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Elementi del blocco p- chimicamo

Elementi del blocco p

  |   Chimica, Chimica Generale

Gli elementi del blocco p della Tavola Periodica sono quegli elementi che hanno gli elettroni più esterni nell’orbitale p. Poiché l’orbitale p può contenere al massimo sei elettroni i gruppi di elementi appartenenti a questo blocco sono sei e vanno dal gruppo 13 al gruppo 18 e hanno configurazione elettronica ns2 npx dove x varia da 1 a 6. Viene inserito nel blocco p anche l’elio che ha configurazione 1s2 e fa parte, come gli altri elementi del gruppo dei gas nobili.

Nel blocco p sono presenti metalli, non metalli e semimetalli e pertanto gli elementi del blocco mostrano una ampia gamma di comportamenti e di reattività.

I metalli appartenenti al blocco p sono:

I non metalli appartenenti al blocco p sono:

I semimetalli appartenenti al blocco p sono:

Proprietà periodiche

Carattere metallico

Il carattere metallico aumenta dall’alto verso il basso in ogni gruppo mentre diminuisce da sinistra a destra in un periodo.

Raggio atomico

Il raggio atomico aumenta dall’alto verso il basso in ogni gruppo mentre diminuisce da sinistra a destra in un periodo.

Energia di ionizzazione

L’energia di ionizzazione diminuisce dall’alto verso il basso lungo i gruppi a causa dell’aumento del raggio atomico. Vi sono, tuttavia, piccole deviazioni dovute alla presenza di elettroni d e f che hanno uno scarso potere schermante rispetto agli elettroni p.

Elettronegatività

L’elettronegatività aumenta da sinistra a destra lungo un periodo e dal basso verso l’alto lungo un gruppo

Numeri di ossidazione

Gli elementi del blocco p hanno numeri di ossidazione diversi e il loro stato di ossidazione maggiore corrisponde al numero totale degli elettroni di valenza. A differenza degli elementi del blocco s che hanno tutti numero di ossidazione positivo, gli elementi del blocco p hanno anche numeri di ossidazione negativi. Ad esempio gli alogeni hanno una forte tendenza ad acquistare un elettrone per completare il loro ottetto atomico e pertanto possono presentare numero di ossidazione -1.

Vengono riportati in tabella le configurazioni elettroniche, il numero di ossidazione maggiore e gli altri numeri di ossidazione dei gruppi appartenenti al blocco p.

Gruppo 13 14 15 16 17 18
Configurazione elettronica ns2, np1 ns2, np2 ns2, np3 ns2, np4 ns2, np5 ns2, np6
Numero di ossidazione più alto +3 +4 +5 +6 +7 +8
Altri numeri di ossidazione +1 -4, +2 -3, +3 -2, +4, +6 -1, +1, +3, +5 +2, +4, +6

 

Gli elementi più pesanti dei gruppi 13, 14, 15 e 16 mostrano l’effetto della coppia inerte: con questo termine si indica la scarsa tendenza a reagire degli elettroni che si trovano nel livello s più lontano dal nucleo.

La conseguenza dell’effetto della coppia inerte si traduce in una maggiore stabilità dei numeri di ossidazione di due unità inferiore rispetto al massimo numero di ossidazione possibile per gli elementi del gruppo.

Quindi gli elettroni di valenza nsed in particolare gli elettroni 5s2 e 6s2 degli elementi metallici che seguono il secondo periodo e il terzo periodo dei metalli di transizione sono meno reattivi pertanto l’’indio e il tallio, il piombo e lo stagno, l’antimonio e il bismuto e a volte tellurio e polonio appartenenti rispettivamente ai gruppi 13, 14, 15 e 16 hanno un numero di ossidazione più stabile inferiore di due unità rispetto agli altri elementi del gruppo.

 

Proprietà anomale dei primi elementi

Negli elementi del blocco p, il primo membro di ogni gruppo mostra un comportamento diverso dagli altri elementi del gruppo a causa delle loro dimensioni minori, dell’elevata energia di ionizzazione, dell’elevata elettronegatività e dell’assenza di orbitali d.

Il primo membro del gruppo 13, il boro è un semimetallo mentre gli altri sono metalli reattivi. Inoltre, il boro mostra una relazione diagonale con il silicio del gruppo 14. Gli ossidi di boro e silicio sono simili nella loro natura acida. Sia il boro che il silicio formano idruri covalenti che possono essere facilmente idrolizzati. Allo stesso modo, ad eccezione del trifluoruro di boro, gli alogenuri di entrambi gli elementi sono prontamente idrolizzati.

Nel gruppo 14, il carbonio è un non metallo mentre altri elementi sono semimetalli o metalli. A differenza di altri elementi del gruppo il carbonio può formare legami multipli

Nel gruppo 15 l’azoto differisce dal resto degli elementi del gruppo e come il carbonio, l’azoto può formare legami multipli. L’azoto è un gas biatomico a differenza degli altri membri del gruppo.

Allo stesso modo nel gruppo 16 l’ossigeno esiste come gas biatomico in quel gruppo e, a causa della sua elevata elettronegatività forma legami idrogeno.

Nel gruppo 17 il fluoro che è l’elemento più elettronegativo ha un comportamento diverso dal resto degli elementi. Come l’ossigeno forma legami a idrogeno e ha come numero di ossidazione solo -1 contrariamente agli altri elementi del gruppo.

Forme allotropiche

Alcuni elementi appartenenti prevalentemente dei Gruppi 13, 14, 15 e possono presentarsi in diverse forme allotropiche che differiscono tra loro per le proprietà fisiche e chimiche oltre che per la forma cristallina pur presentando lo stesso stato di aggregazione.

In tabella vengono riportate le forme allotropiche più comuni degli elementi del blocco p:

 

Elemento Forme allotropiche
Boro Boro α-romboedrico, boro β-romboedrico, boro β-tetragonale
Carbonio Diamante, grafite, grafene, fullerene, nanotubi di carbonio
Silicio Silicio amorfo, silicio cristallino
Germanio α-germanio, β-germanio
Stagno Stagno grigio, stagno bianco, stagno rombico
Fosforo Fosforo bianco, fosforo rosso, fosforo nero
Arsenico Arsenico giallo, arsenico grigio, arsenico nero
Antimonio Antimonio giallo, antimonio nero, antimonio blu
Ossigeno Ossigeno biatomico, ozono
Zolfo Zolfo rombico, zolfo monoclino
Selenio Selenio rosso, selenio grigio, selenio nero, selenio monoclino
Tellurio Tellurio amorfo, tellurio cristallino

 

 

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