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ENGLISH
06-12-2025-Materials Technologies - Considerations on the Periodic Table - [EN]-[IT]
With this post, I would like to provide a brief introduction to the topic mentioned above.
(lesson/article code: QE_05)
Image created with artificial intelligence, the software used is Microsoft Copilot
Introduction
Let's start with the periodic table provided by ZANICHELLI and available Online
Download link
https://tavolaperiodica.zanichelli.it/assets/zanichelli_tavola_periodica.pdf
Essentially, what we see above is an organized representation of all the known chemical elements.
In this table, the atoms are arranged in a specific order.
It is called the "periodic table" because it is organized into periods. Each row indicates the progressive filling of a principal energy level (quantum number n).
The columns represent groups; that is, the elements in the same column have similar external electronic configurations and therefore exhibit similar chemical properties.
For example:
Group 1: alkali metals → 1 external s electron
Group 17: halogens → 7 external electrons
The Periodic Table Box
Each individual box in the periodic table identifies an element.
In the box we find:
-The chemical symbol (Fe, O, Cu, etc.)
-The atomic number Z
-The relative atomic mass
Considerations and analysis
Let's take a look at the following image:
In the periodic table of elements above, the columns of the highlighted block in the figure correspond to an atomic sublevel.
The area outlined in red is the right side of the periodic table and contains the following groups:
-Group 3A (13)
-Group 4A (14)
-Group 5A (15)
-Group 6A (16)
-Group 7A (17)
-Group 8A (18)
These groups all belong to the p block of the periodic table, because their outer electrons are located in the p subshell.
What is the p subshell?
In short, the p subshell is a set of three orbitals (pₓ, pᵧ, p_z), each with two opposite lobes in space, capable of holding two electrons each, for a total of six electrons.
The p sublevel is a category of atomic orbitals defined by the angular quantum number ℓ = 1.
This means that it is composed of three degenerate orbitals: px, py, and p_z.
P orbitals have the classic "dumbbell" shape, with two opposite lobes.
Since each orbital can hold a maximum of two electrons and there are three orbitals, the following applies:
An important characteristic of P orbitals is that they appear starting from the second energy level (n = 2).
NOTE: The first level (n = 1) cannot have p orbitals, because only ℓ = 0 (s orbital) is allowed.
Further considerations and analysis
Above, in the red rectangles, is the chromium (Cr) and copper (Cu) box.
Given this arrangement and the rules of the periodic table, we can deduce the following:
In the periodic table of elements, the chromium (Cr) atom is larger than the copper (Cu) atom.
There are 2 fundamental rules of the periodic table:
-going down a group (same column) the radius increases
-going from left to right in a period, the radius decreases
Therefore, the size of the atom is deduced from the atomic radius, which is not written in the periodic table, but is derived from the position in the periodic table: going from left to right in a period, the radius decreases
Conclusions
One of the fundamental tools for understanding the behavior of chemical elements and, consequently, the properties of materials is the periodic table. Its organization is not random, but reflects the electronic structure of atoms. In short, the very arrangement of the elements in the periodic table provides crucial information about the elements themselves.
Question
Did you know that the first modern version of the periodic table was created by Dmitry Ivanovich Mendeleev in 1869?
Mendeleev was a Russian chemist born in 1834 and died in 1907.
Did you know that Mendeleev was born in Siberia?
Did you know that Mendeleev wrote his doctoral thesis entitled "On the Combination of Alcohol with Water," in which he described that an alcohol/water mixture of around 40% by volume had particular stability characteristics? (In Russia, vodka is traditionally 40% ABV.)
ITALIAN
06-12-2025-Tecnologie dei materiali - Considerazioni sulla tavola periodica - [EN]-[IT]
Con questo post vorrei dare una breve istruzione a riguardo dell’argomento citato in oggetto
(codice lezione/articolo: QE_05)
immagine creata con l’intelligenza artificiale, il software usato è Microsoft Copilot
Introduzione
Partiamo dalla tavola periodica offerta da ZANICHELLI e reperibile on-line
Link per scaricarla
https://tavolaperiodica.zanichelli.it/assets/zanichelli_tavola_periodica.pdf
Sostanzialmente ciò che vediamo qui sopra è una rappresentazione organizzata di tutti gli elementi chimici conosciuti.
