Quali sono i primi 20 elementi della tavola periodica?

La tavola periodica contiene attualmente 118 elementi ordinati in base al loro numero atomico, che sono organizzati in righe chiamate periodi e in colonne chiamate gruppi.

Nonostante ci siano così tanti elementi, spesso conoscere a fondo le caratteristiche dei primi elementi in ogni gruppo ci permette di prevedere le proprietà degli altri elementi nel loro gruppo. Per questo motivo è comune che gli insegnanti di chimica chiedano ai propri studenti di elencare i primi elementi della tavola periodica. In alcuni casi si accontentano dei primi 10, che coprono completamente i primi due periodi della tavola, altre volte si accontentano del 18, poiché è così che si coprono i primi tre periodi, pur coprendo gli elementi rappresentativi più importanti della tavola periodica. Altre volte, gli insegnanti chiedono addirittura di memorizzare i primi 20 elementi della tavola periodica in modo da coprire tutti gli elementi esistenti prima del primo metallo di transizione.

C’è una ragione logica per accorciare l’elenco ai primi 20 elementi: i metalli di transizione sono caratterizzati dall’avere proprietà fisiche e chimiche alquanto irregolari e difficili da prevedere . Inoltre, il comportamento di queste proprietà è spesso difficile da comprendere per gli studenti che stanno appena iniziando il percorso di apprendimento della chimica.

Con l’intento di limitare lo studio degli elementi e delle loro proprietà a quelli che illustrano adeguatamente le proprietà periodiche della materia, di seguito vedremo una sintesi delle informazioni più rilevanti sui primi 20 elementi della tavola periodica.

Quali sono i primi 20 elementi della tavola periodica?

Poiché gli elementi sono ordinati per il loro numero atomico, che allo stesso tempo rappresenta il numero di protoni che gli atomi di un elemento hanno nel loro nucleo, i primi 20 elementi sono quelli che hanno i numeri atomici da 1 a 20. Questi sono:

Vediamo, di seguito, alcune caratteristiche fondamentali di questi primi 20 elementi, compreso il loro anno di scoperta, il significato del loro nome, l’origine del loro simbolo chimico e alcune proprietà fisiche caratteristiche di ognuno.

#1 Idrogeno (H)

• Scoperta: l’idrogeno fu scoperto da Henry Cavendish nel 1766.
• Origine del nome: Deriva dai termini greci hydro, che significa acqua, e genes , che significa generare, formare. Pertanto, idrogeno significa letteralmente ” generatore d’acqua “, poiché la combustione dell’idrogeno produce acqua come unico prodotto.
• Stato fisico a 20 °C: Gas
• Punto di fusione: – 259,16 °C
• Punto di ebollizione: – 252,16 °C
• Descrizione e usi: L’idrogeno è un gas incolore e inodore di densità molto bassa. Viene utilizzato nella sintesi chimica, nonché come combustibile pulito e mezzo di accumulo di energia.

#2 Elio (Lui)

• Scoperta: l’elio fu scoperto indipendentemente da Sir William Ramsay, Per Teodor Cleve e Nils Abraham Langlet nel 1895.
• Origine del nome: Il suo nome deriva dalla parola greca per il sole, helios , perché è stato scoperto studiando la corona del sole durante un’eclissi.
• Stato fisico a 20 °C: Gas
• Punto di fusione: – 272,2 °C
• Punto di ebollizione: – 268,93 °C
• Descrizione e usi: E’ il gas nobile più leggero . È un gas inerte, incolore e inodore che viene utilizzato principalmente come refrigerante quando sono richieste temperature estremamente basse. Viene utilizzato anche nelle lampade a scarica.

#3 Litio (Li)

• Scoperta: Scoperto da Johan August Arfvedson nel 1817
• Origine del nome: Deriva dal nome greco della roccia, lithos , perché originariamente si trovava in alcuni minerali.
• Stato fisico a 20 °C: Solido
• Punto di fusione: 180,20°C
• Punto di ebollizione: 1.342°C
• Descrizione e usi: È il metallo meno denso di tutti. Ha un colore bianco argenteo e reagisce violentemente con l’acqua. Viene utilizzato come ione nelle batterie al litio che alimentano la maggior parte dei dispositivi mobili oggi esistenti.

#4 Berillio (Essere)

• Scoperta: Scoperto da Nicholas Louis Vauquelin nel 1797.
• Origine del nome: Il suo nome deriva dal nome greco di berillo, beryllo , il principale minerale da cui si estrae questo elemento.
• Stato fisico a 20 °C: Solido
• Punto di fusione: 1.287 °C
• Punto di ebollizione: 2.468°C
• Descrizione e usi: Il berillio è il primo membro del gruppo dei metalli alcalino terrosi. Forma facilmente ioni con carica elettrica +2. È relativamente morbido, non molto denso e ha un colore argento chiaro.

