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 Elemento chimico

 

Descrizione

In chimica, si dice che due o più atomi appartengono allo stesso elemento chimico se sono caratterizzati dallo stesso numero atomico (Z).

Se una sostanza chimica è costituita da atomi dello stesso elemento viene detta "sostanza pura", mentre se è costituita da atomi di elementi differenti viene detta "composto chimico".

 

Sostanze pure e forme in cui si presentano

Le sostanze pure possono presentarsi in diverse forme:

- sotto forma monoatomica: i gas nobili (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn);

- sotto forma molecolare: alcuni esempi sono H2, N2, O2, O3, F2, P4, S8, Cl2, Br2, I2;

- sotto forma di insieme continuo (cristallino o amorfo) di atomi legati in modo covalente: per esempio C, Si, B, Sb;

- sotto forma metallica: la maggior parte degli elementi sono metalli, alcuni esempi sono il ferro, il sodio, l'oro, il calcio, l'uranio.

La stessa sostanza può esistere in diverse forme allotropiche: ad esempio il diamante e la grafite (che sono entrambe sostanze pure formate da carbonio) si presentano in strutture cristalline diverse; un altro esempio è dato dall'ossigeno diatomico (O2) e dall'ozono (O3), i quali sono entrambi costituiti da ossigeno, ma differiscono per la struttura molecolare.

 

La tavola periodica e gli isotopi

Gli elementi vengono classificati nella tavola periodica.

Gli atomi dello stesso elemento possono differire per il numero di massa (A), ossia per il numero di nucleoni. Tali varietà sono dette isotopi, in quanto occupano lo stesso posto nella tavola periodica.
Gli elementi rinvenuti sulla Terra sono 96 (dall'idrogeno al berkelio con esclusione del promezio) di cui 81 hanno almeno un isotopo stabile, al momento ne sono stati preparati artificialmente altri 21, quindi in totale sono noti 118 elementi. L'elemento più pesante è l'Ununoctio con un numero atomico di 118, dell'elemento Ununseptio con il numero atomico 117 ne è stata dimostrata sperimentalmente l'esistenza nel 2010 da una equipe mista di scienziati russi e americani. Il tecnezio e i primi 5 elementi transuranici nettunio, plutonio, americio, curio e berkelio, un tempo ritenuti artificiali, sono stati rinvenuti in ultratracce in materiali uraniferi come prodotti di fissione ed attivazione rispettivamente.

Si riporta di seguito una tabella che raccoglie alcune informazioni sugli elementi, elencati per numero atomico; per un elenco in ordine alfabetico si veda la relativa categoria.

 

N

Elemento

Simbolo

Peso atomico

Configurazione
elettronica

EI1 (eV)

AE (eV)

Χ (Pauling)

