POTENZIALE DI ALCUNI ELEMENTI METALLICIPrerequisitiGli atomi dei metalli sia quelli veri e propri (gruppo IA metalli alcalini, che IIA metalli alcalino-terrosi) che quelli di transizione (gruppi B) tendono a formare legami metallici o legami ionici.Gli atomi metallici allo stato neutro possiedono infatti uno o due elettroni negli orbitali di tipo s il loro orbitale di valenza più esterno (ripassa la configurazione elettronica). Quando è possibile per un atomo di tipo metallico formare legami ionici o legami metallici, il suo comportamento chimico dipenderà dalle sostanze circostanti. Chiamiamo questo comportamento a cedere o ricevere elettroni in una particolare situazione chimica (nel nostro caso una soluzione acquosa) potenziale di un elemento. ObiettiviStabilire il potenziale, ossia la tendenza di un alcuni metalli al legame ionico o al legame metallico, in presenza di altri metalli diversi.Ricordiamo il concetto di elettronegatività, che è un parametro qualitativo, espresso in forma numerica, che esprime al tendenza di un tipo di atomo a cedere o acquistare elettroni. Si utilizza in genere la scala di Pauling con valori tra 0,7 e 4,0. Il fluoro per esempio ha il valore di massimo elettronegatività 4,0 e nessuna tendenza a cedere elettroni. Gli atomi metallici con bassa elettronegatività (gruppo IA metalli alcalini, che IIA metalli alcalino-terrosi) non hanno tendenza a stare allo stato metallico in presenza di non metalli (ossigeno) e quindi si ritrovano sulla terra sempre in legami ionici. Materialibarrette o cilindri di alluminio rame, piombo, zinco.soluzioni 0,1 M di sale metallico disciolto in acqua (la concentrazione 0,1 M indica 0,1 moli di sostanza solida disciolta in 1 litro di soluzione) ed esattamente: soluzione in acqua di nitrato rameico Cu(NO3)2 con cationi Cu++(aq) di concentrazione 0,1 M (pari a 18,75 g/L) soluzione in acqua di nitrato di zinco Zn(NO3)2 con cationi Zn++(aq) di concentrazione 0,1 M (pari a 18,94 g/L) soluzione in acqua di nitrato di argento AgNO3 con cationi Ag+(aq) di concentrazione 0,1 M (pari a 17,00 g/L) soluzione in acqua di nitrato piomboso Pb(NO3)2 con cationi Pb++(aq) di concentrazione 0,1 M (pari a 33,12 g/L) ProcedimentoPer verificare questi obiettivi si pongono in contatto metalli Me0(s) in barretta (ossia con legame metallico), con una soluzione ionica contenente ioni metallici di un altro metallo Me1+(aq) oppure Me2++(aq) (ossia in forma di legame ionico).In queste condizioni è possibile che un atomo metallico preferisca sostituirsi allo ione e viceversa oppure non sostituirsi ed in tal caso non avverrà nessuna reazione chimica.
Nel primo caso possiamo scrivere la reazione:
Nel secondo caso possiamo scrivere:
Predisporre i becher contenenti una delle quattro soluzioni, etichettandoli esternamente, e immergiamo in
ciascuno di essi un pezzo di metallo diverso al catione della soluzione secondo la tabella sotto riportata.
Lasciamo per mezz'ora e poi estraiamo il metallo da ogni becher. Laviamo il metallo e annotiamo nella apposita casella un segno positivo se si è formato in superficie un deposito dell'altro metallo (quello che era presente in origine in forma ionica in soluzione); un segno meno in caso contrario.
Una analoga tabella sperimentale costruita con sali dei metalli veri e propri (gruppo IA metalli alcalini,
che IIA metalli alcalino-terrosi) darebbe sempre esiti negativi proprio in base al parametro dell'
elettronegatività studiato tra le proprietà periodiche.
tendenza a fare legami ionici ... K < Na < Li ≈ Ca < Mg < Be ≈ Al < metalli gruppi VB, VIB, VIIB, VIIIB ... tendenza a legami metallici tendenza a fare legami ionici ......................................................................................... tendenza a legami metallici
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