Tabela periódica 3 – Atividades propriedades periódicas

Apresentação em tema: "Tabela periódica 3 – Atividades propriedades periódicas"— Transcrição da apresentação:

1 Tabela periódica 3 – Atividades propriedades periódicas

2 Caro estudante, Aqui são apresentadas algumas questões comentadas que são consideradas fundamentais para a sistematização do conteúdo sobre Propriedades Periódicas. Uma dica é que você compreenda bem a variação do Raio Atômico, tanto ao longo de uma coluna, quanto ao longo de um período da Tabela Periódica. Evite decorar diagramas e esquemas de variação das propriedades, pois eles não te dão as causas dessas variações; e, como algumas vezes você terá que explicá-las, os diagramas não serão suficientes. Procure, então, entender a lógica de cada uma. Com certeza, seu estudo será mais eficiente e interessante. Bom aprendizado!

3 Y: 3 camadas; X: possui 4 camadas; W: 6 camadas.
Raio atômico QUESTÃO 01 (EducarBrasil) Considere as distribuições eletrônicas de átomos neutros, com símbolos hipotéticos X, Y e W: X: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5 Y: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 W: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s1 INDIQUE a ordem crescente de raio atômico desses átomos. Resposta: Y, X e W. Comentário: Raio atômico é a distância entre o núcleo e o nível mais externo (de valência) do átomo, obtida experimentalmente com uso de raios-x. Quanto mais camadas tem o átomo, mais distante do núcleo é sua última camada; portanto, maior o raio. Y: 3 camadas; X: possui 4 camadas; W: 6 camadas. Disponíveis (acesso ):

4 C: 9 p+ / 2 níveis; B: 7 p+ / 2 níveis; W: 5 p+ / 2 níveis.
QUESTÃO 02 (EducarBrasil) Considere as distribuições eletrônicas dos átomos neutros abaixo, com símbolos hipotéticos A, B e C: A: 1s2 2s2 B: 1s2 2s2 2p2 C: 1s2 2s2 2p3 INDIQUE a ordem crescente de raio atômico dos átomos: Resposta: C, B e A. Comentário: Quando átomos possuem o mesmo número de camadas (níveis), será menor o átomo com maior número de prótons; pois haverá maior atração do núcleo sobre a eletrosfera, provocando uma contração significativa das camadas na direção do núcleo, reduzindo o tamanho geral do átomo. C: 9 p+ / 2 níveis; B: 7 p+ / 2 níveis; W: 5 p+ / 2 níveis. Disponíveis (acesso ):

5 QUESTÃO 03 (EducarBrasil) Considere as distribuições eletrônicas dos átomos neutros A, B, C, D e E: A: 1s2 2s2 2p1 B: 1s2 2s2 2p3 C: 1s2 2s2 2p5 D: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 E: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p2 Sobre essas distribuições, RESPONDA: Dentre eles, qual é o menor átomo? Dentre eles, qual é o maior átomo? Entre C e D, por que D é o maior? Entre D e E, por que E é o menor? C D D possui quatro camadas, enquanto C, apenas duas. Ambos possuem quatro camadas, mas E tem maior carga nuclear (32 prótons) que o átomo D (19 prótons). Por isso, o núcleo de E atrai sua eletrosfera com muito mais intensidade, contraindo-a mais para o centro, do que no átomo D.

6 JULGUE com “V” as afirmativas verdadeiras e com “F”, as falsas:
QUESTÃO 04 (EducarBrasil) Considere o esboço da tabela periódica a seguir com símbolos verdadeiros de alguns elementos: H F P S I JULGUE com “V” as afirmativas verdadeiras e com “F”, as falsas: H possui menor raio que S por ter duas camadas a menos. Entre P e S, o segundo tem maior raio, por conter maior número de prótons e de elétrons. A ordem crescente de raio entre eles é H, F, S, P e I. Em termos gerais, os átomos mais à esquerda da Tabela Periódica são maiores que os da direita. Em termos gerais, os átomos mais para baixo na Tabela Periódica são menores que os de cima. V F V V F

