Elementi del blocco p: proprietà periodiche

Il blocco p della Tavola Periodica comprende gli elementi con gli elettroni più esterni nell’orbitale p, che può ospitare al massimo sei elettroni. Questi elementi si estendono dal gruppo 13 al gruppo 18 e presentano la configurazione elettronica ns² np^x (con x da 1 a 6). L’elio, con la configurazione 1s², è anche incluso in questo blocco insieme agli altri gas nobili.

Composizione del Blocco P

Il blocco p accoglie una varietà di elementi, inclusi metalli, non metalli e semimetalli. Questa diversità si riflette nei differenti comportamenti e livelli di reattività degli elementi del blocco.

Metalli nel Blocco P

Tra i metalli presenti nel blocco p troviamo:
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Alluminio

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Gallio

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Indio

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Tallio

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Stagno

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Piombo

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Bismuto

Non Metalli nel Blocco P

I non metalli appartenenti al blocco p includono:
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Elio

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Carbonio

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Azoto

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Ossigeno

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Fluoro

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Neon

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Fosforo

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Zolfo

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Cloro

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Argon

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Selenio

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Bromo

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Kripton

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Iodio

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Xeno

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Radon

Semimetalli nel Blocco P

I semimetalli presenti sono:
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Boro

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Silicio

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Germanio

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Arsenico

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Antimonio

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Tellurio

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Polonio

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Astato

Proprietà Periodiche

Carattere Metallico

Il carattere metallico tende ad aumentare all’aumentare del numero atomico in un gruppo e a diminuire da sinistra a destra in un periodo.

Raggio Atomico

Il raggio atomico tende ad aumentare all’aumentare del numero atomico in un gruppo e a diminuire da sinistra a destra in un periodo.

Energia di Ionizzazione

La energia di ionizzazione è l’energia richiesta per rimuovere un elettrone da un atomo neutro. In generale, tende a diminuire all’aumentare del numero atomico in un gruppo e ad aumentare da sinistra a destra in un periodo.

I cambiamenti nella configurazione elettronica dei gruppi p

L’energia di ionizzazione è un processo che diminuisce lungo i gruppi a causa dell’aumento del raggio atomico, eccezioni possono verificarsi a causa della presenza di elettroni d e f con scarsa capacità di schermatura rispetto agli elettroni p.

Variazioni dell’elettronegatività

L’elettronegatività tende ad aumentare da sinistra a destra di un periodo e dal basso verso l’alto di un gruppo.

Numeri di ossidazione nei gruppi p

Gli elementi del blocco p presentano diversi numeri di ossidazione, con il numero massimo corrispondente al totale degli elettroni di valenza. A differenza degli elementi del blocco s, quelli del blocco p possono avere numeri di ossidazione negativi oltre ai positivi. Ad esempio, gli alogeni hanno una forte tendenza ad acquisire un elettrone per raggiungere l’ottetto atomico, presentando spesso un numero di ossidazione pari a -1.

Nella tabella sono riportate le configurazioni elettroniche, il numero di ossidazione massimo e altri numeri di ossidazione dei gruppi del blocco p.

Quando si considerano gli elementi più pesanti dei gruppi 13, 14, 15 e 16, si osserva l’effetto della coppia inerte: una minore reattività degli elettroni nel livello s esterno. Questo porta a una maggiore stabilità dei numeri di ossidazione due unità inferiori al massimo possibile per gli elementi del gruppo.

Pertanto, gli elettroni ns^2, in particolare 5s^2 e 6s^2 degli elementi metallici dopo il secondo e terzo periodo dei metalli di transizione, sono meno reattivi. Di conseguenza, elementi come indio e tallio, piombo e stagno, antimonio e bismuto, e a volte tellurio e polonio, appartenenti ai gruppi 13, 14, 15 e 16, possono presentare numeri di ossidazione più stabili, inferiori di due unità rispetto al massimo possibile.

Proprietà distintive dei primi elementi del blocco p

Nel contesto dei gruppi p della tavola periodica, gli elementi presentano una proprietà anomala per il primo membro di ciascun gruppo. Questa particolarità è dovuta alle dimensioni più ridotte, all’alta energia di ionizzazione, all’elevata elettronegatività e alla mancanza di orbitali d. Ad esempio, il boro, il primo elemento del gruppo 13, si comporta come un semimetallo, mentre i successivi elementi sono metalli reattivi. Inoltre, il boro mostra una relazione diagonale con il silicio del gruppo 14, con ossidi simili nella loro natura acida. Entrambi formano idruri covalenti idrolizzabili. Similmente, il carbonio nel gruppo 14 agisce come un non metallo, consentendo la formazione di legami multipli in contrasto con gli altri membri del gruppo.

Particolarità dei gruppi 15, 16 e 17

Nel gruppo 15, l’azoto si distingue dagli altri elementi del gruppo poiché può formare legami multipli, presentandosi come un gas biatomico. Anche nel gruppo 16, l’ossigeno si comporta in modo unico essendo un gas biatomico e formando legami idrogeno grazie alla sua elevata elettronegatività. Infine, nel gruppo 17, il fluoro, l’elemento più elettronegativo, mostra comportamenti distinti rispetto agli altri elementi del gruppo, formando legami a idrogeno e possedendo unicamente numero di ossidazione -1.

Forme allotropiche degli elementi del blocco p

Gli elementi appartenenti ai gruppi 13, 14, 15, 16 e 17 possono manifestarsi in diverse forme allotropiche che differiscono per le proprietà fisiche e chimiche. Ad esempio, il boro può presentarsi in forme come il boro α-romboedrico o β-tetragonale, mentre il carbonio può esistere come diamante, grafite, grafene, fullereni o nanotubi di carbonio. Allo stesso modo, il fosforo può assumere le forme di fosforo bianco, rosso o nero, e l’ossigeno può esistere come ossigeno biatomico o ozono, mostrando variazioni nelle sue caratteristiche a seconda della forma allotropica presente.

In sintesi, le proprieta anomale degli elementi del blocco p nella tavola periodica li rendono unici e interessanti per lo studio della chimica e delle loro applicazioni in diversi campi scientifici.