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Prof. Cristian Berto da Silveira QUÍMICA GERAL UNIDADE 4 – PROPRIEDADES ATÔMICAS E TABELA PERIÓDICA.

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1 Prof. Cristian Berto da Silveira QUÍMICA GERAL UNIDADE 4 – PROPRIEDADES ATÔMICAS E TABELA PERIÓDICA

2 Química Geral Tríades Dohereiner (1817): Alguns elementos apresentavam certas semelhanças. HISTÓRICO ElementoMassa Atômica Ferro56 Cobalto59 Níquel58 ElementoMassa Atômica Lítio07 Sódio23 Potássi39 Massa Atômica Próxima. Diferença constante entre Massa Atômica Próxima. ElementoMassa Atômica Cálcio40 Estrôncio88 Bário137 A massa atômica de um elemento corresponde à média aritmética dos outros dois elementos. UNIDADE 4 – PROPRIEDADES ATÔMICAS E TABELA PERIÓDICA

3 Chancourtois (1862): Parafuso Telúrico, encontrou propriedades semelhantes entre os átomos de Berílio, Magnésio, Carbono e Silício. Química Geral

4 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.

5 Mendeleev (1869): Organizou os elementos em ordem crescente de massa atômica e observou que os elementos apresentavam propriedades químicas semelhantes. Química Geral

6 Moseley (1913): As propriedades dos elementos são uma função periódica dos seus números atômicos.

7 Química Geral Número dos Grupos Número dos Períodos * Grupo 1 – Metais Alcalinos; * Grupo 2 – Metais Alcalinos Terrosos; * Grupo 3 a 12 – Metais de Transição; * Grupo 13 – Grupo do Boro; * Grupo 14 – Grupo do Carbono * Grupo 15 – Grupo do Nitrogênio; * Grupo 16 – Grupo do Calcogênio; * Grupo 17 – Grupo do Halogênio; * Grupo 18 – Grupo dos Gases Nobres; * A serie dos Lantanídeos e Actinídeos;

8 INÍCIO FIM Bloco s Bloco p Bloco dBloco f Química Geral

9 Grupo 1 - Metais Alcalinos: São metais pertencentes ao bloco s. São elementos que reagem vigorosamente. São metais macios, prateados e fundem em baixas temperaturas. Eles produzem hidrogênio quando colocados em contato com a água. Na (s) + H 2 O (l) NaOH (l) + H + (g) KLMNOPQKLMNOPQ Aumenta o Número de Camadas Todos os elementos deste grupo apresentam 1 elétrons na última camada de valência, ou seja ns 1. Na (Z = 11) – 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1

10 Química Geral 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. Aumenta o Número de Camadas KLMNOPQKLMNOPQ Todos os elementos deste grupo apresentam 2 elétrons na última camada de valência, ou seja ns 2. Mg (Z = 12) – 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2

11 Química Geral 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) – 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6 Cu (Z = 29) – 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 9 Zn (Z = 30) – 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10

12 Química Geral Grupo 13 – Grupo do Boro: Estes elementos apresentam 3 elétrons na última camada. A configuração da camada de valência é ns 2 np 1 ; Grupo 14 – Grupo do Carbono: Os elementos deste grupo apresentam 4 elétrons na última camada, com configuração eletrônica igual ns 2 np 2 ; Grupo 15 – Grupo do Nitrogênio: Os elementos deste grupo apresentam 5 elétrons na última camada, com configuração eletrônica da camada de valência ns 2 np 3 ; Grupo 16 – Grupo dos Calcogênios: Os elementos deste grupo apresentam 6 elétrons na última camada, com configuração eletrônica da camada de valência é ns 2 np 4 ; Grupo 17 – Grupo dos Halogênios: Neste grupo os elementos apresentam 7 elétrons na última camada, com configuração eletrônica da camada de valência ns 2 np 5 ; B (Z = 5) – 1s 2 2s 2 2p 1 C (Z = 6) – 1s 2 2s 2 2p 2 N (Z = 7) – 1s 2 2s 2 2p 3 O (Z = 8) – 1s 2 2s 2 2p 4 F (Z = 9) – 1s 2 2s 2 2p 5

13 Química Geral 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 ns 2 np 6 ; He (Z = 2) – 1s 2 Ne (Z = 10) – 1s 2 2s 2 2p 6

14 Química Geral 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. LANTANÍDEOSACTINÍDEOS Subnível mais energético = 4f Última camada = 6s 2 Subnível mais energético = 5f Última camada = 7s 2