Anno
di scoperta

1

Idrogeno

H

1,0079

1s

13,59844

0,754

2,1

1766

2

Elio

He

4,0026

1s2

24,58741

− 0,5

-

1895

3

Litio

Li

6,941

[He]2s

5,39172

0,618

1,0

1817

4

Berillio

Be

9,0122

[He]2s2

9,32263

− 0,5

1,5

1797

5

Boro

B

10,81

[He]2s22p

8,29803

0,277

2,0

1808

6

Carbonio

C

12,011

[He]2s22p2

11,26030

1,263

2,5

antichità

7

Azoto

N

14,0067

[He]2s22p3

14,53414

− 0,07

3,0

1772

8

Ossigeno

O

15,9994

[He]2s22p4

13,61806

1,461

3,5

1774

9

Fluoro

F

18,9984

[He]2s22p5

17,42282

3,399

4,0

1886

10

Neon

Ne

20,179

[He]2s22p6

21,56454

− 1,2

-

1898

11

Sodio

Na

22,98977

[Ne]3s

5,13908

0,548

0,9

1807

12

Magnesio

Mg

24,305

[Ne]3s2

7,64624

− 0,4

1,2

1808

13

Alluminio

Al

26,9815

[Ne]3s23p

5,98577

0,441

1,5

1825

14

Silicio

Si

28,0855

[Ne]3s23p2

8,15169

1,385

1,8

1824

15

Fosforo

P

30,9738

[Ne]3s23p3

10,48669

0,747

2,1

1669

16

Zolfo

S

32,06

[Ne]3s23p4

10,36001

2,077

2,5

antichità

17

Cloro

Cl

35,453

[Ne]3s23p5

12,96764

3,617

3,0

1774

18

Argon

Ar

39,948

[Ne]3s23p6

15,759

− 1,0

-

1894

19

Potassio

K

39,0983

[Ar]4s

4,34066

0,502

0,8

1807

20

Calcio

Ca

40,08

[Ar]4s2

6,11316

−0,3

1,0

1808

21

Scandio

Sc

44,9559

[Ar]3d4s2

6,56144

0,188

1,3

1879

22

Titanio

Ti

47,88

[Ar]3d24s2

6,8282

0,079

1,5

1791

23

Vanadio

V

50,9415

[Ar]3d34s2

6,746

0,524

1,6

1830

24

Cromo

Cr

51,996

[Ar]3d54s

6,76664

0,666

1,6

1798

25

Manganese

Mn

54,9380

[Ar]3d54s2

7,43402

0

1,5

1774

26

Ferro

Fe

55,847

[Ar]3d64s2

7,9024

0,163

1,8

antichità

27

Cobalto

Co

58,9332

[Ar]3d74s2

7,8810

0,660

1,9

1737

28

Nichel

Ni

58,69

[Ar]3d84s2

7,6398

1,161

1,9

1751

29

Rame

Cu

63,546

[Ar]3d104s

7,72638

1,227

1,9

antichità

30

Zinco

Zn

65.38

[Ar]3d104s2

9,3940

0

1,6

XV secolo

31

Gallio

Ga

69,72

[Ar]3d104s24p

5,99930

0,300

1,6

1875

32

Germanio

Ge

72,59

[Ar]3d104s24p2

7,899

1,233

1,8

1886

33

Arsenico

As

74,9216

[Ar]3d104s24p3

9,8152

0,808

2,0

XV secolo

34

Selenio

Se

78,96

[Ar]3d104s24p4

9,75238

2,021

2,4

1818

35

Bromo

Br

79,904

[Ar]3d104s24p5

11,81381

3,365

2,8

1826

36

Kripton

Kr

83,80

[Ar]3d104s24p6

13,99961

− 1,0

-

1898

37

Rubidio

Rb

85,4678

[Kr]5s

4,17713

0,486

0,8

1860

38

Stronzio

Sr

87,62

[Kr]5s2

5,69484

0

1,0

1808

39

Ittrio

Y

88,9059

[Kr]4d5s2

6,217

0,307

1,2

1794

40

Zirconio

Zr

91,224

[Kr]4d25s2

6,63390

0,426

1,4

1789

41

Niobio

Nb

92,9064

[Kr]4d45s1

6,75885

0,892

1,6

1801

42

Molibdeno

Mo

95,94

[Kr]4d55s

7,09243

0,745

1,8

1782

43

Tecnezio

Tc

(98)

