TABELA PERIÓDICA FAMÍLIAS DOS ELEMENTOS QUÍMICOS

Transcrição

1 TABELA PERIÓDICA A gran diversida elementos químicos levou à sua organização acordo com as suas propriedas físicas e químicas. A Tabela Periódica que hoje conhecemos foi sofrendo alterações ao longo dos séculos, tendo sido inicialmente proposta por Menleev que organizou os elementos conhecidos nessa altura (século XIX). Algumas características da Tabela Periódica atual são: Os elementos estão colocados por orm crescente do número atómico. As colunas representam os grupos, numerados 1 a 18. As linhas representam os períodos, numerados 1 a 7. FAMÍLIAS DOS ELEMENTOS QUÍMICOS Uma família constitui um conjunto elementos químicos com propriedas químicas semelhantes. FAMÍLIA POSIÇÃO NA TABELA PERIÓDICA Metais alcalinos Grupo 1 Metais alcalinoterrosos Grupo 2 Metais transição Do grupo 3 ao grupo 12 Boro Grupo 13 Carbono Grupo 14 Azoto Grupo 15 Calcogéneos Grupo 16 Halogéneos Grupo 17 Gases nobres Grupo 18 Lantaníos Actiníos 1ª Linha da parte inferior 2ª Linha da parte inferior

2 METAIS NA TABELA PERIÓDICA Os metais estão situados do lado esquerdo da Tabela Periódica, com exceção do hidrogénio que é um não metal. NÃO METAIS NA TABELA PERIÓDICA Os não metais estão situados do lado direito da Tabela Periódica, com exceção dos gases nobres (grupo 18). SEMI-METAIS NA TABELA PERIÓDICA Os semimetais estão situados entre os metais e os não metais, junto a uma linha divisória. COMPORTAMENTO QUÍMICO DOS METAIS ALCALINO Os metais alcalinos têm um comportamento químico semelhante. Assim, todos eles reagem com a água no estado líquido, originando um hidróxido do metal alcalino no estado aquoso e hidrogénio no estado gasoso. EXEMPLOS: 2 Li(s) 2 H2O( ) 2 LiHO(aq) H 2 Na(s) 2 H2O( ) 2 NaHO(aq) H 2 K(s) 2 H2O( ) 2 KHO(aq) H LiHO hidróxido lítio NaHO hidróxido sódio KHO hidróxido potássio Qualquer metal alcalino ao reagir com a água origina uma solução alcalina, com ph maior do que 7. Se adicionarmos fenolftaleína a esta solução, ela fica carmim (cor alcalina).

3 Os metais alcalinos reagem forma semelhante com os halogéneos, originando sais. EXEMPLOS: 2 Li(s) C 2 LiC(s) 2 Na(s) C 2 NaC(s) 2 K(s) C 2 KC(s) LiC - cloreto NaC - cloreto KC - cloreto lítio sódio potássio COMPORTAMENTO QUÍMICO DOS HALOGÉNEOS Os halogéneos reagem com os metais alcalinos, originando halogenetos (sais). EXEMPLOS: C 2 (g) (g) Br 2 (g) I 2 2 Na(s) 2 Na(s) 2 Na(s) NaC - cloreto NaBr - brometo NaI - Ioto 2 NaC(s) 2 NaBr(s) 2 NaI(s) sódio sódio sódio

4 COMPORTAMENTO QUÍMICO DOS METAIS ALCALINO-TERROSOS Estes metais também reagem com a água originando soluções alcalinas. Além disso, também reagem com os halogéneos, originando sais. Contudo, as reações dos metais alcalinoterrosos são mais lentas do que as reações dos metais alcalinos. COMPORTAMENTO QUÍMICO DOS GASES NOBRES Os gases nobres têm um comportamento químico semelhante. Em geral são quimicamente inertes. Não participam em reações. Os gases nobres são formados por átomos isolados, ou seja, não são formados por moléculas. ELEMENTOS REPRESENTATIVOS E ELEMENTOS DE TRANSIÇÃO Os elementos representativos pertencem aos grupos 1, 2, 13, 14, 15, 16, 17 e 18. Os elementos transição pertencem aos grupos 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 e 11. ESTRUTURA ELETRÓNICA E TABELA PERIÓDICA O número níveis energia indica o período a que pertence o elemento. Exemplo: DE(Na) = Como o sódio tem 3 níveis energia, então pertence ao período 3. O número eletrões do último nível energia indica o grupo a que o elemento pertence. Neste caso existem duas situações a consirar para os elementos representativos: 1. Número eletrões valência menor ou igual a dois, em que, o número do grupo é igual ao número eletrões valência.

5 2. Número eletrões valência maior ou igual a três, em que, para obter número do grupo é necessário acrescentar z ao número eletrões valência. Exemplos: DE(Na) = Como o sódio tem 1 eletrão no último nível energia ( 2), então pertence ao grupo 1. DE(S) = Como o enxofre tem 6 eletrões no último nível energia ( 3), então pertence ao grupo 16 (6 + 10). EXERCÍCIO Indicar o grupo e o período dos elementos: 4 Be; 15 P; 11 Na e 18 Ar. REATIVIDADE DOS METAIS ALCALINOS Os metais alcalinos têm todos uma distribuição eletrónica com um eletrão na camada valência, pelo que, pertencem todos ao grupo 1 da Tabela Periódica. Todos eles têm tendência a perr o seu único eletrão valência originando iões com carga +1, sendo esta a razão terem propriedas químicas semelhantes. O lítio, o sódio e o potássio têm as seguintes distribuições eletrónicas: DE(Li) = 2 1 DE(Na) = DE(K) = O tamanho dos átomos stes metais é tanto maior quanto maior for o número níveis eletrões, pelo que, os átomos lítio são os mais pequenos. O nível 1 é o que se encontra mais próximo do núcleo, segue-se o nível 2, pois vem o nível 3 e assim sucessivamente.

