Semana 4 Allan Rodrigues Xandão (Renan Micha) Este conteúdo pertence ao Descomplica. Está vedada a cópia ou a reprodução não autorizada previamente e por escrito. Todos os direitos reservados.
CRONOGRAMA 07/03 Distribuição Eletrônica Classificação Periódica dos Elementos 08:00 18:00 11:00 21:00 14/03 Propriedades Periódicas e Aperiódicas 08:00 18:00 Ligações Químicas: teoria do octeto, ligação iônica e ligação metálica 11:00 21:00 21/03 Ligações Químicas: ligação covalente 08:00 18:00 Geometria molecular, polaridade e forças intermoleculares 11:00 21:00 28/03 Funções inorgânicas: óxidos 08:00 18:00 Número de oxidação - compostos orgânicos e inorgânicos 09:00 19:00
07 Classifica- mar ção periódica dos elementos 01. Resumo 02. Exercício de Aula 03. Exercício de Casa 04. Questão Contexto
RESUMO Breve histórico da Tabela Periódica - tentativas de organização das entidades químicas 1817, Lei das Tríades, Dobereiner (alemão): organizou elementos em tríades (com propriedades semelhantes), as chamadas Tríades de Dobereiner. Nesse trio, o elemento do meio teria a média das massas dos elementos anterior e posterior. Foi a primeira tabela, ou tentativa de organização, com alguma relevância. 1862, Parafuso Telúrico, Chancourtois (francês): criou tabela conhecida como Parafuso Telúrico, organizada pelas massas dos átomos. Era tridimensional e cilíndrica. Os átomos foram organizados em espiral nesse cilindro. Elementos da mesma coluna teriam propriedades semelhantes. Problema: só funcionava até o elemento cálcio. 1864, Lei das Oitavas, Newlands (inglês): ligou a regularidade das propriedades químicas às oitavas na escala musical e disse que todo elemento tem propriedades parecidas com o oitavo elemento da sua sequência na tabela. Abaixo segue uma imagem da referida tabela. 1871, Ordem pelas Massas Atômicas, Mendeleev (russo) e Meyer (alemão): Mendeleev anotou, em fichas, as propriedades de todos os elementos conhecidos na época, como massa, ponto de fusão, ponto de ebulição etc. As analisou e percebeu que se organizasse em ordem crescente de massa haveria certa regularidade entre os elementos. Guardava semelhanças com a classificação atual, mas ainda apresentava problemas: isótopos, ou seja, um elemento com duas massa distintas, como organizar? Curiosidade: Mendeleev chegou a prever massa e propriedades de elementos ainda não descobertos à época. Anotou um ponto de interrogação e determinou algumas de suas propriedades. Futuramente foram se confirmando suas previsões. 136 Exemplo da organização proposta por Mendeleev, que teve grande influência 1913, Ordem de Número Atômico, Moseley (inglês): Após resultado de trabalho de Moseley com raios-x de cerca de 40 elementos, a tabela foi modificada: passou a ser orientada pelo número atômico dos elementos ao invés do peso. Ele associou as propriedades dos elementos aos seus números atômicos. Seabord: Acrescentou lantanídeos e actinídeos à tabela. CLIQUE AQUI PARA VISUALIZAR A TABELA ATUAL
Organização É feita em linhas e colunas As linhas recebem nomes: períodos ou séries. O período diz quantas camadas um átomo tem, e elementos do mesmo período possuem o mesmo número de camadas Colunas são chamadas de grupos ou famílias Elementos de uma mesma coluna irão apresentar a mesma terminação na distribuição eletrônica e terão propriedades químicas semelhantes. Exemplos: Si e C. Elementos dessas colunas terminam suas distribuições em ns2 (n-1)dx, onde x vai de 1 a 10 e depende da coluna onde o elemento se encontra. Por exemplo: IIIB, x = 1; VB, x =3. Série dos lantanídeos e actinídeos (elementos de transição interna): são aqueles que terminarão sua distribuição eletrônica no subnível f. Genericamente: ns2(n-2)fy, onde y vai de 1 a 14 dependendo de qual posição está o elemento. O primeiro da série tem y = 1 e o último, y = 14. A tabela contém 18 colunas divididas em famílias. A família A (elementos representativos), B (metais de transição), lantanídeos e actinídeos. Família A (grupos 1, 2, e de 13 a 18) IA: Metais alcalinos (terminam distribuição em ns1, onde n é o número do período) IIA: Metais alcalinos terrosos (terminam distribuição em ns2) IIIA: Família do Boro (terminam distribuição em ns2 np1) IVA: família do Carbono (terminam distribuição em ns2 np2) VA: Família do Nitrogênio (terminam distribuição em ns2 np3) VIA: Calcogênios (terminam distribuição em ns2 np4) VIIA: Halogênios (terminam distribuição em ns2 np5) VIIIA: Gases Nobres (terminam distribuição em ns2 np6) Divisão por propriedades Metais e ametais (fundamental conhecê-los para entender melhor ligações químicas) - Metais são dúcteis e maleáveis, ótimos condutores de eletricidade (em verde na tabela abaixo). Em geral, apresentam poucos elétrons na camada de valência e tendem a doar seus elétrons para alcançar seus octetos. - Ametais tem propriedades distintas das de cima (elementos em amarelo na tabela abaixo). Em geral, têm muitos elétrons na última camada e tendem a receber elétrons ou compartilhar por ligação covalente normal ou dativa. Apresentam alta eletronegatividade. - H não é nem metal, nem ametal, nem gás nobre 137 Família B (elementos de transição externa, grupos 3 ao 12) 1a coluna da família B até a última: IIIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIIIB, IB, IIB. Tabela para identificação de metais e ametais: elementos em laranja são metais e os em azul são ametais.
EXERCÍCIO DE AULA 1. Um átomo T apresenta menos 2 prótons que um átomo Q. Com base nessa informação, assinale a opção falsa. T Q a) calcogênio gás nobre b) enxofre silício c) gás nobre alcalinoterroso d) halogênio alcalino e) bário cério 2. Os elementos químicos silício e germânio são ametais e constituem os chamados semicondutores, usados para construir componentes eletrônicos, como iodos, transistores e microprocessadores. Algumas das qualidades desses elementos devem-se às suas estruturas atômicas. Com relação ao silício e ao germânio e à posição que eles ocupam na tabela periódica, podemos afirmar que: a) se situam no mesmo período da tabela periódica e apresentam configuração final ns 2 np 4 ; b) pertencem à mesma família da tabela periódica, possuindo, portanto, o mesmo número de níveis eletrônicos; c) pertencem à classe dos elementos representativos da família do carbono, possuindo em comum o mesmo número de elétrons de valência; d) são elementos de transição e apresentam subnível energético do tipo p ; e) apresentam o mesmo número de níveis eletrônicos, possuindo, portanto, o mesmo raio atômico. 138
TEXTO PARA AS QUESTO ES 3 e 4 A tabela de Mendeleiev, ao ser apresentada à Sociedade Russa de Química, possuía espaços em branco, reservados para elementos ainda não descobertos. A tabela foi assim organizada a partir da crença de Mendeleiev na existência de relações periódicas entre as propriedades físico-químicas dos elementos. 3. Ao analisar a tabela de Mendeleiev, Berlikov, um jovem químico, criticou-a fazendo a seguinte pergunta: Pode a natureza ter espaços em branco? Do ponto de vista do método científico, a pergunta reflete a ausência de: 4. a) lei física b) hipótese plausível c) modelo matemático d) observação experimental e) todas as respostas Dois dos elementos, então representados pelos espaços em branco, hoje são conhecidos como gálio (Ga) e germânio (Ge). 139 Mendeleiev havia previsto, em seu trabalho original, que tais elementos teriam propriedades químicas semelhantes, respectivamente, a: a) estanho (Sn) e índio (In) b) alumínio (Al) e silício (Si) c) cobre (Cu) e selênio (Se) d) zinco (Zn) e arsênio (As) e) todas as respostas
