- Come varia il carattere metallico degli elementi nella tavola periodica?
- Proprietà degli elementi metallici
- In che modo il raggio atomico influenza la reattività dei metalli?
- Elemento di maggior carattere metallico
- Elemento di minore carattere metallico
- Riferimenti
Il carattere metallico degli elementi della tavola periodica si riferisce a tutte quelle variabili, chimiche e fisiche, che definiscono i metalli o li distinguono da altre sostanze in natura. Sono generalmente solidi lucidi, densi, duri, con elevate conducibilità termiche ed elettriche, modellabili e duttili.
Tuttavia, non tutti i metalli presentano tali caratteristiche; per esempio, nel caso del mercurio, questo è un liquido nero lucido. Allo stesso modo, queste variabili dipendono dalle condizioni di pressione e temperatura sul terreno. Ad esempio, l'idrogeno apparentemente non metallico può comportarsi fisicamente come un metallo in condizioni estreme.
Queste condizioni possono essere: sotto pressioni abissali o temperature molto fredde che oscillano intorno allo zero assoluto. Per definire se un elemento è metallico o meno, è necessario considerare dei pattern nascosti agli occhi dell'osservatore: pattern atomici.
Questi discriminano con maggiore precisione e affidabilità quali sono gli elementi metallici, e anche quale elemento è più metallico di un altro.
In questo modo, il vero carattere metallico di una moneta d'oro si basa più sulle qualità dei suoi atomi che su quelle determinate dalla sua massa aurea, eppure i due sono strettamente correlati.
Quale delle monete è più metallica: una d'oro, una di rame o una di platino? La risposta è platino e la spiegazione sta nei suoi atomi.
Come varia il carattere metallico degli elementi nella tavola periodica?
L'immagine in alto mostra le proprietà periodiche degli elementi. Le righe corrispondono ai periodi e le colonne ai gruppi.
Il carattere metallico diminuisce da sinistra a destra e aumenta nella direzione opposta. Inoltre, questo aumenta dall'alto verso il basso e diminuisce man mano che i periodi vengono incrociati ai capi dei gruppi. La freccia blu diagonale nella tabella indica quanto sopra.
In questo modo, gli elementi che sono vicini alla direzione indicata dalla freccia avranno un carattere metallico maggiore rispetto a quelli che si trovano nella direzione opposta (i blocchi gialli).
Inoltre, le altre frecce corrispondono ad altre proprietà periodiche, che definiscono in che senso queste aumentano o diminuiscono man mano che l'elemento "metallizza". Ad esempio, gli elementi dei blocchi gialli, sebbene abbiano un carattere metallico basso, la loro affinità elettronica e l'energia di ionizzazione sono elevate.
Nel caso dei raggi atomici, più sono grandi, più l'elemento è metallico; questo è indicato dalla freccia blu.
Proprietà degli elementi metallici
La tavola periodica mostra che i metalli hanno grandi raggi atomici, basse energie di ionizzazione, basse affinità elettroniche e basse elettronegatività. Come memorizzare tutte queste proprietà?
Il punto in cui fluiscono è la reattività (elettropositività) che definisce i metalli, che si ossidano; cioè perdono facilmente elettroni.
Quando perdono elettroni, i metalli formano cationi (M + ). Pertanto, gli elementi con un carattere metallico più elevato formano cationi più facilmente di quelli con un carattere metallico inferiore.
Un esempio di ciò è considerare la reattività degli elementi del gruppo 2, i metalli alcalino terrosi. Il berillio è meno metallico del magnesio e il magnesio è meno metallico del calcio.
Così via fino a raggiungere il metallo bario, il più reattivo del gruppo (dopo il radio, elemento radioattivo).
In che modo il raggio atomico influenza la reattività dei metalli?
All'aumentare del raggio atomico, gli elettroni di valenza sono più lontani dal nucleo, quindi sono tenuti meno fortemente nell'atomo.
Tuttavia, se un periodo viene attraversato sul lato destro della tavola periodica, il nucleo aggiunge protoni al suo corpo ora più positivo, che attrae gli elettroni di valenza con maggiore forza, riducendo la dimensione del raggio atomico. Ciò si traduce in una diminuzione del carattere metallico.
Pertanto, un atomo molto piccolo con un nucleo molto positivo tende a guadagnare elettroni invece di perderli (elementi non metallici), e quelli che possono sia guadagnare che perdere elettroni sono considerati metalloidi. Boro, silicio, germanio e arsenico sono alcuni di questi metalloidi.
D'altra parte, il raggio atomico aumenta anche se c'è nuova disponibilità di energia per altri orbitali, che si verifica quando si scende in un gruppo.
Per questo motivo, scendendo sulla tavola periodica, i raggi diventano voluminosi e il nucleo diventa incapace di impedire ad altre specie di prelevare elettroni dal suo guscio esterno.
In laboratorio, con un forte agente ossidante - come l'acido nitrico diluito (HNO 3 ) - si possono studiare le reattività dei metalli contro l'ossidazione.
Allo stesso modo, anche i processi di formazione dei suoi alogenuri metallici (NaCl, per esempio) sono esperimenti che dimostrano questa reattività.
Elemento di maggior carattere metallico
La direzione della freccia blu nell'immagine della tavola periodica porta agli elementi francio e cesio. Il francio è più metallico del cesio, ma a differenza di quest'ultimo, il francio è artificiale e radioattivo. Per questo motivo il cesio prende il posto dell'elemento naturale con il maggior carattere metallico.
Infatti, una delle reazioni più note (e più esplosive) è quella che si verifica quando un pezzo (o gocce) di cesio vengono a contatto con l'acqua.
L'elevata reattività del cesio, tradotta anche nella formazione di composti molto più stabili, è responsabile del rilascio improvviso di energia:
2Cs (s) + 2H 2 O → 2CsOH (aq) + H 2 (g)
L'equazione chimica ci permette di vedere l'ossidazione del cesio e la riduzione degli idrogeni nell'acqua in idrogeno gassoso.
Elemento di minore carattere metallico
Sulla diagonale opposta, nell'angolo in alto a destra della tavola periodica, il fluoro (F 2 , immagine in alto) guida l'elenco degli elementi non metallici. Perché? Perché è l'elemento più elettronegativo in natura e quello con la più bassa energia di ionizzazione.
In altre parole, reagisce con tutti gli elementi della tavola periodica per formare lo ione F - e non F + .
È molto improbabile che il fluoro perda elettroni in qualsiasi reazione chimica, al contrario dei metalli. È per questo motivo che è l'elemento meno metallico.
Riferimenti
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