Prof.ª Loraine Jacobs

Transcrição

1 Revisão Tabela Periódica + Funções Inorgânicas Prof.ª Loraine Jacobs lorainejacobs@utfpr.edu.br

2 Modelos Atômicos Iniciais Dalton Bola de bilhar Homogênea Esfera maciça Indestrutível Thomson Rutherford Pudim de passas Tubos de raios catódicos Descobriu o elétron. Planetário Descobriu o núcleo Átomo imenso vazio Núcleo x menor que o átomo

3 Modelo de Rutherford-Bohr

4 Rutherford - Bohr Elétrons sem movimento Núcleo Elétrons girando ao redor do núcleo liberação de energia (não observado) Bohr (1913) Pacotes de energia (quanta)

5 Rutherford - Bohr Elétrons se movem ao redor do núcleo em um número limitado de órbitas bem definidas órbitas estacionárias; Movendo-se em uma órbita estacionária, o elétron não emite nem absorve energia; Ao saltar de uma órbita estacionária para outra, o elétron emite ou absorve uma quantidade bem definida de energia quantum / quanta.

6 Rutherford - Bohr Orbitas estacionárias Camadas ou níveis de energia

7 Estado energético dos Elétrons Níveis de energia Subníveis de energia Diagrama de Pauling

8 Distribuição eletrônica ou configuração eletrônica Exemplo: Arsênio (As): Z = 33 Ordem energética (ordem de preenchimento): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 3 Ordem geométrica (ordem de camada): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3 Visualizando a distribuição por ordem geométrica e usando as letras dos níveis (camadas), teremos as camadas energéticas: K = 2; L = 8; M = 18; N = 5 A camada de valência (C.V.) do As é a camada N, pois é o último nível que contém elétrons, no caso um total de 5 elétrons. O subnível mais energético - último subnível usado na distribuição por ordem energética - pode estar incompleto ou não. Neste caso o subnível mais energético é o 4p 3 que contém elétrons um total de 3 elétrons (incompleto)

9 Distribuição Eletrônica em Íons Atenção!!! Átomo neutro (estado fundamental) : nº de prótons = nº de elétrons cargas + cargas - Íon: nº de prótons (p) nº de elétrons Íon positivo (cátion): nº de p > nº de elétrons, pois perdeu elétrons Íon negativo (ânion): nº de p < nº de elétrons, pois ganhou elétrons Portanto!! Os átomos só podem perder ou ganhar elétrons!!!!!

10 Distribuição Eletrônica em Cátions Retirar os elétrons mais externos, isto é, da última camada do átomo correspondente. Exemplo: Ca ( z=20 ) Ordem energética: Z = 26 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 (estado fundamental = neutro) Perceba que 4s 2 é a última camada (C.V.) Desta forma a distribuição para o cátion Ca ficará: (cátion perde 2 elétrons) Ca 2+ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 (estado iônico) mais estável

11 Distribuição Eletrônica em Ânions Colocar os elétrons no subnível incompleto. Exemplo:Oxigênio (O) Ordem energética: Z = 8 1s 2 2s 2 2p 4 (estado fundamental = neutro) Desta forma a distribuição para o ânion bivalente oxigênio, que recebe 2 elétrons ficará: O 2-1s 2 2s 2 2p 6 (estado iônico e mais estável)

12 Identificação dos Átomos

13 O átomo atual

14 O átomo atual

15 nº atômico Quantidade de prótons Z Para átomos neutros Z = nº de elétrons

16 O átomo atual prótons + nêutrons A nº de Massa E - prótons prótons + nêutrons Z 7 E Li nº Atômico prótons 3

17 A Tabela Periódica

18 A Tabela Periódica A tabela periódica é uma ordenação sistemática dos elementos químicos conhecidos através de seus números atômicos (Z). A tabela é dividida em: Períodos: 7 linhas horizontais (K, L, M, N, O, P, Q) Grupos (Famílias): 18linhas verticais Metais, Ametais e Semi-Metais

19 A Tabela Periódica nº Atômico

20 A Tabela Periódica Períodos

21 A Tabela Periódica Grupos ou Famílias

22 A Tabela Periódica Metais, Ametais e Semi-Metais

23

24 Configurações Eletrônicas

25 A Tabela Periódica Grupos ou Famílias

26 A Tabela Periódica Grupos ou Famílias

27 Propriedades Periódicas

28 Propriedades Periódicas Raio Atômico Vertical Aumento de cima para baixo número crescente de camadas eletrônicas. Horizontal Aumento para a esquerda Para a direita, as camadas eletrônicas são atraídas cada vez mais intensamente pelo núcleo, pois a carga positiva do núcleo também cresce para a direita.

