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Agustina Azenha de Caminha
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1 Universidade Federal do Tocantins Estrutura eletrônica dos átomos e periodicidade química Prof. Dr. Edenilson dos Santos Niculau enicolau@uft.edu.br

2 Sumário 2 PERIODICIDADE QUÍMICA A carga nuclear efetiva Raio atômico Raio iônico Energia de ionização Afinidade eletrônica Periodicidade nas propriedades químicas

3 3 Raio atômico metade do comprimento da ligação

4 Raio iônico Todos os cátions são menores que os átomos originais Os átomos perdem um ou mais elétrons de valência para formar o cátion e expõe o seu caroço, que é, geralmente, muito menor que o átomo neutro. Os raios dos cátions cresce de cima para baixo no grupo e decresce da esquerda para a direita em um período Porque os elétrons ocupam camadas com números quânticos principais sucessivamente maiores. Os ânions são maiores do que os átomos originais Pode ser atribuído ao aumento do número de elétrons da camada de valência do ânion e os efeitos de repulsão que os elétrons exercem um sobre os outros Átomos isoeletrônicos são átomos e íons que têm o mesmo número de elétrons. Na +, F - e Mg 2+ Esses três íons possuem a mesma configuração eletrônica [He]2s 2 2p 6 Mg 2+ < Na + < F - 4

5 5 Raio iônico Mesmo número de elétrons, por que diferem no tamanho?

6 6 Energia de ionização Energia necessária para remover um elétron de um átomo ou íon gasoso isolado. A primeira energia de ionização, I 1, é a quantidade de energia necessária para remover um elétron de um átomo gasoso: Na(g) Na + (g) + e - A segunda energia de ionização, I 2, é a energia necessária para remover um elétron de um íon gasoso: Na + (g) Na 2+ (g) + e -

7 7 Energia de ionização Quando elétrons são removidos de uma átomo para formar um cátion, eles são sempre removidos primeiro do orbital com maior número quântico principal disponível, n.

8 8 Energia de ionização 1 ª energia de ionização < 2 ª energia de ionização, e assim sucessivamente.

9 9 Energia de ionização (Tendências periódicas) 16 13

10 10

11 11 Qual desses átomos possui maior energia de ionização, 4Be ou 5 B? Por quê?

12 12 Afinidade eletrônica É o oposto da energia de ionização: A afinidade eletrônica é a alteração de energia quando um átomo gasoso ganha um elétron para formar um íon gasoso: Cl(g) + e - Cl - (g) [Ne]3s 2 3p 5 [Ne]3s 2 3p 6

13 13 Afinidade eletrônica Quando elétrons são adicionados a um átomo para formar um ânion, eles são adicionados a um orbital vazio ou parcialmente preenchido com os mais baixos valores de número quântico principal, n, disponível.

14 14 Afinidade eletrônica A afinidade eletrônica é a alteração de energia quando um átomo gasoso ganha um elétron para formar um íon gasoso: A afinidade eletrônica pode ser tanto exotérmica como endotérmica: Quanto maior a atração entre determinado átomo e um elétron adicionado, mais negativa será a afinidade eletrônica do átomo. Cl (g) + e - Cl - (g) E = -349 kj / mol [Ne]3s 2 3p 5 [Ne]3s 2 3p 6 E > 0 instável (íon Ar - não se forma) Ar (g) + e - Ar - (g) E > 0 energia maior do que 3p [Ne]3s 2 3p 6 [Ne]3s 2 3p 6 4s 1

15 15 Periodicidade nas propriedades químicas Metais Brilhantes, maleáveis e dúcteis; Bons condutores de calor e eletricidade; Tendem a formar íons carregados positivamente.

16 PERIODICIDADE QUÍMICA Periodicidade nas propriedades químicas Muitos óxidos metálicos são básicos: Óxido metálico + água hidróxido metálico Na 2 O (s) + H 2

16 16 PERIODICIDADE QUÍMICA Periodicidade nas propriedades químicas Muitos óxidos metálicos são básicos: Óxido metálico + água hidróxido metálico Na 2 O (s) + H 2 O (l) 2NaOH (aq) CaO (s) + H 2 O (l) Ca(OH) 2(aq) O 2- (aq) + H 2 O (l) 2OH - (aq) Óxido metálico + ácido sal + água NiO (s) + 2 HCl (aq) NiCl 2(aq) + H 2 O (l)

17 17 Periodicidade nas propriedades químicas Não-metais Não são brilhantes e são pobres condutores de calor e eletricidade; Tendem a formar ânions ou oxiânions em soluções aquosas; Sete não-metais existem como moléculas diatômicas:» H 2, N 2, O 2, F 2 e Cl 2 (gases)» Br 2 (líquido)» I 2 (sólido volátil)

18 18 PERIODICIDADE QUÍMICA Periodicidade nas propriedades químicas A reação entre o cloro e a água produz ácido hipocloroso (HOCl) que desinfeta a água de piscina: Cl 2(g) + H 2 O (l) HCl (aq) + HOCl (aq) Os halogênios reagem com hidrogênio para formar haletos de hidrogênio gasosos: H 2(g) + X 2 2 HX (g) Todos os compostos dos halogênios com hidrogênio são ácidos fortes, com exceção do HF.

19 19 PERIODICIDADE QUÍMICA Periodicidade nas propriedades químicas Por causa de suas afinidades eletrônicas, os nãometais tendem a ganhar elétrons quando reagem com metais: metal + não-metal sal 2Al (s) + 3Br 2(l) 2AlBr 3(s) A maior parte dos óxidos não-metálicos tem caráter ácido: P 4 O 10(s) + 6H 2 O (l) 4H 3 PO 4(aq)

20 20 PERIODICIDADE QUÍMICA Tendências para os metais, não-metais e metalóides

21 Algumas referências ATKINS, P.; JONES, J. Princípios de Química. Tradução de Ricardo Bicca de Alencastro. 3. ed. Porto Alegre: BOOKMAN, p. 2. BROWN, T. L.; LeMAY, H. E.; BURSTEN, B. E.; BURDGE, J. R. Química : A ciência central. Tradução de Robson Mendes Matos. 9. ed. São Paulo : Person Prentice Hall, RUSSEL, J.B. Química Geral, MacGrall-Hill Ltda. São Paulo. 4. BRADY, J & HUMISTON, G.E. Química Geral. Ed. Livros Técnicos Científicos, Rio de Janeiro, 1981.

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