EXERCÍCIOS PARA CASA 1. A tabela periódica dos elementos contém uma grande quantidade de informações e é utilizada na previsão das propriedades físicas e químicas dos elementos e seus compostos, servindo de base para a compreensão das ligações químicas. Assinale as alternativas corretas, consultando a tabela periódica: 01. Os elementos químicos são distribuídos na tabela periódica em ordem crescente de seus números atômicos, de forma que elementos possuidores de propriedades físicas e químicas semelhantes situem- se em colunas verticais denominadas grupos. 02. As propriedades periódicas dos elementos são, também, função das suas massas atômicas. Portanto, excepcionalmente, as posições relativas de alguns elementos, tais como Iodo e Telúrio, Argônio e Potássio, Cobalto e Níquel são mantidas invertidas na tabela periódica moderna em homenagem a Mendellev. 04. Dentre os elementos: Mg, S, Al e Te, o que possui maior eletronegatividade é o Te. 08. A configuração eletrônica do íon Cu2+ no estado fundamental é representada por [Ar]3d9. 16. O elemento de configuração eletrônica, no estado fundamental, [Ar]3d54s2 é o ferro. Soma ( ) 140 2. Quando todos os elementos são arranjados em ordem crescente de seus pesos atômicos, elementos com propriedades semelhantes ocorrem em intervalos periódicos regulares. Essa maneira de se referir aos elementos químicos foi precursora da classificação atual e foi proposta por a) A. Einstein e M. Planck. b) L. Meyer e D. Mendeleev. c) N. Bohr e E. Rutherford d) J. Dalton e R. Boyle. e) A. Lavoisier e J. Gay-Lussac. 3. Os elementos I, II e III têm as seguintes configurações eletrônicas em suas camadas de valência: I: 3s23p3 II: 4s24p5 III: 3s2
Com base nestas informações, assinale a alternativa errada. a) O elemento I é um não-metal. b) O elemento II é um halogênio. c) O elemento III é um metal alcalino terroso. d) Os elementos I e III pertencem ao terceiro período da Tabela Periódica. e) Os três elementos pertencem ao mesmo grupo da Tabela Periódica. 4. Assinale a alternativa em que o elemento químico cuja configuração eletrônica, na ordem crescente de energia, finda em 4s2 3d3: a) grupo 3 e 2º período. b) grupo 14 e 2º período. c) grupo 14 e 5º período. d) grupo 5 e 4º período. e) grupo 15 e 3º período. QUESTÃO CONTEXTO 141 Novos elementos na tabela periódicas foram descobertos por americanos, japoneses e russos. De acordo com o jornal online oglobocom, A União Internacional de Química Pura e Aplicada (Iupac, na sigla em inglês) e a União Internacional de Física Pura e Aplicada (Iupap) reconheceram a produção de quatro novos elementos químicos, que agora passam a fazer parte oficialmente da tabela periódica. Provisoriamente batizados de ununtrium (Uut), ununpentium (Uup), ununseptium (Uus) e ununoctium (Uuo), eles têm como número atômico, isto é, a quantidade de prótons em seu núcleo, 113, 115, 117 e 118, respectivamente, e completam as lacunas que restavam na sétima linha da tabela. oglobo.com 14/01/2016 Indique, observando a foto, a que família o elemento apontado poderia pertencer e qual seria a quantidade de elétrons em sua última camada.
GABARITO 01. Exercícios para aula 1. a 2. d 3. e 4. b 5. c 02. Exercícios para casa 1. b 2. a 3. a 4. a 5. c 6. d 7. b 8. c 9. c 03. Questão contexto a) Verdadeira, pois estes possuem o mesmo número atômico (prótons). b) Verdadeira, estes possuem o mesmo número de elétrons (o numero de elétrons é igual ao numero de prótons). c) FALSA, ele não possui um próton a mais, o D₂O (deutério), possui 1 nêutron a mais que o hidrogênio. d) Verdadeira, ambos tem massa maior que o hidrogênio (Massa = Prótons + Nêutrons). e) Verdadeira, o deutério, possui 1 nêutron e 1 próton (massa = 2), já o trítio possui 2 nêutrons e 1 próton (massa = 3), portanto, é o dobro de nêutrons (2x1 = 2). 142
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