La tavola periodica degli elementi campeggia in tutti i laboratori e nelle aule di chimica è punto di riferimento per veterani e neofiti.
Alexandre Beguyer de Chancourtois già nel 1862 individuò una periodicità nelle proprietà fisiche degli elementi e successivamente William Odling fu il primo a suddividere i 52 elementi allora conosciuti un 13 gruppi basandosi sulle loro proprietà fisiche e chimiche. Nei suoi studi compiuti tra il 1863 e il 1866 John Newlands catalogò gli elementi secondo peso atomico crescente e notò che le proprietà fisiche e chimiche si ripetevano ad intervalli di otto elementi ed enunciò la legge delle ottave.
Nel 1869 Mendeleev previde l'esistenza di altri elementi descrivendone le loro proprietà chimiche e fisiche. L'importanza della tavola periodica e delle previsioni di Mendeleev furono riconosciute pochi anni dopo, in seguito alla scoperta degli elementi scandio, gallio e germanio che andarono ad occupare alcuni posti lasciati vuoti nella tavola e possedevano le proprietà fisiche previste dalla loro posizione in essa.
La tavola periodica moderna, che costituisce un supporto indispensabile per ogni chimico, ricalca nelle sue linee essenziali la tavola di Mendeleev conservandone la suddivisione in periodi e gruppi.
Il fascino della tavola periodica degli elementi, probabilmente la più amata dai chimici, sta nel fatto che non si presenta uniforme. In alcune righe ci sono pochi elementi, mentre altre sono complete con 18 elementi.
Gruppi e periodi
Nella tavola periodica sono presenti:
7 file orizzontali chiamate periodi
18 colonne verticali chiamate gruppi
2 file separante in cui sono presenti lantanidi e attinidi
Elementi del blocco s
Gli elementi del blocco s sono costituiti da quelli del 1° e del 2° gruppo e sono tutti metalli ad eccezione dell'idrogeno.
Agli elementi del primo gruppo, detto dei metalli alcalini in quanto formano idrossidi solubili in acqua che danno reazione alcalina appartengono
La loro configurazione elettronica finisce in s1 ed hanno pertanto un solo elettrone di valenza quindi tendono a formare ioni monopositivi. Hanno tutti numero di ossidazione +1 e sono caratterizzati da una bassa energia di prima ionizzazione e una bassa elettronegatività; sono teneri, duttili e malleabili e danno colorazioni caratteristiche ai saggi alla fiamma.
Agli elementi del secondo gruppo, detto dei metalli metalli alcalino-terrosi in quanto gli ossidi di alcuni di tali elementi si trovano nelle rocce e hanno carattere basico, appartengono il Berillio, Magnesio, Calcio, Stronzio, Bario e Radio che è un elemento radioattivo. La loro configurazione elettronica finisce in s2 ed hanno pertanto un solo elettrone di valenza quindi tendono a formare ioni bipositivi. Hanno tutti numero di ossidazione +2 sono caratterizzati da una bassa energia di prima e seconda ionizzazione e presentano maggiore durezza, punto di fusione più alto e densità maggiore rispetto ai metalli alcalini. I sali di calcio, stronzio e bario danno colorazioni caratteristiche ai saggi alla fiamma.
Elementi del blocco p
Gli elementi del blocco p si trovano a destra della tavola periodica e sono separati dagli elementi del blocco s tramite il blocco dei metalli di transizione. Appartengono al blocco p gli elementi di sei gruppi.
Gruppo del boro
Gli elementi del Gruppo 13 hanno configurazione elettronica: s2, p1 e, ad eccezione del boro sono tutti metalli. Ad eccezione del boro che si presenta molto duro gli elementi del gruppo sono caratterizzati dall'essere teneri.
Gruppo del carbonio
Gli elementi del Gruppo 14 hanno configurazione elettronica: s2, p2 e possono presentare più numeri di ossidazione. Nel gruppo sono presenti tutte le tipologie di elementi: il Carbonio e il Silicio sono non metalli, il Gallio e un semimetallo mentre Stagno e Piombo sono metalli.
Gruppo dell'azoto
Gli elementi del Gruppo 15 hanno configurazione elettronica: s2, p3 e possono presentare più numeri di ossidazione. Nel gruppo sono presenti tutte le tipologie di elementi: l'Azoto e il Fosforo sono non metalli, l'Arsenico e l'Antimonio sono semimetalli mentre il Bismuto è un metallo.
Gruppo dell'ossigeno
Gli elementi del Gruppo 16 hanno configurazione elettronica: s2, p4 e possono presentare più numeri di ossidazione. Gli elementi del gruppo Ossigeno, Zolfo, Selenio, Tellurio e Polonio che è radioattivo sono tutti non metalli.
Gruppo del fluoro
Gli elementi del Gruppo 17 hanno configurazione elettronica: s2, p5 e possono presentare, ad eccezione del fluoro che ha sempre numero di ossidazione -1, più numeri di ossidazione. Gli elementi del gruppo Fluoro, Cloro, Bromo, Iodio e Astato elementi molto reattivi e presentano alta energia di ionizzazione e alta elettronegatività.
Gas nobili
Gli elementi del Gruppo 18 hanno configurazione elettronica: s2, p6 ad eccezione dell'Elio che ha configurazione elettronica 1s2, ma che come gli altri elementi del gruppo ha pieno il suo ultimo orbitale. Non avendo elettroni di valenza sono scarsamente reattivi e solo lo Xeno e il Kripto formano fluoruri. Ad eccezione del Radon, gli altri elementi del gruppo sono presenti, sia pure in piccole quantità, nell'atmosfera.
Elementi del blocco d
Il blocco d comprende gli elementi che vanno dal terzo al dodicesimo gruppo. In ciascuno di tali gruppi avviene il progressivo riempimento dell'orbitale d ovvero da s2d1 a s2d10 sia pure con qualche eccezione. In particolare il Cromo ha configurazione s1d5 e non s2d4 e gli elementi del gruppo 11 corrispondente al gruppo dei metalli nobili hanno configurazione s1d10 e non s2d9.
