La tavola periodica

In una gioielleria si lavora con oro puro e in laboratorio abbiamo acqua distillata pura. Tuttavia, l'oro è un elemento e l'acqua è un composto. La figura mostra i loro modelli di particelle.

Spiega con parole tue qual è la differenza tra un elemento e un composto.

Classifica queste sostanze in elemento o composto: $\text{O}_2$ (ossigeno dell'aria), $\text{H}_2\text{O}$ (acqua), $\text{Fe}$ (ferro di un chiodo), $\text{NaCl}$ (sale da cucina) e $\text{CO}_2$ (gas delle bibite).

Il glucosio ha formula $\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6$ e l'ozono ha formula $\text{O}_3$.

1. a) Quale dei due è un elemento e quale un composto?
2. b) Giustifica la tua risposta contando i tipi di atomi che formano ciascuna formula.

L'acqua è una sostanza pura, come l'ossigeno, eppure solo l'ossigeno è un elemento.

L'apparato del punto b) è quello della figura.

1. a) Spiega perché l'acqua non può essere un elemento, pensando ai tipi di atomi che la formano.
2. b) Facendo passare corrente elettrica nell'acqua, questa si scompone. Quali due elementi si ottengono? Spiega che cosa dimostra questo esperimento sulla natura dell'acqua.

Scrivi il simbolo chimico di questi elementi: idrogeno, ossigeno, carbonio, azoto e calcio.

Quale elemento rappresenta ciascuno di questi simboli? $\text{He}$, $\text{Li}$, $\text{Mg}$, $\text{P}$ e $\text{S}$.

Il cobalto si scrive $\text{Co}$ e il monossido di carbonio si scrive $\text{CO}$. Anche se usano le stesse lettere, uno è un elemento e l'altra è una sostanza composta. Spiega la regola per scrivere i simboli chimici e perché bisogna rispettare maiuscole e minuscole.

Alcuni simboli non assomigliano al nome dell'elemento: il ferro è $\text{Fe}$, l'oro $\text{Au}$, l'argento $\text{Ag}$ e il sodio $\text{Na}$.

1. a) Da quale lingua antica provengono questi simboli?
2. b) Collega ogni simbolo al suo nome originale: ferrum, aurum, argentum e natrium.

Nella tavola periodica gli elementi non sono disposti a caso. Come si chiamano le colonne? E le righe? Che cosa hanno in comune gli elementi che si trovano nella stessa colonna?

Il carbonio ha numero atomico $6$ e l'ossigeno ha numero atomico $8$. La figura mostra il modello di un atomo.

1. a) Spiega che cos'è il numero atomico.
2. b) Quanti protoni ha un atomo di carbonio? E uno di ossigeno?
3. c) Se gli atomi sono neutri, quanti elettroni ha ciascuno?

Cerca il magnesio ($\text{Mg}$) nella tavola periodica. La figura mostra come è fatta la casella di un elemento.

1. a) Qual è il suo numero atomico?
2. b) In quale periodo (riga) e in quale gruppo (colonna) si trova?
3. c) Nomina un altro elemento dello stesso gruppo e di' che cosa avranno in comune i due.

Il neon brilla nelle insegne luminose e l'argon riempie l'interno di molte lampadine. I due sono nello stesso gruppo della tavola. Inoltre, sappiamo che gli elementi di uno stesso gruppo hanno lo stesso numero di elettroni nel guscio più esterno. La figura mostra i loro modelli atomici.

1. a) Quale proprietà condividono il neon e l'argon perché si trovano nello stesso gruppo?
2. b) Usa il dato degli elettroni del livello esterno per spiegare perché gli elementi dello stesso gruppo hanno proprietà così simili.

Le padelle, i cavi elettrici e le tubature sono spesso fatti di metalli come l'alluminio o il rame. Nomina tre proprietà tipiche dei metalli e collegale a questi usi.

Un elemento A è un solido lucente che conduce molto bene la corrente elettrica. Un elemento B è un gas giallastro che non la conduce.

1. a) Quale dei due è un metallo e quale un non metallo? Giustificalo.
2. b) Fai un possibile esempio di elemento per ciascun caso e un uso quotidiano.

I pannelli solari e i processori dei computer contengono silicio.

1. a) Che cos'è un semimetallo?
2. b) Spiega perché il silicio, per il suo comportamento intermedio tra metalli e non metalli, serve per fabbricare chip.

Un telefono cellulare contiene rame nei cavi interni, litio nella batteria, silicio nel processore e carbonio e idrogeno nella scocca di plastica.

1. a) Classifica il rame, il litio, il silicio e il carbonio in metallo, non metallo o semimetallo.
2. b) Scegline due e giustifica, usando le loro proprietà, perché si usano in quella parte del cellulare.

Nel periodo $2$ della tavola periodica si trovano, in quest'ordine: $\text{Li}$, $\text{Be}$, $\text{B}$, $\text{C}$, $\text{N}$, $\text{O}$, $\text{F}$ e $\text{Ne}$.

1. a) Classifica questi otto elementi in metalli, semimetalli e non metalli.
2. b) Descrivi la tendenza che si osserva: come cambia il carattere metallico procedendo da sinistra a destra lungo una riga della tavola?

L'elio, il neon e l'argon formano la famiglia dei gas nobili. Quale proprietà chimica condividono tutti? Perché pensi che si chiamino «nobili»?

Nei fuochi d'artificio, i sali di litio danno scintille rosse, quelli di sodio gialle e quelli di potassio lilla. Questi tre elementi sono nella prima colonna della tavola periodica. La figura mostra la colonna della tavola in cui si trovano.

1. a) Come si chiama la famiglia a cui appartengono?
2. b) Nomina una proprietà che questi metalli condividono.

Il cloro che disinfetta l'acqua delle piscine e il fluoro di alcuni dentifrici sono nella stessa colonna della tavola, il gruppo $17$.

1. a) Come si chiama questa famiglia?
2. b) Nomina una proprietà che condividono i suoi elementi.

Il francio ($\text{Fr}$) si trova nella prima colonna della tavola periodica, sotto il litio, il sodio e il potassio. Senza sapere altro su di esso, prevedi:

1. a) Sarà un metallo o un non metallo?
2. b) Reagirà facilmente con l'acqua?
3. c) Sarà un metallo tenero o duro?

Giustifica ogni previsione usando la posizione del francio nella tavola.

Il dirigibile Hindenburg, nel $1937$, veniva riempito di idrogeno per volare e bruciò in pochi secondi. Oggi i palloni sonda si riempiono di elio.

1. a) A quale famiglia della tavola appartiene l'idrogeno, ai gas nobili o a un'altra? E l'elio?
2. b) Usando le famiglie della tavola, spiega perché l'elio è molto più sicuro dell'idrogeno per questo uso, anche se è più costoso.

Un elemento sconosciuto è un gas incolore che non reagisce con nessun'altra sostanza e si trova nell'ultima colonna della tavola periodica.

1. a) A quale famiglia appartiene?
2. b) Nomina due elementi che potrebbe essere.
3. c) Cita un uso quotidiano di uno di essi e collegalo alle sue proprietà.

In laboratorio, mettendo un pezzetto di litio nell'acqua si ha una leggera effervescenza; il sodio si muove veloce sulla superficie dell'acqua e il potassio arriva a produrre scintille. I tre sono nella stessa colonna della tavola, uno sotto l'altro.

1. a) Quale andamento segue la reattività di questi metalli scendendo nel gruppo?
2. b) Il rubidio è sotto il potassio. Prevedi che cosa accadrà mettendolo nell'acqua e giustificalo.