Resumo sobre propriedades periódicas dos elementos

Transcrição

1 Resumo sobre propriedades periódicas dos elementos

2 Representação de orbitais ORBITAIS s

3 Representação de orbitais ORBITAIS p

4 Representação de orbitais ORBITAIS d O orbital d z 2 é uma combinação dos orbitais hipotéticos d x 2 -z 2 + d y 2 -z2. Toróide um sólido de revolução.

5 Representação de orbitais ORBITAIS f

6 Energias dos orbitais

7 Energias dos orbitais Disposição dos níveis de energia dos orbitais em átomos polieletrônicos, até os orbitais 4p. Os orbitais em diferentes subníveis diferem em energia. Disposição dos níveis de energia dos orbitais do hidrogênio. Os orbitais em diferentes subníveis apresentam as mesmas energias.

8 Configurações eletrônicas dos elementos Configuração eletrônica é a maneira na qual os e- são distribuídos entre os vários orbitais de um átomo. A mais estável C.E., ou estado fundamental, de um átomo é aquela na qual os e- estão nos estados mais baixos possíveis de energia. Os orbitais são preenchidos em ordem crescente de energia, com não mais que dois e- por orbital. Essa ocupação deve seguir a Regra de Hund. Regra de Hund: Para orbitais degenerados (que têm a mesma energia), a menor energia será obtida quando o número de e- com o mesmo spin for maximizado.

9 Configurações eletrônicas dos elementos

10 Preenchimento dos orbitais Para um elétron único, a energia é determinada pelo número quântico principal, que é usado para indicar a camada. Para uma dada camada em átomos multi-eletrônicos, elétrons com número quântico orbital mais baixo terão energia menor, devido a maior penetração na blindagem dos elétrons das camadas internas Elementos de transição Existem algumas exceções: a primeira é o cromo, seguido de cobre (alguns 3d são preenchidos antes do segundo 4s), molibdênio e prata

11 O conceito de Carga Nuclear Efetiva (Z ef ) Em um átomo polieletrônico, cada e- é simultâneamente atraído pelo núcleo e repelido pelos outros e-, havendo também muitas repulsões entre os e-. Assim, a Z ef diz respeito sobre como um dado e- sente realmente a atração do núcleo. Z ef é definida como: Z ef = Z S Onde Z é a carga atômica do átomo e S é o fator de blindagem, o qual relaciona-se à proteção provocada nos e- de valência pelos e- que estão mais próximos do núcleo. Assim, qualquer densidade eletrônica entre o núcleo e um e- mais externo diminui Z ef. Por outro lado, os e- de mesmo nível dificilmente blindam uns aos outros da carga do núcleo. Assim, a Z ef sofrida pelos e- mais externos é determinada basicamente pela diferença entre a carga do núcleo e a presença dos e- internos.

12 Mendeleev foi o cientista que constribuiu mais decisamente com a padronização e organização da tabela periódica moderna. À época de Mendeleev, somente 63 elementos eram conhecidos. Mendeleev colocou espaços vazios em sua tabela. Quando Ga, Sc e Ge foram isolados e caracterizados, suas propriedades quase idênticas aos elementos previstos para ekaaluminio, eka-boro e eka-silício, respectivamente.

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14 CONFIGURAÇÕES ELETRÔNICAS E PERIODICIDADE QUÍMICA Em 1913, Henry Moseley determinou as frequências de R-X emitidas pelos elementos, quando esses eram bombardeados por feixes de e- de altas energias. Ele descobriu que cada elemento produz R-X de frequência única, aumentando com o aumento da massa atômica de cada elemento. Assim, ele propôs que os elementos químicos na T.P. deveriam ser dispostos em ordem crescente de seus números atômicos.

15 CONFIGURAÇÕES ELETRÔNICAS E PERIODICIDADE QUÍMICA Tamanhos de átomos e íons De acordo com a mecânica quântica, os átomos e íons não têm limites pontuais definidos. Os limites dos átomos/íons são relativamente vagos.

16 CONFIGURAÇÕES ELETRÔNICAS E PERIODICIDADE QUÍMICA Tendências periódicas nos raios atômicos nos átomos: 1- Em cada período o raio atômico tende a diminuir da esquerda para a direita. O principal fator que influencia nesse comportamento é o aumento da Z ao longo do período, a qual atrai continuamente os e-, inclusive os mais externos para mais perto do núcleo, diminuindo o raio. 2- Em cada grupo o Z tende a crescer à medida que descemos. Isso resulta do aumento de n dos e- mais externos. Os e- mais externos passam mais tempo afastados do núcleo, fazendo com que o átomo aumente de tamanho.

17 CONFIGURAÇÕES ELETRÔNICAS E PERIODICIDADE QUÍMICA Tendências periódicas nos íons: 1- O tamanho de um íon também depende de sua carga nuclear, do número de e- que ele possui e dos orbitais dos e- mais externos. A formação de um cátion diminui as repulsões elétron-elétron e desocupa os orbitais mais energéticos. Assim, os cátions são menores que os átomos que lhes dão origem. 2- Quando e- são adicionados a um átomo neutro para formar um ânion, o aumento das repulsões Elétron-elétron faz com os e- se espalhem mais no espaço. Assim, os ânions são maiores que os átomos que lhes dão origem. Para íons de mesma carga, o tamanho aumenta à medida que descemos um grupo na T.P. e n do orbital mais externo ocupado de um íon aumenta, o tamanho dele próprio aumenta.

18 CONFIGURAÇÕES ELETRÔNICAS E PERIODICIDADE QUÍMICA Tendências periódicas nos íons:

19 CONFIGURAÇÕES ELETRÔNICAS E PERIODICIDADE QUÍMICA Tendência de tamanhos em séries isoeletrônicas: O termo isoeletrônico significa que os íons possuem o mesmo número de e-. A série isoeletrônica do O, F, Na, Mg e Al apresenta 10 e-. Uma vez que o número de e- permanece constante, o raio do íon diminui com o aumento da carga nuclear, à medida que os e- estão mais fortemente presos ao núcleo.

20 Arranjar os seguintes elementos em order crescente de tamanho: Br, Se, Te. 34 Se 52 Te 35 Br Te é maior do que Se. Se é maior do que Br. Br < Se < Te

21 Tendências periódicas dos elementos químicos Variações das E. I. sucessivas