quando è nel p

E’ quindi trattenuto con più forza e a Energia piu’ basse dell’orbitale p

Il 4s si inverte con il 3d a causa dell’alta penetrazione di un orbitale 4s rispetto a un 3d, pur avendo numero quantico maggiore uguale a 4.

Riempimento degli orbitaliVariazione di energia in funzione del numero atomico

Affinita' elettronica

Energia relativa alla reazione di perdita di un elettrone da parte di

ione monoatomico negativo gassoso.

X- X + e-

Dà quindi un idea della forza con cui un elettrone potrebbe legarsi

ad un atomo.

Affinita’ elettronica• Gli atomi della maggior parte degli

elementi hanno affinita’ elettronica > 0, devo quindi spendere energia per strappare l’elettrone. Quindi la maggior parte degli atomi tende ad avere un elettrone in più rispetto a quelli dell’atomo neutro.

• Eccezioni: gas nobili, Be (2s2), Mg (3s2), N (2s2 2p3). Questa e’ una riprova che ci sono delle configurazioni elettroniche relativamente piu’ stabili delle altre.

Affinita’ elettronica• Gli elementi a destra della tavola

periodica (gruppo 17) hanno alta affinità elettonica.

• Le affinità elettroniche tendono a diminuire spostandosi lungo gli elementi di un gruppo.

Affinita’ elettronica• L’aggiunta di un secondo o più

elettroni è sempre sfavorevole. Es: O- + e- -> O2-

Le repulsioni interelettroniche non sopravanzano il guadagno energetico dovuto alla acquisizione di una configurazione a livello completo e quindi EA >0

Dimensioni atomiche

• Le dimensioni di un atomo sono determinate dalla distribuzione degli elettroni intorno al nucleo. Non esiste un confine netto e definito dell’atomo.

• Non e’ possibile determinare sperimentalmente le dimensioni di un atomo isolato.

Raggi atomici J.C. Slater ha proposto un insieme congruente di raggi atomici basandosi sulle distanze tra atomi nelle sostanze elementari e nei composti allo stato solido. I raggi atomici sono stati definiti in modo tale che la somma dei raggi dia le distanze fra i nuclei. Naturalmente il raggio atomico varierà a seconda di come l'atomo in esame interagisce con i suoi vicini, ma la deviazione dal valor medio del raggio atomico e' entro 12 pm.

Raggi atomici (in pm) degli elementi

 

 

 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17  

H25

                                 

Li 145

Be 105

                   B 85

C 70

N 65

O 60

F 50

 

Na 180

Mg 150

                   Al 125

Si 110

P 100

S 100

Cl 100

 

K 220

Ca 180

Sc 160

Ti 140

V 135

Cr 140

Mn 140

Fe 140

Co 135

Ni 135

Cu 135

Zn 135

Ga 130

Ge 125

As 115

Se 115

Br 115

 

Rb 235

Sr 200

Y 180

Zr 155

Nb 145

Mo 145

Tc 135

Ru 130

Rh 135

Pd 140

Ag 160

Cd 155

In 155

Sn 145

Sb 145

Te 140

I 140

 

Cs 260

Ba 215

La * 195

Hf 155

Ta 145

W 135

Re 135

Os 130

Ir 135

Pt 135

Au 135

Hg 150

Tl 190

Pb 180

Bi 160

Po 190

At    -

 

Fr   -

Ra 215

Ac ** 195

                             

Raggi atomici

Raggi atomici

Il raggio atomico del Litio è maggiore di quello del FluoroIl raggio atomico diminuisce man mano che si va da sinistra a

destra in ogni periodo

Variazione del raggio atomico in funzione del numero atomico

L’aumento di Zeff lungo un periodo fa contrarre gli atomi

F

ClBr

Raggi atomici

• Le dimensioni atomiche diminuiscono lungo ciascun periodo, nel senso in cui aumentano le interazioni nucleo-elettroni.

• Le dimensioni atomiche aumentano scendendo lungo un gruppo, nel senso in cui le interazioni nucleo-elettroni diminuiscono.

Elementi di transizione

A parte una piccola contrazione all’inizio della serie, gli atomi della stessa serie di transizione hanno più o meno la stessa dimensione.

La dimensione è determinata dall’orbitale ns.

Metto elettroni negli orbitali d che sono interni rispetto all’orbitale s e che partecipano all’effetto di schermo, mentre il numero di elettroni nell’orbitale s esterno è costante

L’effetto dell’aumento di protoni nel nucleo è bilanciato dall’aumento del numero di elettroni (n-1)d.

Zeff vara poco lungo il rempimento degli orbitali 3d ed è circa costante per gli elettroni nell’orbitale 4s

Raggi atomici e raggi ionici

La conseguenza dell’aumento dell’attrazione tra il nucleo e gli

elettroni rimanenti è che il catione ha raggio ionico molto piu’ piccolo del

raggio atomico. La contrazione più rilevante si ha

quando la perdita di uno o più elettroni comporta la scomparsa dello strato più esterno della configurazione elettronica

dello ione

Per gli anioni vale il discorso inverso. Gli elettroni per l’aumento

della repulsione tendono ad allontanarsi e le dimensioni

aumentano. Quindi l’ anione ha raggio ionico molto piu’ grande del

raggio atomico

Na+ e Mg2+ sono isoelettronici, cioè hanno tutti e due 10 elettroni.

Mg2+ è più piccolo perhce’ ha carica nucleare maggiore uguale a +12 rispetto a +11 del Na+

Raggi ionici

Metalli e non metalli

Metalli = poveri di elettroni esterni e con più bassa energia di ionizzazione

Non Metalli = ricchi di elettroni esterni e con più alta energia di ionizzazione

Metalli e non metalli