Transcript Química Geral

QUÍMICA GERAL
UNIDADE 4 – PROPRIEDADES ATÔMICAS E
TABELA PERIÓDICA
Prof. Cristian Berto da Silveira
Química Geral
UNIDADE 4 – PROPRIEDADES ATÔMICAS E TABELA PERIÓDICA
HISTÓRICO
Tríades Dohereiner (1817): Alguns elementos apresentavam certas
semelhanças.
Elemento
Massa Atômica
Elemento
Massa Atômica
Ferro
56
Lítio
07
Cobalto
59
Sódio
23
Níquel
58
Potássi
39
Massa Atômica Próxima.
Elemento
Massa Atômica
Cálcio
40
Estrôncio
88
Bário
137
Diferença constante entre
Massa Atômica Próxima.
A massa atômica de um elemento
corresponde à média aritmética dos outros
dois elementos.
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Chancourtois (1862): Parafuso Telúrico, encontrou propriedades
semelhantes entre os átomos de Berílio, Magnésio, Carbono e
Silício.
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Newlands (1864): Observou que as propriedades dos sete primeiros
elementos se repetiam nos sete elementos seguintes, e as definiu
como sendo a Lei das Oitavas Musicais.
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Mendeleev (1869): Organizou os elementos em ordem crescente
de massa atômica e observou que os elementos apresentavam
propriedades químicas semelhantes.
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Moseley (1913): As propriedades dos elementos são uma função periódica
dos seus números atômicos.
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Número dos Períodos
Número dos Grupos
* Grupo 1 – Metais Alcalinos;
* Grupo 15 – Grupo do Nitrogênio;
* Grupo 2 – Metais Alcalinos Terrosos;
* Grupo 16 – Grupo do Calcogênio;
* Grupo 3 a 12 – Metais de Transição;
* Grupo 17 – Grupo do Halogênio;
* Grupo 13 – Grupo do Boro;
* Grupo 18 – Grupo dos Gases Nobres;
* Grupo 14 – Grupo do Carbono
* A serie dos Lantanídeos e Actinídeos;
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INÍCIO
FIM
Bloco s
Bloco p
Bloco d
Bloco f
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K
Grupo 1 - Metais Alcalinos: São metais pertencentes ao bloco s.
São elementos que reagem vigorosamente. São metais macios,
L
prateados e fundem em baixas temperaturas. Eles produzem
M
hidrogênio quando colocados em contato com a água.
N
Na(s) +
H2O(l)
NaOH(l) +
H+(g)
O
P
Q
Aumenta o Número
de Camadas
Todos os elementos deste grupo apresentam 1 elétrons
na última camada de valência, ou seja ns1.
Na (Z = 11) – 1s2 2s2 2p6 3s1
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Grupo 2 - Metais Alcalinos Terrosos: Os elementos Cálcio (Ca), Estrôncio (Sr) e
Bário (Ba) são chamados de metais alcalinos terrosos, mas o nome é estendido
para todo o grupo 2. Este elementos também pertencentes ao bloco s. Estes
elementos apresentam propriedades em comum com o Grupo 1, porem suas
reações são menos vigorosas.
K
L
Todos os elementos deste grupo apresentam 2 elétrons
M
na última camada de valência, ou seja ns2.
N
O
P
Q
Aumenta o Número
de Camadas
Mg (Z = 12) – 1s2 2s2 2p6 3s2
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Grupo 3 a 12 – Metais de Transição: Os elementos do bloco d, com exceção dos
elementos do Grupo 12, são chamados de metais de transição. Estes elementos
estão entre os metais Bloco s, que reagem vigorosamente e os metias menos
reativos, lados esquerdo do Bloco p.
Todos os elementos deste
grupo apresentam o subível
mais energético d pertencente
a penúltima camada.
Fe (Z = 26) – 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6
Cu (Z = 29) – 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d9
Zn (Z = 30) – 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10
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Grupo 13 – Grupo do Boro: Estes elementos
apresentam 3 elétrons na última camada. A configuração
da camada de valência é ns2 np1;
Grupo 14 – Grupo do Carbono: Os elementos deste
grupo apresentam 4 elétrons na última camada, com
configuração eletrônica igual ns2 np2;
Grupo 15 – Grupo do Nitrogênio: Os elementos deste
grupo apresentam 5 elétrons na última camada, com
configuração eletrônica da camada de valência ns2 np3;
B (Z = 5) – 1s2 2s2 2p1
C (Z = 6) – 1s2 2s2 2p2
N (Z = 7) – 1s2 2s2 2p3
O (Z = 8) – 1s2 2s2 2p4
F (Z = 9) – 1s2 2s2 2p5
Grupo 16 – Grupo dos Calcogênios: Os elementos
deste grupo apresentam 6 elétrons na última camada,
com configuração eletrônica da camada de valência é
ns2 np4;
Grupo 17 – Grupo dos Halogênios: Neste grupo os
elementos apresentam 7 elétrons na última camada,
com configuração eletrônica da camada de valência
ns2 np5;
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Grupo 18 – Gases Nobres: São considerados quimicamente neutros, ou seja,
combinam-se com poucos elementos. Até os anos 60 eram conhecidos como gases
inertes, porque acreditava-se que eles não se combinavam com nenhum elemento.
