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3.3 La struttura della tavola periodica
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con cui gli elettroni riempiono gli orbitali atomici. La lunghezza crescente dei
periodi è dovuta all’aumento del numero di orbitali disponibili, al crescere del
numero quantico principale
n
.
Il numero del periodo a cui appartiene un elemento corrisponde al valore
del livello energetico dei suoi elettroni più esterni: lo zolfo appartiene al terzo
periodo perché ha la configurazione 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
4
.
Negli elementi di transizione, gli orbitali
d
sono sempre preceduti dagli or-
bitali
s
che hanno un numero quantico principale superiore di un’unità: per
esempio lo scandio ha la configurazione 4s
2
3d
1
. Invece, negli elementi di transi-
zione interna, gli elettroni occupano progressivamente gli orbitali
f
che sono
preceduti da un coefficiente di due unità inferiore al numero del periodo: il ce-
rio, che fa parte dei lantanidi, appartiene al periodo con n = 6 ed ha la configu-
razione esterna 6s
2
4f
1
5d
1
.
La tavola comunemente usata è formata da gruppi numerati da I a 0, divisi
in
gruppi principali
o
sottogruppi
. Per gli
elementi tipici
o
rappresentativi
, il
numero del gruppo corrisponde al numero totale degli elettroni di valenza: ad
esempio gli elementi del gruppo VII B hanno la configurazione elettronica
esterna ns
2
np
5
. Per gli
elementi di transizione
, il numero del sottogruppo,
tranne poche eccezioni, coincide con il numero di elettroni presenti negli orbi-
tali di tipo d.
Gli elementi corrispondenti ai gruppi del ferro, del cobalto e del nichel, ven-
gono raggruppati in unico gruppo VIII, poiché esistono notevoli analogie di
comportamento non solo tra elementi dello stesso gruppo ma anche tra quelli
dello stesso periodo.
I lantanidi e gli attinidi, nei quali si ha il progressivo riempimento degli or-
bitali di tipo f, appartengono tutti al gruppo III A e sono chiamati
elementi di
transizione interna
.
Alcuni gruppi hanno una denominazione propria: al gruppo I A apparten-
gono i
metalli alcalini
, al gruppo I B i
metalli da conio
, al gruppo II A i
metalli
alcalino–terrosi
. Il gruppo VI B è quello dei
calcogeni
, il gruppo VII B quello
degli
alogeni
ed infine il gruppo 0 è detto dei
gas nobili
. Tutti i rimanenti
gruppi prendono il nome dell’elemento con numero atomico più basso. I lanta-
nidi sono pure detti
terre rare
.
Recentemente la
IUPAC
(International Union of Pure and Applied Chemi-
stry) ha suggerito di numerare i gruppi da 1 a 18.
La conoscenza della posizione che un elemento occupa nella tavola perio-
dica (vedi Figura 3.1) permette di ricavare facilmente la sua configurazione elet-
tronica esterna. Ad esempio, il titanio (Ti), il cui numero atomico è 22, avrà la
configurazione elettronica esterna 3d
2
4s
2
poiché questo elemento appartiene al
secondo gruppo della prima serie dei metalli transizionali. Per il bario (Ba), il
cui numero atomico è 56, la configurazione elettronica esterna sarà 6s
2
perché
esso è il secondo elemento del sesto periodo, mentre l’antimonio (Sb), il cui nu-
mero atomico è 51, avrà la configurazione esterna 4d
10
5s
2
5p
3
essendo il terzo
tra gli elementi del quinto periodo che corrispondono al riempimento degli or-
bitali 5p.