Aula II - Tabela Periódica Tutora: Marcia Mattos Pintos Rio Grande, 16 agosto de 2014.
Revisão Átomo: Unidade fundamental da matéria; Partes do átomo: núcleo e eletrosfera. Carga Elétrica das partículas que compõem o átomo: Prótons (+) Nêutrons (o) Elétrons (-) Núcleo Eletrosfera + 2
Revisão Núcleo do átomo Região central Ocupada pelos prótons e nêutrons. Concentra a carga positiva Concentra a massa considerável do átomo. Massa Relativa do próton = 1 Massa Relativa do Nêutron= 1 Massa Relativa elétron = 1/1840 A = P + N (Número de Massa) 3
Revisão A eletrosfera do átomo Região ocupada pelos elétrons; localizada em torno do núcleo; Organizada em até 7 camadas (ou níveis) TABELA I - Número máximo de elétrons por camada. 4
Revisão Camada de Valência Última Camada = Camada de Valência Camada mais externa, ocupada pelos elétrons de valência. A camada de valência de um átomo terá no máximo 2 ou 8 elétrons. Camada em que ocorre a perda ou ganho de elétrons com a formação dos íons. Camada em ocorre as ligações entre os átomos formando as moléculas. 5
Número Atômico (Z) É o Número de prótons do átomo. Quando tratar-se de um átomo, e não de um íon, o número de prótons do núcleo é igual ao número de elétrons da eletrosfera. Assim: Z = p = e 6
Revisão Átomo: Al, Fe, H, Mn, etc. Diferença entre: Elemento Químico: Conjunto de átomos que apresentam mesmo número atômico (Z). Ex. Ag Z 107 Ag Z 109 Íon átomos que ganharam ou perderam elétrons em sua camada de valência formando os cátions e ânions. Íon Simples (Cl -, Fe +3, Br -1 ) Íon Composto (H3O) +1, (NH4) +, (HSO4) -1 Cátion = íon positivo Ânion = íon negativo Molécula: átomos agrupados por meio de ligações químicas CH 4 NH 3 H 2 SO 4 7
Tabela Periódica 8
Tabela Periódica Tabela que organiza os Elementos Químicos de acordo com características que se repetem periodicamente. Histórico do Desenvolvimento da Tabela Organização em Famílias e Períodos contribuição de Mendeleev (1869); Organização em Ordem Crescente de Número Atômico - contribuição de Moseley (1913). 9
Classificação dos Elementos Químicos Metais Não Metais Semi-metais Gases Nobres Hidrogênio 10
Metais Bons condutores de calor e eletricidade; Brilho metálico; Sólidos à temperatura ambiente. Metais de transição Metais Alcalinos e Alcalinos Terrosos 11
Características contrárias ao metais: Opacos (sem brilho); Não Metais Maus condutores de calor e eletricidade; A temperatura ambiente podem ser sólidos, líquidos ou gasosos. C, N, O,F, P, S,Cl, Se, Br, I, At Não Metais 12
São sete (7) elementos que apresentam características intermediárias entre metais e não metais. B, Si, Ge, As, Te, Po Semi-metais Semi- metais 13
Gases Nobres São os 6 elementos da Tabela Periódica que possuem a camada de valência completa Possuem 2 ou 8 elétrons na última camada. He, Ne, Ar Cr, Xe, Rn Gases Nobres 14
Hidrogênio É um elemento atípico. O mais simples da tabela Periódica (possui 1 elétron, 1 próton, apenas 1 camada). Não apresenta características comuns em relação as outras famílias. Assim, não se enquadra em nenhuma delas. Por esta razão classifica-se separadamente. Dependendo da publicação da Tabela Periódica pode estar situado a direita ou a esquerda desta. Mas o mais comum é estar situado no topo na família 1A. H H Ou 15
Organização da Tabela Periódica (Famílias e Períodos) 16
1. Períodos ( Séries) Os períodos são as linhas horizontais da tabela periódica. Estão relacionadas as 7 camadas do átomo. Logo, são 7 períodos. O período em que se encontra um elemento na tabela corresponde a sua última camada eletrônica (a que contém os seus elétrons de valência). Camada Período K 1 L 2 M 3 N 4 O 5 P 6 Q 7 17
Exemplo 4 camadas 4 0 período (série 4) 2 camadas 2 0 período (série 2) 18
2. Famílias (Grupos) São as linhas verticais da Tabela Periódica que podem ser denominadas Famílias ou Grupos. Ambas denominações estão corretas. Logo, cada Família tem seu Grupo correspondente. Atualmente a tabela está organizada em 18 grupos (Famílias). Descrição mais antiga (mas ainda utilizada): Famílias (1A, 2A,..., 8A ) e Famílias B (1B, 2B,..., 8B). Descrição atual (segundo recomendação da *IUPAC): Utiliza a denominação Grupos (G1, G2,...G18) * IUPAC - INTERNATIONAL UNION OF PURE AND APPLIED CHEMISTRY. Orgão Internacional que normatiza regras e parâmetros oficiais da Química (nomenclaturas oficiais e aspectos da 19 Química Teórica. Universaliza a linguagem química.