29 Propriedades Periódicas Energia de Ionização Energia necessária para retirar um elétron de um átomo no estado gasoso. (Medida em ev)

30 Propriedades Periódicas Eletroafinidade/ Eletronegatividade Energia liberada quando um elétron é adicionado a um átomo neutro no estado gasoso. (Medida em ev)

31 Regra do Octeto

32 Regra do Octeto Um átomo adquire estabilidade quando possui 8 elétrons na camada eletrônica mais externa, ou 2 elétrons quando possui apenas a camada K (subnível s)

33 Regra do octeto

34 Regra do octeto Os metais formam cátions: - Monovalentes: Na + perdem 1 e - - Bivalentes: Ca 2+ perdem 2 e - - Trivalentes: Al 3+ perdem 3 e - - Tetravalentes: Pb 4+ perdem 4 e - - Pentavalentes: Bi 5+ perdem 5 e -

35 Regra do octeto Os não-metais formam ânions: - Com cinco elétrons: N recebem 3 e - - Com seis elétrons: O recebem 2 e - - Com sete elétrons: F recebe 1 e -

36 Funções Inorgânicas

37 Ionização É a quebra da ligação covalente, devido à diferença de eletronegatividade entre os átomos ligantes, com a formação de íons

38 Ionização Ocorre com alguns COMPOSTOS MOLECULARES H Cl + H2O H3O + + Cl

39 Dissociação Neste fenômeno os íons apenas são separados A dissociação ocorre com os compostos iônicos

40 As substâncias químicas podem ser agrupadas de acordo com suas PROPRIEDADES COMUNS PROPRIEDADES FUNCIONAIS Agrupamento das substâncias em grupos

41 Funções Inorgânicas Principais Ácido Base Sal Óxido

42 Ácido Segundo Arrhenius Substância que em solução aquosa sofre ionização produzindo como cátion H + HCl H2O H + + Cl H2SO4 H2O 2 H SO4 H2O H3PO4 3 H PO4 H2O H4P2O7 4 H P2O7

43 Classificação dos Ácidos MONOÁCIDOS Na ionização, a molécula produz apenas 1 H + HCl H2O H + + Cl HCN H2O H + + CN HNO3 H2O H + + NO3

44 DIÁCIDOS Na ionização, a molécula produz apenas 2 H + H2CO3 H2O 2 H CO3 H2SO4 H2O 2 H + + SO4 2 TRIÁCIDOS Na ionização, a molécula produz apenas 3 H + H3PO4 H2O 3 H PO4 H3BO3 H2O 3 H + + BO3 3

45 TETRÁCIDOS Na ionização, a molécula produz apenas 4 H + H4P2O7 H2O 4 H P2O7 H4SiO4 H2O 4 H + + SiO4 4 Atenção H3PO3 H2O 2 H + + HPO3 2 (DIÁCIDO) H3PO2 H2O 1 H + + H2PO2 (MONOÁCIDO)

46 HIDRÁCIDOS São ácidos que não possuem o elemento químico OXIGÊNIO HCl HCN H2S H4[Fe(CN)6] OXIÁCIDOS São ácidos que possuem o elemento químico OXIGÊNIO HNO3 H2CO3 H2SO4 H3PO4

47 BINÁRIOS Possuem apenas dois elementos químicos HCl H2S TERNÁRIOS Possuem apenas três elementos químicos H2CO3 HCN H2SO4 QUATERNÁRIOS Possuem apenas quatro elementos químicos H4[Fe(CN)6]

48 FRACOS a Possuem 5% H2CO3 a = 0,2% MODERADOS Possuem 5% < a < 50% H3PO4 a = 27% FORTES Possuem a 50% HCl a = 92%

49 Quando não conhecemos o grau de ionização podemos aplicar as seguintes observações para classificar o ácido Para os HIDRÁCIDOS FORTES HCl HBr HI MODERADO HF FRACOS Todos os demais hidrácidos

