Perché i metalli perdono elettroni e i non metalli acquistano elettroni

METALLI: I metalli alcalini (I gruppo), alcalino-terrosi (II gruppo) e terrosi (III gruppo), perdono i loro elettroni di valenza, trasformandosi in ioni positivi (CATIONI), per raggiungere la stessa configurazione elettronica ad ottetto del gas nobile che conclude il periodo precedente.

I metalli del primo gruppo hanno tutti un elettrone di valenza in più rispetto al gas nobile che immediatamente li precede nel sistema periodico, quelli del secondo gruppo due e quelli del terzo gruppo tre, rispettivamente perderanno uno, due e tre elettroni per raggiungere la configurazione ad ottetto.

Esempio 1: Metalli del primo gruppo, caso del sodio, la configurazione elettronica dell’atomo di Sodio è :₁₁Na =1s²2s²2p⁶3s¹= [Ne]3s¹. E’ presente un elettrone nel sottolivello 3s in più rispetto alla configurazione ad ottetto  del gas nobile Neon ₁₀Ne =1s²2s²2p⁶. L’atomo di sodio perde l’elettrone di valenza, si trasforma nello ione monopositivo (una sola carica positiva) Na⁺ (quando uno ione ha carica positiva viene chiamato CATIONE), il quale presenta la stessa configurazione elettronica ad ottetto del Neon, diciamo anche che lo ione sodio è ISOELETTRONICO con il neon, la configurazione dello ione Na⁺ è : ₁₁Na⁺ =1s²2s²2p⁶ = Ne.

Esempio 2: Metalli del secondo gruppo, caso del magnesio, la configurazione elettronica dell’atomo di magnesio è :₁₂Mg =1s²2s²2p⁶3s²= [Ne]3s².Sono presenti due elettroni nel sottolivello 3s in più rispetto alla configurazione ad ottetto  del gas nobile Neon ₁₀Ne =1s²2s²2p⁶.

L’atomo di Magnesio perde gli elettrone di valenza, si trasforma nello ione bipositivo (due cariche positiva) Mg²⁺ (quando uno ione ha cariche positive viene chiamato CATIONE), il quale presenta la configurazione ad ottetto del Neon, la configurazione dello ione Mg²⁺ è :

₁₂Mg²⁺ =1s²2s²2p⁶ = Ne.

NON METALLI: non metalli del V, VI e VII gruppo, aquistano elettroni che si sistemano nel loro livello di valenza, trasformandosi in ioni negativi (ANIONI), per raggiungere la stessa configurazione elettronica ad ottetto del gas nobile che conclude il periodo a cui essi appartengono.I non metalli del  V gruppo hanno tutti cinque elettrone di valenza, gliene mancano tre rispetto al gas nobile che immediatamente li segue nel sistema periodico, quelli del VI gruppo due e quelli del VII gruppo uno, rispettivamente acquistano tre, due e un elettroni per raggiungere la configurazione ad ottetto.

Esempio 3: Non metalli del VII gruppo, caso del cloro, la configurazione elettronica dell’atomo di cloro è :₁₇Cl =1s²2s²2p⁶3s²3p⁵ . Sono presenti, in totale 7 elettrone nei sottolivelli di valenza 3s e 3p, al cloro manca un solo elettrone di valenza per avere al stessa configurazione ad ottetto  del gas nobile Argon ₁₈Ar =1s²2s²2p⁶3s²3p⁶, che conclude il periodo a cui appartiene lo stesso cloro.

L’atomo di cloro quindi acquista un elettrone di valenza, si trasforma nello ione mononegativo (una sola carica negativa) Cl^- (quando uno ione ha cariche negative viene chiamato ANIONE), il quale presenta la configurazione ad ottetto dell’Argon, la configurazione dello ione Cl^- è :

₁₇Cl^- =1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ = Ar

Anomalie nel riempimento elettronico

Metodo veloce per scrivere la configurazione elettronica in notazione abbreviata utilizzando la tavola periodica.

STEP1: individuare a quale periodo (riga) e a quale gruppo (colonna) della tavola periodica appartiene l’elemento di cui si vuole fare la configurazione elettronica;

STEP2: individuare il GAS NOBILE che si trova alla fine del periodo precedente a quello determinato nello STEP1;

STEP3: cominciare a percorrere il periodo trovato nello STEP1 da sinistra verso destra percorrendo i vari blocchi andando di casella in casella fino a raggiungere quella dell’elemento che interessa, ricordando che percorrendo il periodo da sinistra a destra le prime due caselle corrispondono sempre a orbitali del sottolivello ns (con n numericamente uguale al periodo), quindi le restanti caselle che si incontrano corrispondono a orbitali del sottolivello np e che per ogni casella percorsa abbiamo un elettrone in più, se però l’elemento appartiene al quarto periodo o ad un periodo superiore tra gli orbitali ns e np si incontrano gli elementi di transizione che corrispondono a orbitali del sottolivello (n-1)d,

STEP4: per ogni casella percorsa contiamo un elettrone da mettere nel sottolivello corrispondente

ESEMPIO 1: vogliamo determinare la configurazione elettronica del Calcio.

STEP1: questo elemento appartiene al quarto periodo e secondo gruppo della tavola periodica

STEP2:  il GAS NOBILE che si trova alla fine del Terzo periodo è l’Argon;

   

STEP3: cominciamo a percorrere il quarto periodo da sinistra verso destra fino a raggiungere la casella dove si trova il Calcio. Il calcio si trova nella seconda casella del blocco s.

STEP4: percorriamo le prime due caselle (potassio e poi calcio) del blocco 4s, la nostra configurazione è [Ar] 4s².

ESEMPIO 2: vogliamo determinare la configurazione elettronica dell’Arsenico.

STEP1: questo elemento appartiene al quarto periodo e quinto gruppo della tavola periodica

STEP2:  il GAS NOBILE che si trova alla fine del Terzo periodo è l’Argon;

STEP3: cominciamo a percorrere il quarto periodo da sinistra verso destra fino a raggiungere la casella dove si trova il l’Arsenico. L’arsenico si trova nella quindicesima casella del periodo e esattamente nel blocco 4p e per giungervi dobbiamo percorrere le prime due caselle del blocco 4s, poi le 10 caselle del blocco 3d, e le prime tre caselle del blocco 4p.

STEP4: percorriamo le prime due caselle (potassio e poi calcio) del blocco 4s, la nostra configurazione parziale è [Ar] 4s².

Dopo la casella del Calcio, incontriamo quella dello Scandio, ha quindi inizio il blocco 3d che si conclude con la casella dello Zinco.

Il blocco 3d è costituito da dieci caselle, percorrendole e giungendo alla casella dello Zinco la nostra configurazione parziale è [Ar] 4s² 3d¹⁰

Dopo la casella dello Zinco, incontriamo quella del Gallio e con essa ha inizia il blocco 4p, per giungere alla casella dell’Arsenico, dobbiamo percorrere prima la casella del Gallio e la configurazione parziale è [Ar] 4s² 3d¹⁰ 4p¹, poi quella del Germanio e la configurazione parziale è [Ar] 4s² 3d¹⁰ 4p² (ricordiamo che una casella in più corrisponde ad un elettrone in più), infine giungiamo a quella dell’Arsenico quindi la configurazione finale che cerchiamo è [Ar] 4s² 3d¹⁰ 4p³.