6 O lítio é o metal alcalino menos reativo porque os seus átomos têm o eletrão valência mais próximo do núcleo e existe maior atração entre o núcleo e esse eletrão, pelo que o lítio tem maior dificulda em perr esse eletrão quando participa em reações químicas, relativamente aos restantes metais alcalinos. REATIVIDADE DOS HALOGÉNEOS Os halogéneos têm todos uma distribuição eletrónica com sete eletrões na camada valência, pelo que, pertencem todos ao grupo 17 da Tabela Periódica. Todos eles têm tendência a ganhar um eletrão originando iões com carga -1, sendo esta a razão terem propriedas químicas semelhantes. O flúor, o cloro e bromo têm as seguintes distribuições eletrónicas: DE(F) = 2 7 DE(C ) = DE(Br) = Quanto menos eletrões existirem à volta do núcleo, maior é a facilida stes átomos em receberem um eletrão, pelo que o flúor é o mais reativo dos halogéneos. EXERCÍCIO Por que motivo os metais alcalinos reagem com os halogéneos? TAMANHO DOS ÁTOMOS AO LONGO DA TABELA PERIÓDICA O tamanho dos átomos aumenta ao longo do grupo vido ao aumento do número níveis energia. O tamanho dos átomos diminui ao longo do período vido à manutenção do número níveis e aumento da carga nuclear.

7 Aumento do tamanho dos átomos Diminuição do tamanho dos átomos METAIS ALCALINO-TERROSOS Estes metais têm todos dois eletrões valência, como mostram as distribuições eletrónicas: DE(Be) = 2 2 DE(Mg) = DE(Ca) = Todos eles tenm a perr dois eletrões para ficarem com a última camada completa, adquirindo uma carga +2. Por isso, os hidróxidos formados a partir stes metais contêm dois iões OH -, como mostram as seguintes reações: Mg(s) 2 H2O( ) Mg(HO) 2(aq) H Ca(s) 2 H2O( ) Ca(HO) 2(aq) H Mg(HO) 2 hidróxido magnésio Ca(HO) 2 hidróxido cálcio Originam soluções alcalinas por reação com a água, aumentando a sua reativida com o tamanho dos átomos, pelo que: Reativida (Be) < Reativida (Mg) < Reativida (Ca) Os metais alcalino-terrosos também reagem com os halogéneos, formando sais com um ião carga +2 (do metal alcalino-terroso) e dois iões carga -1 (do halogéneo), como mostram as reações:

8 Mg(s) C MgC 2(s) Ca(s) C CaC 2(s) MgC 2 CaC cloreto cloreto magnésio cálcio As reações dos metais alcalino-terrosos são mais lentas do que as reações dos metais alcalinos, porque é mais difícil um metal perr dois eletrões do que um eletrão. METAIS Os metais são substâncias elementares constituídas por átomos. Representam-se pelo símbolo do elemento, seguido do respetivo estado físico. Exemplos: K(s); Ca(s) e Fe(s). Relativamente às propriedas físicas, os metais são: Sólidos, com exceção do gálio, césio e frâncio. Bastante nsos. Maleáveis. Bons condutores elétricos e térmicos. Relativamente às propriedas químicas, quase todos são muito reativos, vido a terem poucos eletrões valência e os perrem facilmente. Quase todos os metais reagem com o oxigénio (combustões), originando óxidos. O ião óxido (O 2- ) obtém do oxigénio, pelo ganho 2 eletrões. DE (O) = 2 6 DE (O 2- ) = 2-8 Os metais alcalinos originam iões com carga +1, pelo que são necessários dois stes iões para se combinarem com o ião O 2-, como mostra a reação: 2 Na(s) O Na2O(s)

9 Na 2 O óxido sódio Os metais alcalino-terrosos originam iões com carga +2, pelo é necessário apenas um stes iões para se combinarem com o ião O 2-, como mostra a reação: 2 Mg(s) O MgO óxido magnésio 2 MgO(s) Os óxidos dos metais quando reagem com a água originam soluções alcalinas (formam hidróxidos), como mostram as reações: Na2O(s) H2O( ) 2 NaHO(aq) MgO(s) H2O( ) Mg(HO) 2(aq) NÃO METAIS Os não metais pom ser substâncias elementares constituídas por átomos ou substâncias elementares constituídas por moléculas. Exemplos: C(s) Substância elementar constituída por átomos I 2 (s) Substância elementar constituídas por moléculas Os não metais apresentam as seguintes propriedas físicas: Pom ser sólidos, líquidos ou gasosos. Os sólidos são quebradiços. Têm nsidas muito diferentes. São maus condutores elétricos e térmicos, com exceção da grafite que é boa condutora elétrica. Relativamente às propriedas químicas, uns são muito reativos e outros são pouco reativos. Existem não metais que reagem com o oxigénio (combustões), originando óxidos.

10 Exemplos: C(s) O CO S8 (s) O 8SO CO 2 dióxido carbono SO 2 dióxido enxofre Os óxidos dos não metais quando reagem com a água originam soluções ácidas (formam ácidos), como mostram as reações: CO H2O( ) H2CO3(aq) SO H2O( ) H2SO 3(aq) Se adicionarmos fenolftaleína a estas soluções obtém uma solução incolor e se adicionarmos tornesol a solução fica vermelha. COMPORTAMENTO QUÍMICO DOS GASES NOBRES Os gases nobres têm um comportamento químico semelhante. Em geral são quimicamente inertes. Não participam em reações. Os gases nobres são formados por átomos isolados, ou seja, não são formados por moléculas.