50 Para os OXIÁCIDOS calculamos x = número de átomos de oxigênio número de hidrogênios ionizáveis x = 0 Ácido fraco H3BO3 x = 3 3 = 0 ácido fraco x = 1 Ácido médio H3PO4 x = 4 3 = 1 ácido médio x = 2 Ácido forte H2SO4 x = 4 2 = 2 ácido forte x = 3 HClO4 x = 4 1 = 3 Ácido muito forte ácido muito forte

51 Ação sobre Indicadores FENOLFTALEINA AZUL DE BROMOTIMOL

52 Nomenclatura dos Ácidos Hidrácidos ÁCIDO + ELEMENTO FORMADOR + ÍDRICO H Cl H Br H2 S H CN ácido clor ídrico ácido brom ídrico ácido sulf ídrico ácido cian ídrico

53 Nomenclatura dos Ácidos Oxiácidos Elemento central forma um único oxiácido ÁCIDO + ELEMENTO FORMADOR + ICO H2 C O3 ácido carbôn ico H3 B O3 ácido bór ico

54 Nomenclatura dos Ácidos Oxiácidos Elemento central forma mais de um oxiácido OSO < Nox ÁCIDO + ELEMENTO FORMADOR + ICO > Nox H2 S O3 ácido sulfur oso H2 S O4 ácido sulfúr ico H N H N O2 O3 ácido nitr oso ácido nítr ico

55 Base ou Hidróxido Segundo Arrhenius Substância que em solução aquosa sofre dissociação produzindo como ânion OH - NaOH H2O Na + + OH H2O Ca(OH)2 Ca OH H2O Fe(OH)3 Fe OH H2O Pb(OH)4 Pb OH

56 Classificação das Bases Quanto ao número de hidroxilas MONOBASES Na dissociação, a molécula liberta apenas uma oxidrila (hidroxila) H2O NaOH Na + + OH H2O KOH K + + OH H2O NH4OH NH4 + + OH

57 DIBASES Na dissociação, a molécula liberta duas oxidrilas H2O Ca(OH)2 Ca OH H2O Zn(OH)2 Zn OH TRIBASES Na dissociação, a molécula liberta três oxidrilas H2O Fe(OH)3 Fe OH H2O Al(OH)3 Al OH

58 Classificação das Bases Quanto à força FORTES São as bases em que a oxidrila se liga a um metal alcalino ou alcalino terroso NaOH KOH LiOH Ca(OH)2 Ba(OH)2 Mg(OH)2 FRACAS São as bases em que a oxidrila se liga aos demais cátions AgOH NH4OH Al(OH)3 Zn(OH)2 Fe(OH)3 Pb(OH)4

59 Ação sobre indicadores FENOLFTALEINA AZUL DE BROMOTIMOL

60 Nomenclatura das Bases O cátion forma uma única base HIDRÓXIDO + de + NOME DO CÁTION NaOH LiOH NH4OH Ca(OH)2 Ba(OH)2 hidróxido hidróxido hidróxido hidróxido hidróxido de sódio de lítio de amônio de cálcio de bário

61 Nomenclatura das Bases O cátion forma duas bases diferentes HIDRÓXIDO + NOME DO CÁTION + OSO < Nox ICO > Nox Fe(OH)2 Fe(OH)3 hidróxido hidróxido ferroso férrico Pb(OH)2 Pb(OH)4 hidróxido hidróxido plumboso plúmbico

62 Reações das Bases Reagem com os ácidos produzindo sal e água. H Cl + Na OH Na Cl + H2O 2 H Cl + Ba (OH)2 Ba Cl2 + 2 H2O H2 SO4 + Ba (OH)2 Ba SO4 + 2 H2O

63 A reação entre um ácido e uma base recebe o nome especial de NEUTRALIZAÇÃO ou SALIFICAÇÃO A neutralização entre um ácido e uma base pode ser TOTAL ou PARCIAL NEUTRALIZAÇÃO TOTAL O total de hidrogênios ionizáveis do ácido é igual ao total de oxidrilas da base H Cl + Na OH Na Cl + H2O 2 H Cl + Ba (OH)2 Ba Cl2 + 2 H2O