#5 Boro (B)

• Scoperta: scoperta contemporaneamente a Parigi da Louis-Josef Gay-Lussac e Louis-Jacques Thénard e a Londra da Humphry Davy nel 1808.
• Origine del nome: Il suo nome deriva dalla parola araba per borace, buraq .
• Stato fisico a 20 °C: Solido
• Punto di fusione: 2.077 °C
• Punto di ebollizione: 4.000°C
• Descrizione e usi: Nella sua forma pura è un solido amorfo di colore scuro. Uno dei suoi usi principali è nei sistemi di accensione dei motori a razzo spaziale e nei fuochi d’artificio per dare colori verdi.

#6 Carbonio (C)

• Scoperta: Conosciuto fin dalla preistoria.
• Origine del nome: Deriva dalla parola latina per carbonio, carbo .
• Stato fisico a 20 °C: Solido
• Punto di fusione: sublima a 3.825°C
• Punto di ebollizione: sublima a 3.825°C
• Descrizione e usi: La grafite di carbonio è un solido nero e fragile che viene utilizzato come conduttore in alcuni elettrodi, come lubrificante in alcuni oli per motori e nella fabbricazione di matite. La sua altra forma comune, il diamante, è un solido cristallino trasparente ed è il materiale più duro che l’uomo conosca.

#7 Azoto (N)

• Scoperta: Scoperto da Daniel Rutherford nel 1772.
• Origine del nome: Deriva dai termini greci nitron e genes che significano rispettivamente nitro e generare. Azoto significa, quindi, generatore di azoto, che è un minerale che contiene nitrato di potassio.
• Stato fisico a 20 °C: Gas
• Punto di fusione: – 210,0 °C
• Punto di ebollizione: – 195,80 °C
• Descrizione e usi : L’azoto è un gas incolore che costituisce quasi l’80% dell’aria che respiriamo. Ha molti usi che vanno dalla sintesi di fertilizzanti agli esplosivi.

#8 Ossigeno (O)

• Scoperta: Scoperto simultaneamente da Joseph Priestley e Carl Wilhelm Scheele nel 1774.
• Origine del nome: Deriva dai termini greci oxy e genes che significano rispettivamente acido e generare. Etimologicamente ossigeno significa generatore di acido.
• Stato fisico a 20 °C: Gas
• Punto di fusione: – 218,79 °C
• Punto di ebollizione: – 182,962 °C
• Descrizione e usi: È anche un gas incolore e inodore. Forma quasi il 21% dell’aria secca . È essenziale per la vita degli esseri viventi aerobici. Nell’industria viene utilizzato come ossidante in diversi processi tra cui saldatura e sistemi di taglio a fiamma.

#9 Fluoro (F)

• Scoperta: Scoperto nel 1886 da Henri Moissan.
• Origine del nome: Deriva dal latino fluere che significa scorrere.
• Stato fisico a 20 °C: Gas
• Punto di fusione: – 219,67 °C
• Punto di ebollizione: – 188,11 °C
• Descrizione e usi: Il fluoro è un gas velenoso di colore verde chiaro. È l’elemento più elettronegativo della tavola periodica e i suoi composti, come l’acido fluoridrico, possono attaccare e dissolvere il vetro.

#10 Neon (Ne)

• Scoperta: Scoperto da Sir William Ramsay e Morris Travers nel 1898.
• Origine del nome: Deriva dal greco neos , che significa nuovo.
• Stato fisico a 20 °C: Gas
• Punto di fusione: – 248,59 °C
• Punto di ebollizione: – 246,046 °C
• Descrizione e usi: E’ un gas nobile incolore largamente utilizzato per la fabbricazione di lampade colorate.

#11 Sodio (Na)

• Scoperta: scoperta da Humphry Davy nel 1807.
• Origine del nome: Deriva dalla parola inglese soda , che si riferisce alla soda caustica o idrossido di sodio. Il suo simbolo chimico è Na dovuto al nome latino di questa sostanza, natrium .
• Stato fisico a 20 °C: Solido
• Punto di fusione: 97,794°C
• Punto di ebollizione: 882.940°C
• Descrizione e usi: è il secondo metallo alcalino. Come il litio, è un metallo morbido, bianco-argenteo, altamente reattivo con l’acqua. Viene utilizzato nella sintesi chimica per diversi scopi ed è uno degli ioni più comuni nei sali idrosolubili.

#12 Magnesio (Mg)

• Scoperta: Scoperto da Joseph Black nel 1755.
• Origine del nome: Deriva dal nome del quartiere Magnesia di una città greca.
• Stato fisico a 20 °C: Solido
• Punto di fusione: 650°C
• Punto di ebollizione: 1.090 °C
• Descrizione e usi: è un metallo alcalino terroso color argento utilizzato nei fuochi d’artificio e nelle stelle filanti perché brucia con una luce molto intensa nell’aria. Viene anche utilizzato come additivo nella preparazione delle leghe di alluminio.

#13 Alluminio (Al)

• Scoperta: Hans Oersted lo scoprì nel 1825.
• Origine del nome: Deriva dal termine latino alumen , che significa sale amaro.
• Stato fisico a 20 °C: Solido
• Punto di fusione: 660,323 °C
• Punto di ebollizione: 2.519°C
• Descrizione e usi: E’ un metallo leggero, argenteo e abbastanza resistente. Viene utilizzato nella fabbricazione di lattine per contenere liquidi e nei materiali da costruzione.

