Química Fábio Loures Peralva Leandro Leal Siqueira Engenharia de Controle e Automação.
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Química
Fábio Loures Peralva Leandro Leal Siqueira
Engenharia de Controle e Automação
Propriedades PeriódicasIntrodução
Propriedades Periódicas dos Elementos
1 – O desenvolvimento da Tabela Periódica2 – Carga Nuclear Efetiva3 – Tamanhos de Átomos e Íons4 – Energia de Ionização5 – Afinidades Eletrônicas6 – Metais, Não-metais e Metalóides7 – Tendências de Grupo para os Metais Ativos8 – Tendências de Grupo para alguns Não-metais
Propriedades PeriódicasO desenvolvimento da Tabela
Periódica
A descoberta de novos elementos químicos foi gradual
As propriedades químicas e físicas dos elementos são periódicas
Similaridade entre as famílias
Diferenças entre as famílias
Propriedades PeriódicasCarga Nuclear Efetiva
Carga Nuclear Efetiva é a real atração que o elétron sofre pelo núcleo
Notação: Zef
A blindagem é representada por “S”
Cálculo da carga nuclear efetiva: Zef = Z - S
Regra de Slater
Propriedades PeriódicasTamanhos de Átomos e Íons
Átomos e Íons não são maciços
O raio pode ser medido pelas colisões dos átomos
O raio ligante é medido pela distância entre dois átomos quimicamente ligados
Os raios atômicos são usados para estimar o comprimento das ligações
Propriedades PeriódicasTamanhos de Átomos e Íons
Os tamanhos dos íons seguem o padrão do tamanho dos átomos
Os cátions são menores do que os átomos que lhe deram origem
Os ânions são maiores do que os átomos que lhe deram origem
Para íons de mesma carga, o tamanho aumenta à medida que descemos na tabela periódica
Em uma série isoeletrônica, o raio iônico é inversamente proporcional à carga nuclear efetiva
O²- > F- > Na+ > Mg²- > Al³+
Propriedades PeriódicasEnergia de Ionização
A energia de ionização de um átomo ou íon é a mínima energia necessária para remover um elétron de um átomo ou íon gasoso isolado em seu estado fundamental
A primeira energia de ionização é aquela necessária para retirar o primeiro elétron de um átomo neutro
A primeira energia de ionização é sempre a menor
Ocorre um aumento brusco de energia de ionização quando se retira um elétron de um nível mais interno
Propriedades PeriódicasEnergia de Ionização
A energia de ionização cresce nos períodos seguindo o aumento do número atômico
A energia de ionização decresce nas famílias seguindo o número de camadas
A energia de ionização é inversamente proporcional ao raio atômico
Os elétrons são removidos do primeiro orbital com o maior número quântico principal disponível
Os elétrons são adicionados no menor número quântico principal disponível
Propriedades PeriódicasAfinidade Eletrônica
Variação de energia quando um elétron é adicionado a um átomo gasoso.
A energia geralmente é liberada
Cl(G) + e- Cl-(G) E = -349 kJ/mol
Energia de ionização x Afinidade Eletrônica
Afinidade Eletrônica
Propriedades PeriódicasMetais
Metais têm baixa energia de ionização, portanto, formam cátions facilmente
Muitos óxidos metálicos são básicos
Na2O(S) + H2O(L) 2 NaOH(AQ)
NiO(S) + 2 HCl(AQ) NiCl2(AQ) + H2O(L)
Metais
Têm brilho; várias cores, embora a maioria seja prateada
Os sólidos são maleáveis e dúcteis
Bons condutores de calor e eletricidade
Tendem a formar cátions em soluções aquosas
Propriedades PeriódicasNão-metais
Por causa de suas afinidades eletrônicas, não-metais tendem a formar ânions
Muitos óxidos não-metálicos são ácidos
CO2(G) + H2O(L) H2CO3(AQ)
CO2(G) + 2 NaOH(AQ) Na2CO3(AQ) + H2O(L)
Não-metais
Não têm brilho; várias cores
Sólidos são geralmente quebradiços; alguns são duros e outros macios.