64 NEUTRALIZAÇÃO PARCIAL O total de hidrogênios ionizáveis do ácido é diferente do total de oxidrilas da base H Cl + Ba (OH)2 Ba OH Cl + H2O Um H se une a uma OH formando apenas uma molécula de água e restando uma oxidrila (OH) H2 SO4 + Na OH Na H SO4 + H2O Apenas um H se une a uma OH formando apenas uma molécula de água e restando um H

65 Sal É todo composto que em solução aquosa possui pelo menos um cátion diferente do H +, e pelo menos um ânion diferente do OH -. Na Cl Na Cl + cátion diferente do H + ânion diferente do OH - Ba SO4 2+ Ba cátion diferente do H + SO4 2 ânion diferente do OH -

66 Classificação dos Sais Na Cl Ba Cl2 Ba SO4 Na H SO4 Ba OH Cl Ba Br Cl Na K SO4 Cu SO4. 5 H2O

67 Nomenclatura dos Sais A nomenclatura dos sais normais é feita citando-se o nome do ânion, proveniente do ácido (mudando-se a terminação) seguido do nome do cátion, proveniente da base Terminações dos ÁCIDOS e SAIS ÁCIDO ÍDRICO OSO ICO SAL ETO ITO ATO

68 ÁCIDO ÍDRICO OSO ICO SAL ETO ITO ATO H Cl + Na OH Na Cl + H2O ÁCIDO HIDRÓXIDO CLOR ETO CLOR ÍDRICO DE SÓDIO DE SÓDIO 2 H NO3 + Fe (OH)2 Fe NO3 + 2 H2O ÁCIDO HIDRÓXIDO NITR ATO NITR ÍCO DE FERRO II DE FERRO II ou ou FERROSO FERROSO 2

69 Óxidos É o conjunto de compostos binários onde o oxigênio é o elemento mais eletronegativo SO3 CO2 N2O5 Na2O CaO Fe2O3 Al2O3

70 Classificação dos Óxidos Óxidos Moleculares O elemento ligado ao oxigênio é ametal Óxidos Iônicos SO3 CO2 N2O5 O elemento ligado ao oxigênio é um metal Na2O CaO Fe2O3 Al2O3

71 Classificação dos Óxidos Óxidos Básicos Reagem com água, formando uma base CaO + H2O Ca(OH)2 Reagem com um ácido, formando sal e água CaO + H2SO4 CaSO4 + H2O Os óxidos básicos são formados por METAIS de baixo Nox (+1 ou + 2)

72 Classificação dos Óxidos Óxidos Ácidos Reagem com água, formando um ácido SO3 + H2O H2SO4 Reagem com uma base, formando sal e água SO3 + Ba(OH)2 CaSO4 + H2O Os óxidos ácidos são formados por AMETAIS de alto Nox

73 Classificação dos Óxidos Óxidos Neutros São óxidos moleculares que não reagem com água, nem com base ou ácidos Os mais importantes são CO NO N2O

74 Classificação dos Óxidos Óxidos Anfóteros São óxidos que se comportam tanto como óxidos ácidos quanto como óxidos básicos Al2O3 ZnO As2O3 Óxidos Duplos ou Mistos São os óxidos que se comportam como se fossem formados por dois outros óxidos de um mesmo elemento Fe3O4 = FeO + Fe2O3

75 Nomenclatura dos Óxidos Para os óxidos moleculares: óxido + de + nome do elemento colocamos os prefixo mono, di, tri, tetra, etc., para indicar a quantidade de átomos de cada elemento na fórmula Cl2O7 CO2 heptóxido de dicloro dióxido de carbono

76 Para óxidos iônicos óxido + de + nome do elemento Al2O3 ZnO BaO K2O óxido de alumínio óxido de zinco óxido de bário óxido de potássio

77 Nomenclatura dos Óxidos Se o elemento forma dois cátions diferentes, devemos indicar a sua VALÊNCIA em ALGARISMO ROMANO ou com as terminações OSO e ICO FeO óxido ferroso ou óxido de ferro II Fe2O3 óxido férrico ou óxido de ferro III