Elemento chimico

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In chimica si dice che due o più atomi appartengono allo stesso elemento chimico se sono caratterizzati dallo stesso numero atomico (Z).[1]

Se una sostanza chimica è costituita da atomi dello stesso elemento viene detta "sostanza semplice"[senza fonte], mentre se è costituita da atomi di elementi differenti viene detta "composto chimico". Spesso le sostanze semplici vengono impropriamente dette elementi.[1]

I concetti di elemento chimico e composto chimico furono illustrati da Robert Boyle, nel 1661, nel suo libro Il chimico scettico (The Sceptical Chymist).[2]

La tavola periodica e gli isotopi[modifica | modifica sorgente]

Gli elementi chimici 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 80 hanno almeno un isotopo stabile e, ad oggi, 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. L'elemento ununseptio, con il numero atomico 117, è stato scoperto nel 2010 da un'equipe mista di scienziati russi e americani. Il tecnezio e i primi 5 elementi transuranici, cioè 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]4d75s2 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]3d10h4s24p5 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 Flerovio Fl (289) [Rn]5f146d107s27p2 n.d. n.d. n.d. 1999
115 Ununpentio Uup (288) [Rn]5f146d107s27p3 n.d. n.d. n.d. 2004
116 Livermorio Lv (292) [Rn]5f146d107s27p4 n.d. n.d. n.d. 2000
117 Ununseptio Uus (310) [Rn]5f146d107s27p5 n.d. n.d. n.d. 2010[3]
118 Ununoctio Uuo (314) [Rn]5f146d107s27p6 n.d. n.d. n.d. 1999

Origine degli elementi chimici[modifica | modifica sorgente]

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.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ a b (EN) IUPAC Gold Book, "chemical element"
  2. ^ The Cambridge Dictionary of Scientists, op. cit.
  3. ^ Physics - Exploring the island of superheavy elements

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

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