[Kr]4d55s2

7,28

0,549

1,9

1939

44

Rutenio

Ru

101,9055

[Kr]4d75s1

7,36050

1,050

2,2

1844

45

Rodio

Rh

102,9055

[Kr]4d85s1

7,45890

1,137

2,2

1803

46

Palladio

Pd

106,42

[Kr]4d105s0

8,3369

0,557

2,2

1803

47

Argento

Ag

107,868

[Kr]4d105s

7,57624

1,302

1,9

antichità

48

Cadmio

Cd

112,41

[Kr]4d105s2

8,9937

0

1,7

1817

49

Indio

In

114,82

[Kr]4d105s25p

5,78636

0,300

1,7

1863

50

Stagno

Sn

118,71

[Kr]4d105s25p2

7,34381

1,112

1,8

antichità

51

Antimonio

Sb

121,75

[Kr]4d105s25p3

8,64

1,070

1,9

XV secolo

52

Tellurio

Te

127,60

[Kr]4d105s25p4

9,0096

1,971

2,1

1783

53

Iodio

I

126,9045

[Kr]4d105s25p5

10,45126

3,060

2,5

1811

54

Xeno

Xe

131,29

[Kr]4d105s25p6

12,12987

0

-

1898

55

Cesio

Cs

132,9054

[Xe]6s

3,89390

0,472

0,7

1860

56

Bario

Ba

137,33

[Xe]6s2

5,21170

0

0,9

1808

57

Lantanio

La

138,9055

[Xe]5d6s2

5,5770

0,470

1,1

1839

58

Cerio

Ce

140,12

[Xe]4f5d6s2

5,5387

0,955

1,1

1803

59

Praseodimio

Pr

140,9077

[Xe]4f36s2

5,464

< 0,518

1,1

1885

60

Neodimio

Nd

144,24

[Xe]4f46s2

5,5250

< 0,518

1,2

1885

61

Promezio

Pm

(145)

[Xe]4f56s2

5,55

< 0,518

1,2

1945

62

Samario

Sm

150,36

[Xe]4f66s2

5,6437

< 0,518

1,2

1880

63

Europio

Eu

151,96

[Xe]4f76s2

5,6704

< 0,518

1,1

1901

64

Gadolinio

Gd

157,25

[Xe]4f75d6s2

6,1502

< 0,518

1,1

1880

65

Terbio

Tb

158,9254

[Xe]4f96s2

5,8639

< 0,518

1,2

1843

66

Disprosio

Dy

162,50

[Xe]4f106s2

5,939

< 0,518

1,2

1886

67

Olmio

Ho

164,9304

[Xe]4f116s2

6,0216

< 0,518

1,2

1879

68

Erbio

Er

167,26

[Xe]4f126s2

6,1078

< 0,518

1,2

1843

69

Tulio

Tm

168,9342

[Xe]4f136s2

6,18431

1,029

1,2

1879

70

Itterbio

Yb

173,04

[Xe]4f146s2

6,25416

< 0,518

1,1

1879

71

Lutezio

Lu

174,967

[Xe]4f145d6s2

5,426

0,52

1,2

1907

72

Afnio

Hf

178,49

[Xe]4f145d26s2

6,82507

0

1,3

1923

73

Tantalio

Ta

180,9479

[Xe]4f145d36s2

7,89

0,32

1,5

1802

74

Tungsteno

W

183,85

[Xe]4f145d66s

7,98

0,815

1,7

1783

75

Renio

Re

186,207

[Xe]4f145d56s2

7,88

0,150

1,9

1925

76

Osmio

Os

190,2

[Xe]4f145d66s2

8,7

1,100

2,2

1804

77

Iridio

Ir

192,22

[Xe]4f145d76s2

9,1

1,565

2,2

1804

78

Platino

Pt

195,08

[Xe]4f145d106s0

9,0

2,128

2,2

1748

79

Oro

Au

196,9665

[Xe]4f145d106s

9,22567

2,309

2,4

antichità

80

Mercurio

Hg

200,59

[Xe]4f145d106s2

10,43750

0

1,9

antichità

81

Tallio

Tl

204,383

[Xe]4f145d106s26p

6,10829

0,199

1,8

1861

82

Piombo

Pb

207,2

[Xe]4f145d106s26p2

7,4167

0,364

1,9

antichità

83

Bismuto

Bi

208,9804

[Xe]4f145d106s26p3

7,2855

0,945

1,9

1753

84

Polonio

Po

(209)

[Xe]4f145d106s26p4

8,41671

1,900

2,0

1898

85

Astato

At

(210)

[Xe]4f145d106s26p5

9,2

2,799

2,2

1940

86

Radon

Rn

(222)

[Xe]4f145d106s26p6

10,74850

0

-

1900

87

Francio

Fr

(223)

[Rn]7s

4,0712

n.d.

0,7

1939

88

Radio

Ra

226,0254

[Rn]7s2

5,27892

n.d.

0,9

1898

89

Attinio

Ac

227,028

[Rn]6d7s2

5,17

n.d.

1,1

1899

90

Torio

Th

232,0381

[Rn]6d26s2

6,308

n.d.

1,3

1828

91

Protoattinio

Pa

231,0359

[Rn]5f26d7s2

5,89

n.d.

1,4

1917

92

Uranio

U

238,0289

[Rn]5f36d7s2

6,19405

n.d.

