Nozioni sulla tavola periodica di Mendeleev

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Difficoltà: media
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Introduzione

La tavola periodica degli elementi - nota anche come tavola periodica di Mendeleev - nacque dalla necessità di rappresentare uno schema di ordinamento attraverso cui classificare tutti gli elementi chimici conosciuti.
Quando, nel 1869, il chimico russo Dimitrij Mendeleev intuì la cosiddetta "periodicità" delle caratteristiche chimiche, propose una classificazione degli elementi secondo il loro peso atomico relativo e raccolse negli stessi gruppi tutte le sostanze che avessero peculiarità, nozioni e caratteristiche fisiche e chimiche simili e ricorrenti.

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Lo sviluppo della tavola periodica di Mendeleev

Durante lo sviluppo della sua tabella, Mendeleev si rese conto che alcuni degli spazi che componevano le colonne verticali e orizzontali della tavola periodica rimanevano vuoti, e giustificò quello che in apparenza poteva sembrare un errore come il risultato di un'effettiva mancanza di dati: alcuni degli elementi che avrebbero dovuto completare la tabella, infatti, non erano ancora stati scoperti. Tuttavia Mendeleev si spinse a classificare - e successivamente a descrivere - persino le caratteristiche degli elementi chimici allora sconosciuti, ordinandoli secondo il loro peso atomico crescente. Con la scoperta dell'esistenza dei neutroni e dei protoni, la classificazione dei numeri atomici si rivelò il sistema di ordinamento maggiormente efficace, e, in seguito, le successive scoperte confermarono le previsioni che Mendeleev attribuì agli elementi mancanti.

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L'organizzazione della tabella periodica: I gruppi

Le colonne verticali in cui sono ordinati gli elementi della tavola periodica - dette ''gruppi'' o ''famiglie'' - contengono tutte le sostanze chimiche che possiedono la stessa configurazione elettronica. Adottando dunque come criterio ordinatorio il numero atomico, gli elementi con caratteristiche simili si trovano sempre nello stesso gruppo.
La struttura della tavola periodica può essere spiegata sulla base della configurazione elettronica degli atomi: considerando ad esempio gli elementi che occupano la prima colonna della tabella, infatti, si può notare come il modo attraverso il quale gli elettroni si organizzano attorno al nucleo atomico è sempre identico e ripetitivo lungo tutta la fila verticale della stessa colonna. Gli elementi che presentano gli elettroni esterni (quindi che occupano la regione esterna dell'atomo) sono quelli che si rendono naturalmente disponibili ai legami chimici.
Convenzionalmente, i gruppi vengono sempre numerati progressivamente da sinistra verso destra.

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I periodi

Nei periodi, invece, gli elementi sono organizzati e disposti in ordine di numero atomico crescente lungo tutte le righe orizzontali della tavola periodica. Il periodo è costituito da una più o meno marcata graduale variazione della capacità degli elementi, legata alle alterazioni delle dimensioni e della massa di ogni singola struttura elettronica. Alcuni di questi elementi - per ragioni di praticità - sono stati organizzati in due serie rappresentate in una regione a parte (Lantanidi e Attanidi).
Se si considerano le caratteristiche chimiche di uno stesso periodo, si nota che procedendo da destra verso sinistra aumentano le variazioni del raggio atomico; questa particolare alterazione è causata dalla possibilità data dall'elemento chimico successivo di possedere un protone e un elettrone in più rispetto al precedente, incrementando così l'attrazione degli elettroni verso il nucleo.

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