OS METAIS DO BLOCO S: METAIS ALCALINOS TERROSOS (GRUPO 2)

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1 OS METAIS DO BLOCO S: METAIS ALCALINOS (GRUPO 1) METAIS ALCALINOS TERROSOS (GRUPO 2)

2 METAIS ALCALINOS (1A) Os Alcalinos são os elementos do Grupo 1 (1A) da Tabela Periódica. Formada pelos seguintes metais: lítio (Li), sódio (Na), potássio (K), rubídio (Rb), césio (Cs) e frâncio (Fr). Têm este nome porque reagem muito facilmente com a água e, quando isso ocorre, formam hidróxidos e gás hidrogênio. 2 Li(s) + 2 H 2 O(l) 2 LiOH(aq) + H 2 (g) A química é dominada pela perda de seu único elétron s: M M + + e- A reatividade aumenta ao descermos no grupo. Todos os metais alcalinos são macios.

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4 METAIS ALCALINOS (1A) Os metais alcalinos emitem cores características quando colocados em uma chama à alta temperatura. O elétron s é excitado por uma chama e emite energia quando retorna ao estado fundamental.

5 METAIS ALCALINOS (1A) Lítio Sódio Potássio

6 As cores características da chama para os diferentes elementos não se devem todas à mesma transição, ou à mesma espécie.

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8 Empacotamento Cúbico de Corpo Centrado(CCC)

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11 Energias de hidratação - É a energia liberada quando moléculas de água se separam uma das outras e são atraídas por moléculas ou íons de um soluto que esta se dissociando na água. (Valores em kj/mol) H hid Li -519 Na -406 K -322 Rb -293 Cs -264

12 Segundo as regras de Fajans, qual dos metais alcalinos e alcalinos terrosos devem apresentar um caráter covalente mais acentuado em seus compostos? Justifique.

13 A capacidade que uma espécie tem de tirar elétrons de outra espécie é medida pelo potencial de redução, E o.

14 Abundância A abundância é muito variada na crosta terrestre: desde o Cálcio (5º metal mais abundante), seguido pelo Sódio, Magnésio até aos metais mais raros como Césio e Berílio. Abundância na crosta: as quantidades citadas estão na base 10

15 Ocorrência e Obtenção Sódio, Potássio, Magnésio e Cálcio são abundantes na crosta terrestre, mas a obtenção dos metais requer muita energia e consequentemente é cara!!! METAL FONTE NATURAL MÉTODO DE OBTENÇÃO LÍTIO espodumênio (LiAl(SiO 3 ) Eletrólise de LiCl + KCl fundido SÓDIO sal-gema (NaCl), água do mar Eletrólise de NaCl + CaCl 2 fundido POTÁSSIO silvita (KCl) Ação do sódio sobre KCl a 850 C CÁLCIO Calcáreo (CaCO 3 ) Eletrólise de CaCl 2 fundido MAGNÉSIO Dolomita, (CaMg(CO 3 ) 2 ) 2 MgCaO 2(l) + FeSi 1150 C (l) Mg (g) + Fe (l) + CaSiO 4(l)

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17 Obtenção dos Compostos de Sódio

18 METAIS ALCALINOS (1A) Os metais alcalinos produzem diferentes óxidos ao reagirem com o O 2 : 4Li(s) + O 2 (g) 2Li 2 O(s) (óxido) 2Na(s) + O 2 (g) Na 2 O 2 (s) (peróxido) K(s) + O 2 (g) KO 2 (s) (superóxido) Sob condições apropriadas todos formam óxidos normais, os quais são sólidos iônicos que reagem violentamente com a água produzindo os hidróxidos respectivos: M 2 O + H 2 O 2MOH Os peróxidos e superóxidos reagem também com a água da seguinte maneira: M 2 O 2 + H 2 O 2MOH + H 2 O 2 MO 2 + H 2 O 2MOH + H 2 O 2 + O 2 Apenas o Li reage com o N 2 formando o nitreto de litio: 6Li (s) + 2N 2(g) 2Li 3 N (s)

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20 O

21 O sódio metálico emprega-se em síntese orgânica como agente redutor. É também componente do cloreto de sódio ( NaCl) necessário para a vida. Outros usos: Em ligas antiatritocom o chumbo para a produção de balas ( projécteis). Com o chumbo também é usado para a produção aditivos antidetonantes para as gasolinas. Na fabricação de detergentes combinando-o com ácidos graxos. Na purificação de metais fundidos. A liga NaKé empregada como transferente de calor. O sódio também é usado como refrigerante. É empregado na fabricação de células fotoelétricas. Na iluminação pública, através das lâmpadas de vapor de sódio