In questa tavola gli atomi sono disposti a seconda di un certo ordine.
Viene chiamata "tavola periodica" perché è organizzata in periodi. Ogni riga indica il riempimento progressivo di un livello energetico principale (numero quantico n)
Le colonne rappresentano i gruppi, cioè gli elementi in una stessa colonna hanno configurazioni elettroniche esterne simili quindi mostrano proprietà chimiche simili
Ad esempio:
Gruppo 1: metalli alcalini → 1 elettrone s esterno
Gruppo 17: alogeni → 7 elettroni esterni
La casella della tavola periodica
Ogni singola casella della tavola periodica identifica un elemento.
Nella casella troviamo:
-Il simbolo chimico (Fe, O, Cu…)
-Il numero atomico Z
-La massa atomica relativa
Considerazioni e analisi
Diamo un occhiata alla seguente immagine
Nella tavola periodica degli elementi qui sopra riportata, le colonne del blocco evidenziato in figura corrispondono ad un sottolivello atomico.
La zona con perimetro in rosso è la parte destra della tavola periodica e contiene i seguenti gruppi:
-Gruppo 3A (13)
-Gruppo 4A (14)
-Gruppo 5A (15)
-Gruppo 6A (16)
-Gruppo 7A (17)
-Gruppo 8A (18)
Questi gruppi appartengono tutti al blocco p della tavola periodica, perché i loro elettroni esterni si collocano nel sottolivello p.
Che cosa è il sottolivello P?
In sintesi il sottolivello p è un insieme di 3 orbitali (pₓ, pᵧ, p_z), ciascuno con due lobi opposti nello spazio, capaci di ospitare 2 elettroni ciascuno, per un totale di 6 elettroni.
Il sottolivello p è una categoria di orbitali atomici definita dal numero quantico angolare ℓ = 1
Il che significa che è composto da 3 orbitali degeneri che sono: px, py e p_z
Gli orbitali p hanno la classica forma “a manubrio”, cioè a due lobi opposti.
Siccome ogni orbitale può contenere al massimo 2 elettroni e ci sono 3 orbitali, allora vale quanto segue:
Una caratteristica importante degli orbitali P è che questi compaiono a partire dal secondo livello energetico (n = 2).
NOTA: Il primo livello (n = 1) non può avere orbitali p, perché è consentito solo ℓ = 0 (orbitale s)
Altre considerazioni e analisi
Sopra nei rettangoli rossi c'è la casella del cromo (Cr) e del rame (Cu)
Vista questa disposizione e date le regole della tavola periodica possiamo dedurre quanto segue:
Nella tavola periodica degli elementi l'atomo di cromo (Cr) ha dimensioni maggiori rispetto all'atomo di rame (Cu).
Le regole fondamentali della tavola periodica sono 2:
-scendendo in un gruppo (stessa colonna) il raggio aumenta
-andando da sinistra a destra in un periodo il raggio diminuisce
Quindi la dimensione dell’atomo si deduce dal raggio atomico, che non è scritto nella casella della tavola periodica, ma si ricava dalla posizione nella tavola periodica che andando da sinistra a destra in un periodo il raggio diminuisce
Conclusioni
Uno degli strumenti fondamentali per comprendere il comportamento degli elementi chimici e, di conseguenza, le proprietà dei materiali è proprio la tavola periodica. La sua organizzazione non è casuale, ma riflette la struttura elettronica degli atomi. In sintesi, la stessa disposizione degli elementi nella tavola periodica, fornisce informazioni importantissime sugli elementi stessi.
Domanda
Sapevate che La prima versione moderna della tavola periodica fu ideata da Dmitrij Ivanovič Mendeleev nel 1869?
Mendeleev è stato un chimico russo nato nel 1834 e morto nel 1907.
Sapevate che Mendeleev nacque in Siberia?
Sapevate che Mendeleev fece la tesi di dottorato intitolata “Sulla combinazione dell’alcol con l’acqua” in cui descrisse che una miscela alcol/acqua intorno al 40% in volume aveva particolari caratteristiche di stabilità? (In Russia la vodka è tradizionalmente a 40°)
THE END