#14 Silicio (Sì)

• Scoperta: Scoperto da Jöns Jaco Berzelius nel 1824
• Origine del nome: Deriva dalla parola latina per selce, selce .
• Stato fisico a 20 °C: Solido
• Punto di fusione: 1.404 °C
• Punto di ebollizione: 3.265 °C
• Descrizione e usi: Questo è il primo esempio di metalloide o semimetallo. Questo elemento costituisce la base di tutta l’elettronica moderna, rappresentando il materiale principale da cui tutti i circuiti integrati che fanno funzionare ogni dispositivo elettronico esistente.

#15 Fosforo (P)

• Scoperta: Scoperto nel 1669 da Henning Brandt.
• Origine del nome: Deriva dal termine greco phosphoros , che significa portatore di luce. Questo stesso termine è anche l’origine del simbolo chimico P.
• Stato fisico a 20 °C: Solido
• Punto di fusione: 44,15 °C
• Punto di ebollizione: 280,5°C
• Descrizione e usi: Questo non metallo è di grande importanza per la fabbricazione di fertilizzanti, ma è anche usato allo stato puro come materiale infiammabile nei fiammiferi e come miccia a combustione spontanea in bombe a mano e altri tipi di esplosivi.

#16 Zolfo (S)

• Scoperta: Conosciuto fin dalla preistoria.
• Origine del nome: Sia il nome che il simbolo chimico derivano dal termine latino sulfurium .
• Stato fisico a 20 °C: Solido
• Punto di fusione: 115,21 °C
• Punto di ebollizione: 444,61 °C
• Descrizione e usi: In forma pura è un solido cristallino giallo che si trova vicino ai vulcani. Viene utilizzato nella sintesi dell’acido solforico, l’acido commerciale e industriale più importante al mondo. Viene anche utilizzato nella vulcanizzazione della gomma.

#17 Cloro (Cl)

• Scoperta: Scoperto nel 1774 da Carl Wilhelm Scheele
• Origine del nome: Deriva dalla parola greca per descrivere il colore giallo-verdastro, chloros .
• Stato fisico a 20 °C: Gas
• Punto di fusione: – 101,5 °C
• Punto di ebollizione: – 34,04 °C
• Descrizione e usi: Il cloro è un gas velenoso e altamente reattivo, con un colore giallo-verdastro molto tenue. Sia allo stato elementare che sotto forma di alcuni ossisali, è efficace nell’uccidere e prevenire la crescita di molti microrganismi, motivo per cui viene utilizzato come disinfettante.

#18 Argon (Ar)

• Scoperta: Scoperto da Sir William Ramsay e Lord Rayleigh nel 1894.
• Origine del nome: il suo nome deriva da argos , che in greco significa lento o pigro.
• Stato fisico a 20 °C: Gas
• Punto di fusione: – 189,34 °C
• Punto di ebollizione: – 185,848 °C
• Descrizione e usi: Questo gas nobile viene utilizzato come atmosfera inerte in molte applicazioni che vanno dalla produzione di lampadine a incandescenza all’analisi chimica. È il gas nobile più abbondante e forma quasi l’1% dell’atmosfera terrestre.

#19 Potassio (K)

• Scoperta: ancora una volta, questo metallo alcalino fu scoperto da Humphry Davy, sempre nel 1807.
• Origine del nome: Il nome deriva dalla parola inglese potash , che significa potassa e si riferisce al composto principale che possiamo trovare nella cenere di certi legni. Il simbolo chimico K, invece, deriva dal termine latino per la stessa potassa, kalium .
• Stato fisico a 20 °C: Solido
• Punto di fusione: 63,5°C
• Punto di ebollizione: 759 °C
• Descrizione e usi: È un metallo estremamente reattivo. Si ossida immediatamente a contatto con l’aria e può anche reagire con l’umidità presente in esso, quindi deve essere conservato sigillato in atmosfera inerte o immerso in olio. È una parte importante di molti fertilizzanti.

#20 Calcio (Ca)

• Scoperta: scoperta da Humphry Davy nel 1808.
• Origine del nome: Deriva dal nome latino della calce, calx .
• Stato fisico a 20 °C: Solido
• Punto di fusione: 842 °C
• Punto di ebollizione: 1.484°C
• Descrizione e usi: metallo argenteo alcalino terroso che si trova abbondantemente in natura. È un componente essenziale della nostra dieta, formando una parte importante della struttura ossea e del meccanismo di funzionamento dei nostri sistemi nervoso e muscolare. Il calcio elementare viene utilizzato come agente riducente per ottenere altri metalli dai suoi minerali.

Riferimenti

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Chang, R. (2012). Chimica (11a ^ed .). McGraw-Hill Education.

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Gli editori dell’Enciclopedia Britannica. (2020, 4 novembre). elio | Definizione, proprietà, usi e fatti . Enciclopedia Britannica. https://www.britannica.com/science/helium-chemical-element

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