7 O sódio (11Na) tem maior raio (186pm) por ter uma camada a mais.
QUESTÃO 05 (EducarBrasil) X, Y e Z representam três elementos da Tabela Periódica, cujos raios atômicos, em picômetros (pm), são: X: 186pm Y: 105pm obs.: 1pm = 10-12m Z: 152pm MARQUE a opção que possui a ordem possível para X, Y e Z: Li, Be e Na. Li, Na e Be. Na, Be e Li. Na, Li e Be. Be, Li e Na. Li Be Na Comentário: O sódio (11Na) tem maior raio (186pm) por ter uma camada a mais. O berílio (4Be) e o lítio (3Li) possuem o mesmo número de camadas, mas o berílio tem um próton a mais para atrair sua eletrosfera, contraindo-a na direção do núcleo; e, por isso, seu raio (105pm) é menor que o do lítio (152pm).

8 Resposta: o átomo neutro (11Na) é maior que seu cátion (11Na1+).
Raio iônico de cátions QUESTÃO 06 (EducarBrasil) Comparando o átomo de sódio (11Na) com seu íon (11Na1+), qual possui maior raio? Resposta: o átomo neutro (11Na) é maior que seu cátion (11Na1+). Comentário: A expressão “raio atômico” geralmente é usada para átomos neutros. “Raio iônico” pode ser referente à cátions ou a ânions, dependendo do caso. A palavra “raio” pode ser referente a qualquer átomo; neutro ou não. O sódio neutro possui três camadas e tem um elétron de valência. Perdendo esse elétron para formar o cátion, perde também uma camada. Então, o sódio neutro é maior com três camadas, enquanto o cátion sódio é menor tendo apenas duas. A perda da camada de valência é o motivo mais importante para explicar por que um cátion sempre será menor que seu átomo neutro. (Mas não é o único!)

9 Resposta: o íon ferroso (Fe2+) é maior que o férrico (Fe3+).
QUESTÃO 07 (EducarBrasil) O elemento ferro (26Fe) possui dois cátions: o íon ferroso (Fe2+) e o férrico (Fe3+). Qual deles possui maior raio iônico? Resposta: o íon ferroso (Fe2+) é maior que o férrico (Fe3+). Fe Comentário: O ferro neutro possui dois elétrons de valência, com a distribuição: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6; portanto, tanto o cátion ferroso quanto o férrico não possuem a camada de valência (4s0), tendo ambos três camadas. No entanto, o cátion ferroso tem 26 prótons para atrair 24 elétrons; enquanto a relação para o cátion férrico é 26p+/23e-. Assim, a relação próton/elétron é maior para o cátion férrico (26/23=1,1304) do que para o ferroso (26/24=1,0833). Em outras palavras, a força de atração do núcleo é maior para o férrico (Fe3+), atraindo e contraindo mais sua eletrosfera, diminuindo o tamanho geral do átomo. Por isso, o ferroso (Fe2+) é maior.

10 Resposta: O cloreto (17Cl1-) é maior que o cloro neutro (17Cl).
Raio iônico de ânions QUESTÃO 08 (EducarBrasil) Os átomos do elemento cloro (17Cl) são normalmente encontrados na Natureza na forma de íons cloreto (17Cl1-). Responda: Qual das duas espécies químicas, o átomo neutro de cloro e íon cloreto, tem maior raio? Resposta: O cloreto (17Cl1-) é maior que o cloro neutro (17Cl). Comentário: O átomo neutro de cloro, como todo halogênio, tende a ganhar um elétron na camada de valência, para ficar estável. Por isso, o cloro e o ânion cloreto possuem o mesmo número de camadas. No entanto, a relação próton/elétron para o cloro é maior (17p+/17e-= 1,0) do que para o cloreto (17p+/18e-= 0,9444). Ou seja, a força nuclear para atrair a eletrosfera é maior para o cloro, e sua eletrosfera estará mais contraída que a do cloreto. Assim, quando o número de camadas é igual, o ânion é sempre maior que o átomo neutro do mesmo elemento. Disponíveis (acesso ):