15 Química Geral METAIS METALÓIDESNÃO -METAIS

16 Química Geral 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.

17 Química Geral 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. KLMNOPQKLMNOPQ Aumenta o Número de Camadas Na (Z = 11) – 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 Li (Z = 3) – 1s 2 2s 1 K (Z = 19) – 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

18 Química Geral 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) – 1s 2 2s 2 2p 1 3 elétrons C (Z = 6) – 1s 2 2s 2 2p 2 4 elétrons N (Z = 7) – 1s 2 2s 2 2p 3 5 elétrons O (Z = 8) – 1s 2 2s 2 2p 4 6 elétrons F (Z = 9) – 1s 2 2s 2 2p 5 7 elétrons

19 Química Geral ORDEM CRESCENTE DO TAMANHO DO ÁTOMO

20 Química Geral 2. Raio Atômico : O raio atômico é definido como a metade da distância entre os núcleos de dois átomos vizinhos.

21 Química Geral ORDEM CRESCENTE DO RAIO ATÔMICO

22 Química Geral 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)

23 Química Geral Átomos e seus respectivos CÁTIONS (a) Metais alcalinos e (b) Metais alcalinos terrosos.

24 Química Geral Átomos do grupo dos halogênios e seus respectivos ÂNIONS.

25 Química Geral ORDEM CRESCENTE DO RAIO IÔNICO

26 Química Geral 3. Energia de Ionização: É a energia necessária para retirar um elétron de um átomo, sendo que este deve estar na fase gasosa. A energia deve ser suficiente para retirar o elétron do átomo formando um íon positivo. Para a primeira ionização (Ei 1 ) partimos do átomo neutro: Cu (g) Cu (g) + e - (g) Ei 1 = 785 kJ/mol Ei=

27 A segunda energia de ionização (Ei 2 ) de um elemento é a energia necessária para remover um elétron de um cátion gasoso com carga unitária. Cu 1+ (g) Cu 2+ (g) + e - (g) Ei 2 = 1955 kJ/mol Química Geral Na (g) Na + (g) + e - (g) Ei = 119 kcal/mol Para o átomo de Sódio (Na) a Energia de Ionização é: 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. 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.

28 Química Geral ORDEM CRESCENTE DE ENERGIA DE IONIZAÇÃO

29 Química Geral 4. Afinidade Eletrônica: É a medida da energia liberada pelo átomo isolado, no estado gasoso, ao receber um elétron, formando um íon gasoso negativo. Na (g) Na + (g) + e - (g) Ei = 119 kcal/mol Para o átomo de Sódio (Na) a Energia de Ionização é: Na (g) + e - (g) Na - (g) kcal/mol Para o átomo de Sódio (Na) a Afinidade Eletrônica é: Importante: A afinidade eletrônica só apresenta aplicação prática para os não- metais, pois seus átomos tendem a receber elétrons. Para os metais é muito difícil medir esta propriedade, pois seus átomos não tende a receber elétrons.

30 Química Geral ORDEM CRESCENTE DE AFINIDADE ELETRÔNICA

31 Química Geral 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. 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. 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.

32 Química Geral ORDEM CRESCENTE DE ELETRONEGATIVIDADE

33 Química Geral 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

34 Química Geral 7. Reatividade Química: É a propriedade que o elemento apresenta de reagir quimicamente. - Maior Tamanho do Átomo; - Menor Potencial de Ionização; - Menor Eletronegatividade; - Maior Eletropositividade; - Maior Caráter Metálico; - Maior Reatividade Química do Metal; - Menor Tamanho do Átomo; - Maior Eletro Afinidade; - Maior Eletronegatividade; - Menor Eletropositividade; - Maior Caráter Não-Metálico; - Maior Reatividade Química do Não – Metal;

35 Química Geral NÃO METAL METAL VARIAÇÃO DO CARÁTER METÁLICO E NÃO METÁLICO

36 Química Geral 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. VARIAÇÃO DA DENSIDADE Nos grupos a densidade aumenta de cima para baixo e nos períodos aumenta das laterais para o centro. m (g) V (cm 3 ) d =

37 Química Geral 8. Volume Atômico: É a razão entre a massa e a densidade deste elemento no estado sólido. VOLUME ATÔMICO Nos grupos o volume aumenta de cima para baixo e nos períodos aumenta do centro para as laterais.

38 Química Geral 9. Ponto de Fusão: É a temperatura na qual o sólido passa para o estado líquido, a uma determinada pressão. PONTO DE FUSÃO 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.

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