Proprietà periodiche degli elementi del blocco d

Le proprietà periodiche degli elementi del blocco d rivestono particolare importanza per prevedere il loro comportamento e la loro reattività.
Gli elementi del blocco d ovvero i metalli di transizione sono tutti metalli. Essi non presentano variazioni significative come avviene per gli elementi del blocco p in cui sono presenti sia metalli che non metalli.

Gli elementi del primo periodo del blocco d, ad eccezione del cromo e del rame, riempiono prima l’orbitale 4s e successivamente l’orbitale 3d come si può vedere dalla configurazione elettronica

Configurazione elettronica

L’apparente discrepanza nell’ordine di riempimento degli orbitali per il cromo e per il rame è dovuta alla minore energia del livello d quando è semipieno e pieno.

I metalli di transizione del secondo periodo le repulsioni tra gli elettroni nel livello 4d provocano ulteriori irregolarità nelle configurazioni elettroniche ad esempio il niobio con numero atomico 41 ha configurazione [Kr] 4d⁴, 5s¹.

Gli elementi del terzo periodo hanno ulteriori apparenti anomalie in quanto gli orbitali 4f, 5d e 6d hanno energie paragonabili. Ad esempio il lantanio che ha numero atomico 57 ha configurazione [Xe] 5d¹, 6s² mentre l’elemento che lo segue ovvero il cerio che ha numero atomico 58 ha configurazione [Xe] 4f¹, 5d¹, 6s².

Proprietà periodiche

Come per gli elementi del blocco s e del blocco p il raggio atomico diminuisce da sinistra a destra a causa di un aumento della carica nucleare effettiva all’aumentare del numero atomico. Il raggio atomico, come avviene per gli altri elementi aumenta dall’alto verso il basso lungo un gruppo.

Tuttavia, a causa della contrazione lantanidica l’aumento delle dimensioni tra i metalli 3 d e 4 d è molto maggiore che tra i metalli 4 d e 5 d

Tra le proprietà periodiche vi è l’energia di ionizzazione

Vengono riportate le energie di prima, seconda e terza ionizzazione degli elementi del primo periodo del blocco d espresse in kJ/mol

Energie di ionizzazione

Il valore delle energie di ionizzazione di questi elementi sono elevati e in molti casi sono intermedi tra quelle degli elementi del blocco s e quelle del blocco p pertanto gli elementi di transizione sono meno elettropositivi rispetto agli elementi del blocco s. L’aumento dell’energia di ionizzazione dei metalli del blocco d rispetto a quella dei metalli alcalini è dovuta a un minore raggio atomico e a una carica nucleare maggiore.

L’incremento dell’energia di ionizzazione non è così lineare e marcato rispetto a quello degli elementi del blocco s e del blocco p.

L’energia di ionizzazione aumenta a causa dell’aumento della carica nucleare con il numero atomico all’inizio della serie ma aumenta anche l’effetto schermante che tende a diminuire l’attrazione dovuta alla carica nucleare. Questi due effetti competitivi portano ad un aumento piuttosto graduale delle energie di ionizzazione in ogni serie di transizione.

Elettronegatività

L’elettronegatività è un’altra tra le proprietà periodiche più importanti. Procedendo da sinistra a destra lungo un periodo aumenta l’elettronegatività e diminuisce l’entalpia di idratazione del catione mentre procedendo dall’alto verso il basso lungo un gruppo aumenta l’elettronegatività e diminuisce l’entalpia di idratazione del catione

Coerentemente con questa tendenza, i metalli di transizione diventano meno reattivi da sinistra a destra lungo un gruppo. Le energie di ionizzazione relativamente alte e le elettronegatività e le entalpie di idratazione relativamente basse sono tutti fattori importanti che conferiscono scarsa reattività a metalli come il platino e l’oro.