11 Resposta: 20Ca2+, 19K1+, 18Ar, 16S2- e 19K.
QUESTÃO 09 (EducarBrasil) INDIQUE a ordem crescente de raio para as espécies químicas 19K, 18Ar, 20Ca2+, 16S2- e 19K1+: Resposta: 20Ca2+, 19K1+, 18Ar, 16S2- e 19K. S Ar K Ca Comentário: O 19K tem uma camada a mais que todos, 4 camadas com 19 elétrons com a distribuição 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1; e os demais são átomos isoeletrônicos (mesmo número de elétrons), com 18 elétrons em 3 camadas: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6. Cuidado! Quando falamos de íons, não podemos considerar o número de camadas dos elementos como aparecem na tabela: o 20Ca tem 4 camadas, mas o 20Ca2+ possui três camadas. Para os isoeletrônicos (18Ar, 20Ca2+, 16S2- e 19K1+), o que tiver mais prótons (20Ca2+) será o menor, com maior força de atração do núcleo sobre a eletrosfera.

12 Primeira Energia de Ionização Resposta: Argônio (18Ar).
QUESTÃO 10 (EducarBrasil) Dentre os elementos na Tabela Periódica abaixo, qual possui a maior primeira energia de ionização? S Ar K Ca I Comentário: Energia de ionização é a energia necessária para retirar um elétron de um átomo neutro no estado gasoso. Quanto maior o valor dessa energia, significa que foi mais difícil retirar o elétron; ou seja, menor a tendência do átomo tinha em cedê-lo, pois ele estava bem “preso” ao átomo. Se a energia de ionização é baixa, significa que foi fácil retirar o elétron, pois ele não estava tão “preso” pelo átomo; portanto, ele tinha mais facilidade em perdê-lo. Resposta: Argônio (18Ar). Os metais possuem baixa energia de ionização, principalmente os alcalinos (coluna 1 ou IA). Os ametais “seguram” mais os elétrons, sendo necessário mais energia para retirá-los. Os gases nobres possuem os maiores valores de energia de ionização porque são estáveis, sendo ainda mais difícil retirar o elétron desses átomos.

13 Também podemos considerar uma comparação com o raio atômico:
Maior E.I. S Ar K Ca I “Átomos pequenos” (menor raio: lado direito, para cima na Tabela) perdem elétrons com mais dificuldade (maior energia de ionização), devido à maior proximidade da camada de valência com o núcleo. Maior R.A. “Átomos grandes” (maior raio: lado esquerdo, para baixo na Tabela) perdem elétrons mais facilmente (menor energia de ionziação), pois sua última camada está mais distante do núcleo, sofrendo menor atração. Voltando à questão 10, o menor átomo é justamente o argônio (18Ar), que apresenta maior energia de ionização. Muitas vezes, a comparação com o raio atômico é útil e correta. Entenda bem como e porque acontecem as variações de raio atômico na Tabela Periódica, para facilitar o entendimento sobre as demais propriedades periódicas.

14 Energias de Ionização em sequência
QUESTÃO 11 (EducarBrasil) Na tabela abaixo, estão listados os valores das dez primeiras energias de ionização para os elétrons do elemento cloro (17Cl), em kJ/mol. Nº de ordem do elétron Potencial de ionização 1º 1.251,2 2º 2.298 3º 3.822 4º 5.158,6 5º 6.542 6º 9.362 7º 11.018 8º 33.604 9º 38.600 10º 43.961 RESPONDA: I) Por que os valores de energia de ionização sempre crescem a cada elétron que é retirado do átomo? Resposta: A cada elétron que é retirado, a relação próton/elétron vai aumentando; ou seja, a força do núcleo para atrair os elétrons restantes vai ficando cada vez maior, sendo cada vez mais difícil retirá-los. É como se o número de prótons aumentasse. II) Por que acontece um aumento muito maior na diferença entre as energias de ionização do 7º para o 8º elétron? Resposta: Os elétrons vão sendo retirados do átomo, “de fora para dentro”; ou seja, primeiro saem os da última camada. Como o cloro é halogênio (coluna 17 ou 7A), ele possui 7 elétrons de valência. Quando da retirada do 8º elétron, a energia gasta é bem maior porque ela está sendo usada para retirar um elétron de uma camada mais interna, portanto, mais próxima do núcleo.