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26 METAIS ALCALINOS TERROSOS (2A) Os alcalino-terrosos são os elementos químicos do grupo 2 (2 A) da tabela periódica, e são os seguintes: berílio (Be), magnésio (Mg), cálcio (Ca), estrôncio (Sr), bário (Ba) e radio (Ra). O nome alcalino-terroso provém do nome que recebiam seus óxidos: terras. Possuem propriedades básicas (alcalinas). Os metais alcalinos terrosos são mais duros e mais densos do que os metais alcalinos. A química é dominada pela perda de dois elétrons s: M M e- Mg(s) + Cl 2(g) MgCl 2(s) 2Mg(s) + O 2(g) 2MgO(s)

27 METAIS ALCALINOS TERROSOS (2A) O Be difere dos demais elementos do grupo, pois o átomo e o íon são extremamente pequenos, sendo o aumento relativo do Be 2+ para o Mg 2+ quatro vezes maior que do Li + para o Na +. O Be não reage com água. O Mg reagirá apenas com água quente.do Ca em diante: Ca(s) + 2H 2 O(l) Ca(OH) 2(aq) + H 2(g) O Be tende a formar compostos covalentes, já que é extremamente pequeno.

28 H hid Be Mg Ca Sr Ba Complexo [Be(H 2 O) 4 ] 2+ NaCle KClsão anidros; MgCl 2. 6H 2 O, CaCl 2. 6H 2 O, BaCl 2. 2H 2 O

29 Bee Mg-hexagonal compacta Ca e Sr -cúbica de face centrada Ba-cúbica de corpo centrado

30 Comportamento Anômalo do Berílio NCT = 4

31 Processo Dow para obtenção do Magnésio

32 Todos os elementos desse grupo formam óxidos, MO

33 Aplicações BERÍLIO:Usado na obtenção de ligas com outros metais. A adição de 2% de Beao metal cobre aumenta sua resistência por um fator de 5 ou 6. Um liga de Bee Nié utilizada na fabricação de molas e contatos elétricos. Tanto o Becomo o BeO(este tem propriedades cerâmicas) foram usados em reatores nucleares. MAGNÉSIO:o magnésio é um metal estrutural leve extremamente importante por causa de sua baixa densidade (1,74 gcm -3, comparado com o aço 7,8 gcm -3 ou o alumínio 2,7 gcm -3 ). O Mgforma muitas ligas binárias, frequentementecontendo até 9% de Al, 3% de Zn e 1% de Mn, traços dos lantanídeos praseodímio Pre neodímio Nd, e traços de tório. O metal e suas ligas podem ser fundidos, trabalhados e soldados com facilidade. Ele é utilizado na fabricação de aeronaves, peças de avião e motores de automóveis. Bulbos fotográficos antigos continham magnésio em um ambiente de oxigênio; o magnésio era inflamado eletricamente. A adição usual de 5% de Mgao alumínio melhora as qualidades deste. Do ponto vista químico, ele é importante em reagentes de Grignard, como por exemplo C 2 H 5 MgBr.

34 CÁLCIO:O cálcio é usado em larga escala como CaO(óxido de cálcio) -cal. É usado na indústria alimentícia, na indústria do papel, na construção civil, na indústria do vidro, na indústria do aço e obtido da calcinação do CaCO 3 no processo para fabricação do cimento portland. O metal Ca é usado na fabricação de ligas com Al para mancais. Ele é usado também na indústria do ferro e do aço para controlar o carbono no ferro fundido e para remoção de P, O e S. Outros usos são: como redutor na obtenção de outros metais -Zr, Cr, The U -e na remoção de traços de N 2 no argônio. Do ponto de vista químico, o CaH 2 é às vezes usado como fonte de hidrogênio. ESTRÔNCIO:Compostos de Sr são utilizados em fogos de artifício e na sinalização vermelha das rodovias. BÁRIO:O sulfato de bário é tão insolúvel que embora Ba 2+ seja tóxico, o BaSO 4 pode ser ingerido sem perigo. Por esse fato e considerando que íons Ba 2+ refletem fortemente os raios-x, BaSO 4 é aplicado na medicina em radiografias; estruturas interiores do corpo podem ser claramente caracterizadas porque o BaSO 4 é opaco aos raios-x. RÁDIO:Antigamente era usado como emissor alfa no tratamento de câncer.

35 IMPORTÂNCIA BIOLÓGICA Os íons Mg +2 se concentram nas células animais, e os íons Ca 2+ se concentram nos fluídos corpóreos fora da célula, de modo semelhante à concentração do K + no interior da célula e do Na + no seu exterior. Os íons Mg 2+ formam um complexo com o ATP, e são constituintes dos fosfoidrolasese das fosfotransferases, que são enzimas para reações envolvendo o ATP e liberando energia. São também essenciais para a transmissão de impulsos ao longo de fibras nervosas. O Mg 2+ é importante na clorofila, nas partes verdes das plantas. O Ca 2+ é importante em ossos e dentes como a apatita, Ca 3 (PO 4 ) 2, e no esmalte dos dentes, como fluorapatita, 3(Ca 3 (PO 4 ) 2 ).CaF 2. Os íons Ca 2+ são importantes na coagulação do sangue, e são necessários para dar início à contração dos músculos e para manter o batimento regular do coração.

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