Pobres condutores de calor e eletricidade
Tendem a formar ânions em soluções aquosas
Propriedades PeriódicasMetalóides
Propriedades intermediárias entre metais e não-metais
O silício parece metal, mas é quebradiço em vez de maleável e pior condutor de calor e eletricidade que os metais.
Propriedades PeriódicasMetais Alcalinos
São muito maleáveisExtremamente reativosExistem na natureza somente como compostos
Algumas propriedades dos metais alcalinosElemento Configuração
eletrônicaPonto de fusão (°C)
Densidade (g/cm3)
Lítio [He] 2s1 181 0,53
Sódio [Ne] 3s1 98 0,97
Potássio [Ar] 4s1 63 0,86
Rubídio [Kr] 5s1 39 1,53
Césio [Xe] 6s1 28 1,88
A - SódioB - Cálcio C - PotássioD - BárioE - LítioF - Cobre
Propriedades PeriódicasMetais alcalinos terrosos
São mais duros, mais densos e têm maior ponto de fusão do que os metais alcalinos
São menos reativos que os metais alcalinos e formam íons 2+
Propriedades dos metais alcalinos terrosos
Elemento Configuração eletrônica
Ponto de fusão (°C)
Densidade (g/cm3)
Berílio [He] 2s2 1.287 1,85
Magnésio [Ne] 3s2 650 1,74
Cálcio [Ar] 4s2 842 1,54
Estrôncio [Kr] 5s2 777 2,63
Bário [Xe] 6s2 727 3,51
Propriedades PeriódicasHidrogênio
É um não-metal que não pertence a nenhum grupo da Tabela Periódica
Pode ser metálico a pressões extremamente altas
Geralmente forma ligações covalentes ou ganha elétrons reagindo com metais ativos, formando o íon hidreto (H-).
Propriedades PeriódicasGrupo do Oxigênio
Algumas propriedades do grupo 6AElemento Configuração eletrônica Ponto de
fusão (°C)Densidade
Oxigênio [He] 2s22p4 -218 1,43 g/L
Enxofre [Ne] 3s23p4 115 1,96 g/cm3
Selênio [Ar] 3d104s24p4 221 4,82 g/cm3
Telúrio [Kr] 4d105s25p4 450 6,24 g/cm3
Polônio [Xe] 4f145d106s25p4 254 9,20 g/cm3
Oxigênio, enxofre e selênio são não-metais; telúrio é metalóide; polônio é metal
Oxigênio O2 e O3 ; íons O2-, O22- e O2
-
2 H2O2(AQ) 2 H2O(L) + O2(G) Garrafas com tampas especiais
Propriedades PeriódicasHalogênios e Gases Nobres
Algumas propriedades dos halogêniosElemento Configuração
eletrônicaPonto de fusão (°C)
Densidade
Flúor [He] 2s22p5 -220 1,69 g/L
Cloro [Ne] 3s23p5 -102 3,21 g/L
Bromo [Ar] 3d104s24p5 -7,3 3,12 g/cm3
Iodo [Kr] 4d105s25p5 114 4,93 g/cm3
XeF4
Todos Halogênios são não-metais existentes em moléculas diatômicas, como: F2
, Cl2 , Br2 , I2 . Com afinidades eletrônicas muito negativas
Gases nobres são todos monoatômicosPossuem configuração eletrônica muito estável quase não-reativosEram chamados de gases inertes, mas foi descoberto que não são
Propriedades PeriódicasReferências Bibliográficas
Quimica: A Ciência Central – Brown, LeMay, Bursten – 9ª edição
http://www.cg.iqm.unicamp.br/material/qi145/aula1-AnaFlavia.pdf
Google – Imagens (material ilustrativo)