15 QUESTÃO 12 (EducarBrasil) A tabela abaixo contém os valores de energia de ionização de três espécies químicas, não necessariamente átomos neutros, denominados X, Y e Z. Sabendo que essas espécies químicas são o neônio (10Ne), o cátion sódio (11Na1+) e o cátion magnésio (12Mg2+), IDENTIFIQUE as espécies X, Y e Z. Comentário: A questão não trata da primeira energia de ionização de cada elemento, uma vez que apenas o neônio (10Ne) está neutro. Por isso, não se pode analisar as setas de variação da E.I. nos diagramas da Tabela Periódica. Cuidado! Espécie química Potencial de ionização X 2.080,7kJ Y 4.562kJ Z 7.732,7kJ Resposta: Todos são átomos isoeletrônicos, com dez elétrons, com mesmo número de camadas, com configuração de gás nobre (10Ne). Assim, quanto maior o número de prótons, maior a intensidade de atração do núcleo sobre os elétrons, aumentando a E.I. Como X tem o menor valor de energia de ionização, trata-se do neônio (10Ne), com dez prótons. Como Z tem o maior valor, só pode tratar-se do cátion magnésio (12Mg2+), com doze prótons. Y é o cátion sódio (11Na1+), com onze prótons, de valor de E.I. intermediário.

16 Afinidade Eletrônica QUESTÃO 13
(EducarBrasil) Enquanto a energia de ionização (E.I) mede a energia necessária para retirar o elétron de um átomo, a afinidade eletrônica (A.E.) mede a energia liberada pelo átomo quando recebe um elétron. A primeira, expressa a dificuldade de se retirar um elétron de um átomo; a segunda, a estabilidade ganha pelo átomo ao receber um. RESPONDA: I) Por que a afinidade eletrônica cresce ao longo da Tabela Periódica nos mesmos sentidos que a energia de ionização? Maior E.I. Resposta: Essas duas propriedades variam de forma semelhantes, pois, se um átomo retém um elétron com intensidade (E.I. elevada), isso pode significar que o mesmo átomo pode estar precisando de mais outro elétron para adquirir estabilidade (A.E. alta). Em outras palavras, “quem” não quer perder o que tem, pode estar precisando ganhar mais.

17 II) Mas, por que, ao contrário de outros elementos, os gases nobres possuem altos valores de energia de ionização e baixos valores de afinidade eletrônica? Maior A.E. O crescimento da esquerda para a direita e de baixo para cima da afinidade eletrônica não inclui os gases nobres. Resposta: Os gases nobres são estáveis. Por isso, retém seus elétrons com muita intensidade (altos valores de E.I.). Pelo mesmo motivo, esses átomos não precisam receber um novo elétron, pois já têm a configuração eletrônica ideal. Assim, não liberam energia significativa ao receberem um elétron. Obs.: A melhor maneira de lembrar o significado de afinidade eletrônica é pelo nome da propriedade, que significa “ter afinidade por elétrons” ou “ter tendência para receber elétrons”.

18 QUESTÃO 14 (EducarBrasil) INDIQUE a ordem crescente de afinidade eletrônica para os elementos apresentados na Tabela Periódica abaixo: F Ne I Pb Elemento Afinidade eletrônica Ne 0kJ Pb 35kJ I 295kJ F 328kJ Resposta: Ne, Pb, I e F. Comentário: O neônio (10Ne) tem estabilidade e não tende a receber um elétron; portanto, possui a menor afinidade, dentre os elementos. O iodo (53I) e o flúor (9F) são halogênios (coluna 17 ou 7A), e por isso têm sete elétrons de valência. Mas, como o iodo tem cinco camadas eletrônicas, sua camada de valência está bem mais distante de seu núcleo do que a segunda camada do flúor; por isso o flúor ficará “mais estável” que o iodo ao receber um elétron, liberando mais energia que o iodo. O último elemento é o chumbo (82Pb), que é um metal; portanto, com baixa tendência de ganhar elétrons. Mesmo metais podem, em condições de laboratório, receber elétrons e adquirir pequena estabilidade ao preencherem algum orbital vazio ou semi-preenchido, liberando uma pequena energia.