1,4

1789

93

Nettunio

Np

237,0482

[Rn]5f46d7s2

6,2655

n.d.

1,4

1940

94

Plutonio

Pu

(244)

[Rn]5f66s2

6,0262

n.d.

1,3

1940

95

Americio

Am

(243)

[Rn]5f77s2

5,9738

n.d.

1,3

1944

96

Curio

Cm

(247)

[Rn]5f76d7s2

6,02

n.d.

1,3

1944

97

Berkelio

Bk

(247)

[Rn]5f97s2

6,229

n.d.

1,3

1949

98

Californio

Cf

(251)

[Rn]5f107s2

6,30

n.d.

1,3

1950

99

Einsteinio

Es

(252)

[Rn]5f117s2

6,422

n.d.

1,3

1954

100

Fermio

Fm

(257)

[Rn]5f127s2

6,50

n.d.

1,3

1954

101

Mendelevio

Md

(258)

[Rn]5f137s2

6,58

n.d.

1,3

1955

102

Nobelio

No

(259)

[Rn]5f147s2

6,65

n.d.

1,3

1958

103

Laurenzio

Lr

(260)

[Rn]5f146d7s2

n.d.

n.d.

1,3

1961

104

Rutherfordio

Rf

(261)

[Rn]5f146d27s2

n.d.

n.d.

n.d.

1968

105

Dubnio

Db

(262)

[Rn]5f146d37s2

n.d.

n.d.

n.d.

1970

106

Seaborgio

Sg

(266)

[Rn]5f146d47s2

n.d.

n.d.

n.d.

1974

107

Bohrio

Bh

(264)

[Rn]5f146d57s2

n.d.

n.d.

n.d.

1981

108

Hassio

Hs

(269)

[Rn]5f146d67s2

n.d.

n.d.

n.d.

1984

109

Meitnerio

Mt

(268)

[Rn]5f146d77s2

n.d.

n.d.

n.d.

1982

110

Darmstadtio

Ds

(269)

[Rn]5f146d97s

n.d.

n.d.

n.d.

1994

111

Roentgenio

Rg

(272)

[Rn]5f146d107s

n.d.

n.d.

n.d.

1994

112

Copernicio

Cn

(277)

[Rn]5f146d107s2

n.d.

n.d.

n.d.

1996

113

Ununtrio

Uut

(284)

[Rn]5f146d107s27p

n.d.

n.d.

n.d.

2004

114

Ununquadio

Uuq

(289)

[Rn]5f146d107s27p2

n.d.

n.d.

n.d.

1999

115

Ununpentio

Uup

(288)

[Rn]5f146d107s27p3

n.d.

n.d.

n.d.

2004

116

Ununhexio

Uuh

(292)

[Rn]5f146d107s27p4

n.d.

n.d.

n.d.

2000

117

Ununseptio

Uus

(310)

[Rn]5f146d107s27p5

n.d.

n.d.

n.d.

2010

118

Ununoctio

Uuo

(314)

[Rn]5f146d107s27p6

n.d.

n.d.

n.d.

1999

 

Origine degli elementi

L'origine degli elementi chimici presenti nell'Universo si fa usualmente derivare dalla teoria astrofisica del ciclo di vita delle stelle. Stelle di grandi dimensioni (supernove) terminano infatti la loro esistenza continuando a bruciare carburante nucleare: a partire dalle prime reazioni nucleari di fusione che coinvolgono l'idrogeno per formare elio, al cessare del carburante rappresentato dall'idrogeno e al successivo collasso gravitazionale della stella (per mancanza di equilibrio dovuta all'assenza di reazioni) l'aumento conseguente di temperatura innesca successive reazioni nucleari che coinvolgono l'elio per formare altri elementi più pesanti e complessi e così via in una lunga catena di reazioni nucleari che portano alla formazione di tutti gli altri elementi chimici. L'esplosione finale della supernova porta alla dispersione nell'universo dei vari elementi chimici.

 

Voci correlate

Scienza;

Scienze naturali;

Fisica;

Particella;

Energia;

 

Tratto da Wikipedia, elaborato e modificato.

 

 

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