Todos os elementos deste grupo são gases incolores e inodoros.
Com exceção do Hélio (He) todos os demais elementos
apresentam configuração eletrônica na camada de
valência ns2 np6;
He (Z = 2) – 1s2
Ne (Z = 10) – 1s2 2s2 2p6
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Metais de Transição Interna – Lantanídeos e os Actinídeos: Na lilnha superior
deste bloco temos os elementos que seguem o Lantâneo La (elemento 57)
localizado no Sexto Período, na qual chamamos de LANTANÌDEOS. Na linha
inferior, seguindo o Actíneo Ac (elemento 89), localizado no Sétimo Período,
encontramos os Actinídeos.
LANTANÍDEOS
ACTINÍDEOS
Subnível mais energético = 4f
Última camada = 6s2
Subnível mais energético = 5f
Última camada = 7s2
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METAIS
METALÓIDES
NÃO -METAIS
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METAIS: Constituem aproximadamente 76% dos elementos da tabela periódica.
Conduzem eletricidade e calor, são maleáveis e flexíveis, são sólidos a temperatura
ambiente com exceção do Gálio (Ga Z = 31) e do Mercúrio (Hg Z = 80), que são
líquidos.
NÃO-METAIS: Constituem aproximadamente 11% dos elementos da tabela, no
entanto, são os mais abundantes na Natureza. Em geral são maus condutores de
eletricidade e calor, não são maleáveis nem flexíveis. São sólidos o Carbono (C), o
Fósforo (P), o Enxofre (S), o Selênio (Se) e o Iodo (I), líquido o Bromo (Br) e gasoso
o Hidrogênio (H), o Nitrogênio (N), o Oxigênio (O), o Flúor (F) e o Cloro (Cl).
SEMI-METAIS OU METALÓIDES: Constituem cerca de 7% dos elementos da
tabela. Estes elementos têm a aparência de um metal mas comportam-se
quimicamente como um não-metal.
GASES NOBRES: Constituem aproximadamente 6% dos elementos da tabela. Este
elementos são encontrados na natureza na forma de substâncias simples, são todos
gases em condições ambientais.
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PROPRIEDADES ATÔMICAS
1. Tamanho do Átomo:
Com o aumento do número de camadas ocorre o aumento do tamanho do átomo.
Desta forma, em um grupo o tamanho do átomo aumenta de cima para baixo.
K
L
Li (Z = 3) – 1s2 2s1
M
Na (Z = 11) – 1s2 2s2 2p6 3s1
N
K (Z = 19) – 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1
O
P
Q
Aumenta o Número
de Camadas
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Em um período o número de camadas é o mesmo, porém, a carga nuclear aumenta
(aumenta o número atômico), consequentemente ocorre o aumento da atração do
núcleo sobre os elétrons periféricos.
Desta forma, em um período quanto maior o número atômico menor o tamanho do
átomo.
L
B (Z = 5) – 1s2 2s2 2p1
3 elétrons
C (Z = 6) – 1s2 2s2 2p2
4 elétrons
N (Z = 7) – 1s2 2s2 2p3
5 elétrons
O (Z = 8) – 1s2 2s2 2p4
6 elétrons
F (Z = 9) – 1s2 2s2 2p5
7 elétrons
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ORDEM
CRESCENTE DO
TAMANHO DO
ÁTOMO
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2. Raio Atômico :
O raio atômico é definido como a metade da distância entre os núcleos de dois
átomos vizinhos.
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ORDEM
CRESCENTE DO
RAIO ATÔMICO
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2. Raio Iônico:
O raio iônico é definido como a soma da distância entre o centro de um cátion e um
ânion.
OS CÁTIONS SÃO MENORES DO QUE SEUS ÁTOMOS
GERADORES E OS ÂNIONS SÃO MAIORES
DEFINIÇÃO DE ÍON: Um íon é formado quando um ou mais átomos ganham ou
perdem elétrons.
Definição de Cátions: A perda de um elétron por parte de um átomo da origem a
formação de um íon positivo.
Na(s)
Na+(g) + 1 e-
Definição de Ânion: Quando um átomo recebe um elétron forma-se um ânion com
carga negativa.
F(g) + 1e-
F-(g)
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Átomos e seus respectivos CÁTIONS (a) Metais alcalinos e
(b) Metais alcalinos terrosos.
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Átomos do grupo dos halogênios e seus respectivos ÂNIONS.
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ORDEM
CRESCENTE DO
RAIO IÔNICO
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3. Energia de Ionização:
É a energia necessária para retirar um elétron de um átomo, sendo que este deve
estar na fase gasosa.