19 Eletronegatividade QUESTÃO 15
(EducarBrasil) Analise os dados da tabela a seguir, que apresenta os valores para duas propriedades atômicas, denominadas de “A” e “B”, que variam em função do número atômico (Z). Z 3 4 5 6 7 8 9 A 1,0 1,6 2,0 2,6 3,0 3,4 4,0 B 157 112 88 77 74 66 64 MARQUE a opção que identificam corretamente as propriedades A e B, respectivamente: Eletronegatividade e primeira energia de ionização. Primeira energia de ionização e afinidade eletrônica. Raio atômico e volume atômico. Eletronegatividade e afinidade eletrônica. Eletronegatividade e raio atômico. Comentário: Das opções dadas, o raio atômico é a única que decresce de valor da esquerda para a direita no segundo período da Tabela Periódica (Z de 3 até 9). A eletronegatividade é um número calculado, não experimental, de valores pequenos, cujo valor máximo é 4,0 (flúor, 9F), criado para exprimir a tendência de ganhar elétrons.

20 QUESTÃO 16 (EducarBrasil) JULGUE as afirmativas como verdadeiras ou falsas, usando as letras V para verdadeiro e F para falso: Em uma mesma família, a energia de ionização cresce de cima para baixo. Em um mesmo período, o raio atômico e volume atômico crescem da direita para a esquerda. Em um mesmo período, quanto maior a carga nuclear, menor o raio atômico. Em uma mesma família, quanto maior a carga nuclear, maior o raio atômico. Em uma mesma família, os elementos apresentam o mesmo número de níveis de energia. Em uma mesma família, a eletronegatividade diminui com o aumento do número de camadas eletrônicas. Em um mesmo período, a eletronegatividade aumenta, porque o raio diminui, aumentando a tendência de ganhar elétrons. Carga nuclear é o número de prótons mais nêutrons. F V V V F V V F

21 Eletropositividade QUESTÃO 17
(EducarBrasil) Os metais variam bastante em sua tendência principal de perder elétrons, que pode ser expressa pela propriedade periódica “eletropositividade” ou também pelo “potencial de oxidação” do metal. Da mesma forma que a eletronegatividade (tendência de ganhar elétrons), a eletropositividade também é um número puro (sem unidade) e calculado; ou seja, não obtido experimentalmente. INDIQUE a ordem crescente de eletropositividade para os elementos ferro (26Fe), potássio (19K), sódio (11Na), cobre (29Cu) e enxofre (16S): Resposta: S, Cu, Fe, Na e K. Comentário: Os metais alcalinos (coluna 1 ou IA) são os mais eletropositivos, perdendo elétrons facilmente para o oxigênio do ar ou reagindo violentamente com água. Ao contrário, os metais nobres têm facilidade em manter seus elétrons de valência, como o caso do ouro que pode ficar milênios sem oxidar, já sendo encontrado no estado metálico na Natureza. Assim, o enxofre (16S), na qualidade de ametal, é o menos eletropositivo. O cobre (29Cu) é um metal nobre, com baixo potencial de oxidação. O ferro é um metal comum, de transição. O sódio (11Na) e o potássio (19K) são metais alcalinos, mas o potássio tem uma camada eletrônica a mais que o sódio; seu elétron de valência fica mais distante do núcleo, o que favorece ainda mais a perda de um elétron.

22 Quanto mais para baixo em uma família, maior a densidade.
QUESTÃO 18 (EducarBrasil) A densidade também é uma propriedade que segue a “lei periódica” dos elementos, considerando a densidade das substâncias puras simples, formadas por esses elementos. Assim, a densidade tem relação com o peso do átomo e também com o modo como eles se organizam e se agrupam na substância simples. JULGUE como verdadeiras ou falsas as afirmativas: Dentre os elementos magnésio (12Mg), ferro (26Fe) e nitrogênio (7N), o de maior densidade é o magnésio. Dentre os elementos cloro (17Cl), bromo (35Br) e iodo (53I), o mais denso é o iodo. F V N Mg Cl Fe Br I Comentário: O ferro é o mais denso dentre os três, não sendo gás como o nitrogênio, nem metal leve como o magnésio. Quanto mais para baixo em uma família, maior a densidade.

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