buonasera, ho un dubbio sulla tavola periodica, per quale motivo in alcuni metalli di transizione la configurazione elettronica cambia lungo il gruppo, se nei gruppi A tutti gli elementi di 1 stesso gruppo hanno lo stesso numero di elettroni nel loro livello più esterno, in alcuni metalli di transizione (gruppi B) non succede come ad esempio con l’Oro (Au), Platino e Palladio, mi sa spiegare il perché? La ringrazio in anticipo
In effetti ci sono alcune eccezioni. Allora, di norma i gruppi del blocco d (metalli di transizione), che sono 10 come il numero di elettroni che possono essere ospitati negli orbitali d, sono numerati da 3B a 12B e hanno in ordine la seguente configurazione elettronica esterna:
3B = d1 s2 (s2 è del livello successivo ma si riempie prima, es nello Sc: 3d1 4s2)
4B = d2 s2
5B = d3 s2 (qua compare la prima anomalia: nel Niobio si ha d4 s1)
6B = d4 s2 (anomalia del Molibdeno d5 s1)
7B = d5 s2
8B = d6 s2 (anomalia del Rutenio d7 s1)
9B = d7 s2 (anomalia: Rodio d8 s1)
10B = d8 s2 (anomalie: Palladio d10, con orbitale s vuoto; Platino d9 s1)
11B = d9 s2 (anomalie: Argento d10 s1; Oro: d10 s1)
12B = d10 s2
La regola di base è quindi che l’orditale d si riempie progressivamente da d1 a d10 (nel passare dal gruppo 3B al 12B) dopo aver riempito l’orbitale s del livello superiore (che pur essendo di livello superiore ha energia più bassa e quindi si riempie prima).
Tuttavia ci sono alcune eccezioni (le anomalie elencate sopra dove la configurazione più stabile risulta quella dove l’orbitale s non si riempie con 2 elettroni ma presenta solo 1 elettrone e quindi si ha un elettrone in più nell’orbitale d. Questo accade perché in queste situazioni risulta energeticamente conveniente avere più elettroni con spin parallelo (secondo la regola di Hund), includendo anche 1 elettrone dell’orbitale s oppure riempire completamente gli orbitali d (d10) a scapito dell’orbitale s. Nel caso particolare del Palladio invece l’anomalia è che l’atomo preferisce riempire completamente gli orbitali d lasciando vuoto quello s del livello successivo.
Perché queste anomalie avvengono solo in alcuni elementi di un certo gruppo? Perché scendendo nel gruppo i valori delle energie degli orbitali cambiano e i loro rapporti non sono gli stessi, il che giustifica le anomalie. La meccanica quantistica è in grado di prevederle con esattezza, ma ovviamente un calcolo del genere non è necessario ai fini del test e ritengo anche di non doversi preoccupare di imparare queste anomalie a memoria, a mio avviso però è importante sapere che ci sono. Potrebbe essere utile ricordare almeno quella di Argento e Oro perché hanno una spiegazione abbastanza semplice: l’atomo preferisce riempire completamente l’orbitale d, lasciando un singoletto nell’orbitale s. Magari potresti anche ricordare l’anomalia del Palladio spiegata sopra.
Se ti può essere utile, a questo link puoi trovare una tavola periodica degli elementi con le configurazioni elettroniche: https://www.laforgia.xyz/file/Tavola%20Periodica.pdf
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buonasera, ho un dubbio sulla tavola periodica, per quale motivo in alcuni metalli di transizione la configurazione elettronica cambia lungo il gruppo, se nei gruppi A tutti gli elementi di 1 stesso gruppo hanno lo stesso numero di elettroni nel loro livello più esterno, in alcuni metalli di transizione (gruppi B) non succede come ad esempio con l’Oro (Au), Platino e Palladio, mi sa spiegare il perché? La ringrazio in anticipo
In effetti ci sono alcune eccezioni. Allora, di norma i gruppi del blocco d (metalli di transizione), che sono 10 come il numero di elettroni che possono essere ospitati negli orbitali d, sono numerati da 3B a 12B e hanno in ordine la seguente configurazione elettronica esterna:
3B = d1 s2 (s2 è del livello successivo ma si riempie prima, es nello Sc: 3d1 4s2)
4B = d2 s2
5B = d3 s2 (qua compare la prima anomalia: nel Niobio si ha d4 s1)
6B = d4 s2 (anomalia del Molibdeno d5 s1)
7B = d5 s2
8B = d6 s2 (anomalia del Rutenio d7 s1)
9B = d7 s2 (anomalia: Rodio d8 s1)
10B = d8 s2 (anomalie: Palladio d10, con orbitale s vuoto; Platino d9 s1)
11B = d9 s2 (anomalie: Argento d10 s1; Oro: d10 s1)
12B = d10 s2
La regola di base è quindi che l’orditale d si riempie progressivamente da d1 a d10 (nel passare dal gruppo 3B al 12B) dopo aver riempito l’orbitale s del livello superiore (che pur essendo di livello superiore ha energia più bassa e quindi si riempie prima).
Tuttavia ci sono alcune eccezioni (le anomalie elencate sopra dove la configurazione più stabile risulta quella dove l’orbitale s non si riempie con 2 elettroni ma presenta solo 1 elettrone e quindi si ha un elettrone in più nell’orbitale d. Questo accade perché in queste situazioni risulta energeticamente conveniente avere più elettroni con spin parallelo (secondo la regola di Hund), includendo anche 1 elettrone dell’orbitale s oppure riempire completamente gli orbitali d (d10) a scapito dell’orbitale s. Nel caso particolare del Palladio invece l’anomalia è che l’atomo preferisce riempire completamente gli orbitali d lasciando vuoto quello s del livello successivo.
Perché queste anomalie avvengono solo in alcuni elementi di un certo gruppo? Perché scendendo nel gruppo i valori delle energie degli orbitali cambiano e i loro rapporti non sono gli stessi, il che giustifica le anomalie. La meccanica quantistica è in grado di prevederle con esattezza, ma ovviamente un calcolo del genere non è necessario ai fini del test e ritengo anche di non doversi preoccupare di imparare queste anomalie a memoria, a mio avviso però è importante sapere che ci sono. Potrebbe essere utile ricordare almeno quella di Argento e Oro perché hanno una spiegazione abbastanza semplice: l’atomo preferisce riempire completamente l’orbitale d, lasciando un singoletto nell’orbitale s. Magari potresti anche ricordare l’anomalia del Palladio spiegata sopra.
Se ti può essere utile, a questo link puoi trovare una tavola periodica degli elementi con le configurazioni elettroniche:
https://www.laforgia.xyz/file/Tavola%20Periodica.pdf