Ei=
A energia deve ser suficiente para retirar o elétron do átomo
formando um íon positivo.
Para a primeira ionização (Ei1) partimos do átomo neutro:
Cu(g)
Cu(g)
+
e-(g) Ei1 = 785 kJ/mol
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A segunda energia de ionização (Ei2) de um elemento é a energia necessária para
remover um elétron de um cátion gasoso com carga unitária.
Cu1+(g)
Cu2+(g)
+
e-(g) Ei2 = 1955 kJ/mol
Para o átomo de Sódio (Na) a Energia de Ionização é:
Na(g)
Na+(g)
+
e-(g) Ei = 119 kcal/mol
Com o aumento do tamanho do átomo, aumenta a facilidade de remoção de um
elétron da camada de valência. Desta forma, quanto
maior o tamanho do
átomo, menor a Energia de Ionização. Portanto, nos GRUPOS a Energia de
Ionização aumenta de baixo para cima.
Nos PERÍODOS o tamanho do átomo aumenta da direita para esquerda, quanto
maior o número de elétrons na camada de valência maior é a sua atração pelo
núcleo, portanto, menor é o átomo. Desta forma, a Energia de Ionização
aumenta da esquerda para direita.
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ORDEM CRESCENTE DE ENERGIA DE IONIZAÇÃO
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4. Afinidade Eletrônica:
É a medida da energia liberada pelo átomo isolado, no estado gasoso, ao receber
um elétron, formando um íon gasoso negativo.
Para o átomo de Sódio (Na) a Energia de Ionização é:
Na(g)
Na+(g)
+
e-(g) Ei = 119 kcal/mol
Para o átomo de Sódio (Na) a Afinidade Eletrônica é:
Na(g) + e-(g)
Na- (g) + 119 kcal/mol
Importante: A afinidade eletrônica só apresenta aplicação prática para os nãometais, pois seus átomos tendem a receber elétrons. Para os metais é muito
difícil medir esta propriedade, pois seus átomos não tende a receber elétrons.
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ORDEM CRESCENTE DE AFINIDADE ELETRÔNICA
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5. Eletronegatividade:
É a propriedade que o átomo apresenta de atrair elétrons.
Esta propriedade depende de dois importantes fatores: o número de elétrons na
última camada e o tamanho do átomo.
Primeiro Fator: Quanto mais próximo o átomo estiver de atingir a estabilidade, ou
seja, apresentar oito elétrons na última camada, maior a sua atração por elétrons.
Portanto, maior a sua ELETRONEGATIVIDADE.
Segundo Fator: Quanto menor o tamanho do átomo, maior é a atração do núcleo
sobre os elétrons periféricos. Desta forma, é muito maior a atração pelos elétrons que
estão nas suas proximidades. Portanto, quanto menor o tamanho do átomo, maior a
sua ELETRONEGATIVIDADE.
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ORDEM CRESCENTE DE ELETRONEGATIVIDADE
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6. Eletropositividade:
É a propriedade que o átomo apresenta de repelir elétrons.
Esta propriedade é o inverso da eletronegatividade. Nos grupos aumenta de cima
para baixo e nos períodos da direita para esquerda.
ORDEM CRESCENTE DE ELETROPOSITIVIDADE
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7. Reatividade Química:
É a propriedade que o elemento apresenta de reagir quimicamente.
- Maior Tamanho do Átomo;
- Menor Potencial de Ionização;
- Maior Caráter Metálico;
- Menor Eletronegatividade;
- Maior Reatividade Química do Metal;
- Maior Eletropositividade;
- Menor Tamanho do Átomo;
- Maior Eletro Afinidade;
- Maior Eletronegatividade;
- Menor Eletropositividade;
- Maior Caráter Não-Metálico;
- Maior Reatividade Química do Não –
Metal;
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NÃO METAL
METAL
VARIAÇÃO DO CARÁTER METÁLICO E NÃO METÁLICO
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8. Densidade:
É definida como sendo a razão entre a massa específica (m) e o volume (V). Para
um elemento químico a massa corresponde a massa atômica do elemento e o
volume ocupado por este elemento.
m (g)
d=
V (cm3)
Nos grupos a
densidade aumenta
de cima para baixo e
nos períodos
aumenta das laterais
para o centro.
VARIAÇÃO DA DENSIDADE
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8. Volume Atômico:
É a razão entre a massa e a densidade deste elemento no estado sólido.
Nos grupos o volume
aumenta de cima
para baixo e nos
períodos aumenta do
centro para as
laterais.
VOLUME ATÔMICO
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9. Ponto de Fusão:
É a temperatura na qual o sólido passa para o estado líquido, a uma determinada
pressão.
Nos grupos o
aumento do ponto de
fusão ocorre de cima
para baixo, exceto
nos grupos 1 e 2, que
é de baixo para cima.
Nos períodos o
aumento ocorre das
laterais para o centro.
PONTO DE FUSÃO
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