Divisão das Famílias Elementos Representativos Elementos de Transição (Transição Interna e Transição Externa) 20
Divisão das Famílias Elementos Representativos São os elementos das Famílias: 1A, 2A, 3A, 4A, 5A, 6A, 7A, 8A G1, G2, G13, G14, G15,G16, G17, G18. 3A, 4A, 5A, 6A, 7A, 1A 2A 8A 21
Nomes Especiais das Famílias de Elementos Representativos Os elementos representativos correspondem aos Grupos: G1, G2, G13, G14, G15, G16, G17, G18. Quando se utiliza a denominação Família, estas apresentam nomes especiais como visto a seguir: Família Nome da Família Grupo 1A Metais Alcalinos G1 2A Metais Alcalinos Terrosos G2 3A Família do Boro G13 4A Família do Carbono G14 5A Família do Nitrogênio G15 6A Família dos Calcogênios G16 7A Família dos Halogênios G17 8A Gases Nobres ou Família Zero G18 22
Divisão das Famílias Elementos de Transição (Metais) São os elementos das Famílias: 3B, 4B, 5B, 6B, 7B, 8B,!B, 2B G3, G4, G5, G6, G7,G8, G9, G10, G11, G12 G3, G4, G5, G6, G7,G8, G9, G10, G11, G12 Metais Metais 23
OBS: A família 8B corresponde aos grupos 8,9,10. Família 8B = G8, G9, G10 8B G8 G9 G10 Metais 24
Elementos de Transição Elementos Transição Externa Elementos Transição Interna 25
Elementos de Transição Elementos Transição Externa: 3B, 4B, 5B, 6B, 7B, 8B, 1B, 2B Elementos Transição Interna Série dos Lantanídeos - 6 0 período - Família 3B (Z= 58 até Z= 71) Série dos Actinídeos - 7 0 período - Família 3B (Z= 90 até Z= 103) Elementos Transição Externa Elementos Transição Interna 26
Exercícios 1. Localize os elementos que se encontram nas posições da tabela periódica descritas a seguir: Período 2, Grupo 2: Be (Berílio) Período 5, Família 4A: Sn (Estanho) 4º período, Grupo 18: Kr (Criptônio) Halogênio do 3º período: Halogênios = Família 7A Cl (Cloro) 27
2. Qual o Número Atômico (Z) do átomo que está no 3º período da Tabela Periódica e possui 2 elétrons na camada de valência? Olhando na Tabela Periódica, o elemento de Z= 12 é o Mg (magnésio) 28
Propriedades Periódicas Aumentam ou diminuem no período a medida que o número atômico aumenta. Repetem periodicamente. 1. Raio Atômico 2. Energia de Ionização 3. Eletronegatividade 4. Eletroafinidade (Afinidade Eletrônica) 29
Raio Atômico (Ra) Refere-se ao tamanho do átomo; Distância do núcleo a camada de valência; Formas de Comparação do Raio Atômico dos átomos Análise vertical: Quanto maior o período, maior o número de camadas, então maior é o Raio Atômico. Período Ra Análise horizontal: Quanto maior o número atômico, menor o Raio Atômico. Z Ra 30
Exercícios (com resolução) Entre os elementos químicos abaixo, qual o maior? OBS: O maior será o de maior Raio Atômico (Ra) a) Na, Fr Na e Fr estão na mesma família (1A), então, observar o crescimento vertical do Ra. 1A Na Fr Período Ra Olhando a Tabela periódica na vertical, o Na está no terceiro período e o Fr está no sétimo período. Logo Fr é o maior. Tem maior Ra. 31
b) O, Po Exercício O e Po estão na mesma família (6A), então, observar o crescimento vertical do Ra. 6A O Período Ra Po Olhando a Tabela periódica na vertical, o Oxigênio está no segundo período e o Po está no sexto período. Logo Po é o maior. Tem maior Ra. 32
c) Cobre, Ouro Chumbo = Pb Ouro = Au Exercício Pb e Au estão em famílias diferentes. Mas como estão no mesmo período (sexto período), observar o crescimento horizontal do Ra. Z = 79 Au Z = 82 Pb Z Ra Olhando a Tabela periódica na horizontal, o Pb tem Z = 82, e o Au tem Z = 79. Logo o de maior Raio Atômico será o de menor número atômico (menor Z). Quanto mais a direita, maior o Ra. Logo Au é o maior. Tem maior Ra. 33
Energia de Ionização (EI) Tendência relativa dos átomos em formar cátions. Energia necessária para remover um elétron de um átomo, formando um cátion. * Tem sentido de crescimento contrário ao Raio Atômico. 34
Eletronegatividade (EN) Tendência relativa do átomo em atrair elétrons. Tendência do átomo em formar ânions. Os mais eletronegativos são os elementos da direita da tabela periódica. Numa mesma família, o elemento mais eletronegativo será o de menor número atômico. Importante propriedade dos não metais. 35
Eletroafinidade (EA) Refere-se a energia liberada quando um átomo recebe elétrons formando ânion. Importante propriedade dos não metais. Exemplo: Cl 0 + 1e - Cl -1 EA = -384 KJ/ mol 36
Raio Atômico Eletronegatividade Energia de Ionização Eletroafinidade 37