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stanza maggiore dal nucleo e conseguentemente il raggio atomico cresce. Spo-

standosi lungo un periodo non si ha variazione del numero quantico principale,

ma l’aumento della carica nucleare determina una maggiore attrazione degli

elettroni di valenza da parte del nucleo per cui si ha contrazione del volume ato-

mico dell’atomo e conseguente diminuzione del suo raggio.

Gli elementi delle serie di transizione non presentano variazioni notevoli dei

raggi atomici con il numero atomico. Questo comportamento può esssere spie-

gato tenendo conto che il progressivo aumento della carica nucleare risulta bi-

lanciato dall’azione schermante esercitata dagli elettroni più interni di tipo d

sugli elettroni più esterni di tipo s.

La perdita o l’acquisto di un elettrone da parte di un atomo lo trasforma in

una particella carica positivamente o negativamente, che prende il nome di

ione

(gli ioni positivi vengono chiamati

cationi

, quelli negativi

anioni

). Come mo-

strato nella Figura 3.6, i

raggi ionici

dei vari elementi possono essere ottenuti as-

sumendo che la distanza tra i nuclei degli ioni adiacenti in un cristallo ionico

(vedi Capitolo 4) sia pari alla somma dei raggi del catione e dell’anione.

Le dimensioni di un atomo sono determinate dalle forze di attrazione eser-

citate sugli elettroni esterni dalla carica nucleare effettiva, Z

eff

. L’entità di Z

eff

di-

pende dalla carica nucleare positiva e dall’azione schermante degli elettroni più

interni. Quando un atomo è trasformato in ione positivo, si ha una contrazione

del suo volume poiché si verifica un aumento netto della carica nucleare effet-

tiva dovuto alla diminuzione del numero degli elettroni. Al contrario uno ione

negativo è sempre più grande dell’atomo neutro dal quale deriva, poiché vi è

una diminuzione della carica effettiva del nucleo. Nella Figura 3.7 è mostrato un

confronto tra le dimensioni di alcuni atomi e dei loro ioni.

Anche i raggi ionici, come i raggi atomici, mostrano variazioni regolari con il

numero atomico. Il raggio ionico aumenta quando ci si sposta verso il basso

lungo un gruppo poiché gli elettroni si trovano a distanze via via crescenti dal

nucleo.

76

Capitolo 3 Il sistema periodico

Na

+

Cl

r

Na

+

+ r

Cl

Figura 3.6

Distanza interionica e raggi ionici in un

cristallo di NaCl.

Figura 3.7

Dimensioni relative di atomi e ioni.

Gruppo 1

Gruppo 2

Gruppo 13

Gruppo 16

Gruppo 17

Li

+

76

Na

+

102

K

+

151

Rb

+

161

Li

155

Na

190

K

235

Rb

248

Be

2+

45

Mg

2+

66

Ca

2+

100

Sr

2+

126

Be

112

Mg

160

Ca

197

Sr

215

B

3+

23

Al

3+

51

Ga

3+

62

In

3+

80

B

88

Al

143

Ga

122

In

162

O

2–

140

S

2–

184

Se

2–

198

Te

2–

207

O

66

S

104

Se

117

Te

137

F

133

Cl

181

Br

196

I

220

F

64

Cl

100

Br

114

I

133