Altre classificazioni chimiche e fisiche

Alcuni metodi di classificazione degli elementi sulla base delle proprietà chimiche non sono strettamente correlati ai gruppi in cui appaiono gli elementi. Tali schemi di classificazione illustrano il fatto che nella tavola periodica esistono utili relazioni orizzontali e verticali. Pertanto, gli elementi di transizione, nel loro insieme o come tre serie orizzontali, sono spesso considerati insieme quando vengono discusse le proprietà chimiche. Gli elementi di transizione in ogni serie orizzontale presentano molto meno variazione nella dimensione atomica rispetto agli elementi in altre parti degli stessi periodi, portando a una somiglianza nelle proprietà chimiche e fisiche. Gli elementi lantanoidi e attinoidi presentano una somiglianza ancora maggiore per lo stesso motivo. Gli elementi metallici nei gruppi Ia e IIa sono spesso classificati insieme perché sono marcatamente più reattivi degli altri elementi metallici. All’altro estremo, gli elementi del gruppo del platino – tra cui rutenio, rodio, palladio, osmio, iridio e platino—sono chimicamente inerti, così come l’argento e l’oro; questi elementi sono collettivamente designati metalli nobili perché non entrano facilmente in combinazione con altri elementi.

Di tutti i 118 elementi noti, 11 sono gassosi, 3 sono liquidi e il resto sono solidi in condizioni ordinarie. Ad eccezione dell’idrogeno e del mercurio, gli elementi gassosi e liquidi si trovano nella parte destra della tavola periodica, la regione associata agli elementi non metallici.

Le caratteristiche fisiche degli elementi forniscono un comodo mezzo di identificazione. I punti di fusione dei vari elementi vanno da -272 °C (per l’elio) a più di 3.500 °C (per il carbonio sotto forma di diamante). Le proprietà quali i punti di ebollizione, la conducibilità elettrica e la conducibilità termica anche possono essere usate per l’identificazione perché sono uniche per ogni elemento. Forse la caratteristica più utile per identificare un elemento è il suo modello di assorbimento o emissione di luce, che è chiamato spettro. Un elemento presenta il proprio spettro caratteristico se esiste nello stato libero, in una miscela o in combinazione chimica con altri elementi. Poiché l’intensità dello spettro dipende dalla quantità dell’elemento contenuto nel campione, lo spettro può anche essere utilizzato come mezzo per l’analisi quantitativa degli elementi. Esistono diversi metodi chimici per stimare la percentuale di un elemento presente in un campione; questi, tuttavia, richiedono una conoscenza dettagliata della chimica dell’elemento in questione (vedi analisi).

Tutti gli elementi presenti in natura con numero atomico pari o superiore a 84 sono radioattivi. Inoltre, diversi isotopi naturali degli elementi più leggeri sono radioattivi. I nuclei atomici di tutti gli elementi radioattivi sono instabili ed emettono particelle altamente energetiche. Nel processo, il numero di protoni nel nucleo cambia e l’atomo viene trasformato in uno di un elemento diverso. L ” emivita di un isotopo radioattivo è il tempo necessario per la metà di qualsiasi quantità di isotopo di disintegrarsi per decadimento radioattivo. Le modalità comuni di decadimento degli isotopi radioattivi sono la perdita di particelle beta o alfa o la cattura di un elettrone. La perdita di una delle particelle beta, o un elettrone dal nucleo aumenta il numero atomico di una unità; la perdita di una particella alfa, o nucleo di elio (due protoni e due neutroni), diminuisce il numero atomico da due unità; e il processo di cattura di elettroni, in cui un elettrone da un guscio interno è disegnato nel nucleo, corrisponde una diminuzione del numero atomico di una unità. Gli elementi con numeri atomici superiori a 92, i cosiddetti elementi transuranici, sono stati preparati sinteticamente e sono tutti radioattivi. Due elementi nontransuranici radioattivi-promezio e tecnezio-sono stati anche prodotti artificialmente e, come gli elementi transuranici, esistono in natura (se non del tutto) solo in tracce. Anche se i restanti elementi generalmente non sono considerati radioattivi, alcuni hanno isotopi radioattivi che esistono naturalmente in concentrazioni molto piccole, e più di 1.000 isotopi radioattivi di questi elementi sono stati preparati in laboratorio.

J. J. Lagowski I redattori di Encyclopaedia Britannica