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

UNIDADE 4 – PROPRIEDADES ATÔMICAS E TABELA PERIÓDICA Química Geral UNIDADE 4 – PROPRIEDADES ATÔMICAS E TABELA PERIÓDICA HISTÓRICO Tríades Dohereiner (1817): Alguns elementos apresentavam certas semelhanças. Elemento Massa Atômica Ferro 56 Cobalto 59 Níquel 58 Elemento Massa Atômica Lítio 07 Sódio 23 Potássi 39 Massa Atômica Próxima. Diferença constante entre Massa Atômica Próxima. Elemento Massa Atômica Cálcio 40 Estrôncio 88 Bário 137 A massa atômica de um elemento corresponde à média aritmética dos outros dois elementos.

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

Química Geral 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.

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

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

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;

Química Geral INÍCIO FIM Bloco s Bloco p Bloco d Bloco f

Na(s) + H2O(l) NaOH(l) + H+(g) Química Geral 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. K L M N O P Q Na(s) + H2O(l) NaOH(l) + H+(g) 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

Todos os elementos deste grupo apresentam 2 elétrons 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. K L M N O P Q Todos os elementos deste grupo apresentam 2 elétrons na última camada de valência, ou seja ns2. Mg (Z = 12) – 1s2 2s2 2p6 3s2 Aumenta o Número de Camadas

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) – 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

Química Geral 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; 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; B (Z = 5) – 1s2 2s2 2p1 C (Z = 6) – 1s2 2s2 2p2 N (Z = 7) – 1s2 2s2 2p3 Grupo 17 – Grupo dos Halogênios: Neste grupo os elementos apresentam 7 elétrons na última camada, com configuração eletrônica da camada de valência ns2 np5; O (Z = 8) – 1s2 2s2 2p4 F (Z = 9) – 1s2 2s2 2p5

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 ns2 np6; He (Z = 2) – 1s2 Ne (Z = 10) – 1s2 2s2 2p6

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. LANTANÍDEOS ACTINÍDEOS Subnível mais energético = 4f Última camada = 6s2 Subnível mais energético = 5f Última camada = 7s2

Química Geral METAIS METALÓIDES NÃO -METAIS

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.

Aumenta o Número de Camadas 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. K L M N O P Q Aumenta o Número de Camadas Li (Z = 3) – 1s2 2s1 Na (Z = 11) – 1s2 2s2 2p6 3s1 K (Z = 19) – 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1

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. B (Z = 5) – 1s2 2s2 2p1 3 elétrons C (Z = 6) – 1s2 2s2 2p2 4 elétrons L N (Z = 7) – 1s2 2s2 2p3 5 elétrons O (Z = 8) – 1s2 2s2 2p4 6 elétrons F (Z = 9) – 1s2 2s2 2p5 7 elétrons

ORDEM CRESCENTE DO TAMANHO DO ÁTOMO Química Geral ORDEM CRESCENTE DO TAMANHO DO ÁTOMO

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

ORDEM CRESCENTE DO RAIO ATÔMICO Química Geral ORDEM CRESCENTE DO RAIO ATÔMICO

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)

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

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

ORDEM CRESCENTE DO RAIO IÔNICO Química Geral ORDEM CRESCENTE DO RAIO IÔNICO

Cu(g) + e-(g) Ei1 = 785 kJ/mol 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. 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

Cu2+(g) + e-(g) Ei2 = 1955 kJ/mol Química Geral 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.

ORDEM CRESCENTE DE ENERGIA DE IONIZAÇÃO Química Geral ORDEM CRESCENTE DE ENERGIA DE IONIZAÇÃO

Na+(g) + e-(g) Ei = 119 kcal/mol 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. Para o átomo de Sódio (Na) a Energia de Ionização é: Na(g) Na+(g) + e-(g) Ei = 119 kcal/mol Na(g) + e-(g) Na- (g) + 119 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.

ORDEM CRESCENTE DE AFINIDADE ELETRÔNICA Química Geral ORDEM CRESCENTE DE AFINIDADE ELETRÔNICA

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. 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.

ORDEM CRESCENTE DE ELETRONEGATIVIDADE Química Geral ORDEM CRESCENTE DE ELETRONEGATIVIDADE

ORDEM CRESCENTE DE ELETROPOSITIVIDADE 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

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;

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

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 m (g) V (cm3) d = Nos grupos a densidade aumenta de cima para baixo e nos períodos aumenta das laterais para o centro.

Química Geral 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.

Química Geral Química Geral 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.

Química Geral

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