Propriedades Periódicas Profª Luiza P. R. Martins EEB Dr Jorge Lacerda
LINHA DO TEMPO DA TABELA PERIÓDICA 1817 Lei das Tríades de Döbereiner: elementos que reagiam de forma semelhante eram agrupados em trios. 1862 Parafuso de Chancourtois: ordem crescente de suas massas atômicas por uma linha espiral em volta de um cilindro. ao redor do cilindro foram feitas dezesseis divisões, e os elementos com propriedades semelhantes apareciam uns sobre os outros em voltas consecutivas da espiral 1864- Lei das Oitavas de Newlands: Ele colocou os elementos agrupados de sete em sete, em ordem crescente de massa atômica.
TABELA PERIÓDICA Mendeleyev (1869): colocou os elementos conhecidos em ordem crescente de massas atômicas, tomando o cuidado de colocar na mesma vertical os elementos de propriedades químicas semelhantes. Deixou espaços vazios para elementos que viriam a ser descobertos. Muitas propriedades químicas e físicas dos elementos e das substâncias simples que eles formam variam periodicamente em função de seus números atômicos (Moseley 1913).
Grupos da tabela periódica Grupo 1 Metais alcalinos (ns 1 com n 1)* Grupo 2 - Metais alcalinos terrosos (ns 2 ) Grupo 13 Família do boro (ns 2 np 1 ) Grupo 14 Família do carbono (ns 2 np 2 ) Grupo 15 Família do nitrogênio (ns 2 np 3 ) Grupo 16 Calcogênios (ns 2 np 4 ) Grupo 17 Halogênios (ns 2 np 5 ) Grupo 18 Gases nobres (ns 2 np 6 se n >1)
Localização dos elementos na tabela periódica 15 P - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 Características da distribuição eletrônica Localização 3 níveis de energia 3º período 5 elétrons na camada de valência (3s 2 3p 3 ) Grupo 15 (família do nitrogênio) Elétron de maior energia está no subnível p Bloco p (elementos representativos)
Exemplo Qual é o elemento químico cuja configuração eletrônica termina em 4s 2 3d 3? Qual é o grupo e período?
Exemplo Qual é o elemento químico cuja configuração eletrônica termina em 4s 2 3d 3? Qual é o grupo e período?
RESPOSTA Grupo 5 e 4º período - 23 V (Vanádio)
CLASSIFICAÇÃO DOS ELEMENTOS Metais Não metais Gases nobres Hidrogênio
METAIS Bons condutores de calor e de eletricidade; Têm brilho; São maleáveis (lâminas); São dúcteis (fios); Possuem cor entre acinzentado e prateado, exceto ouro e cobre. São sólidos à 25ºC e 1 atm, exceto Hg.
NÃO METAIS B, C, N, O, F, Si, P, S, Cl, As, Se, Br, Te, I Não são bons condutores de calor e de eletricidade (atual como isolantes térmicos e elétricos); Não possuem brilho característico dos metais; Têm a tendência a formar ânions ao constituir substâncias compostas; HIDROGÊNIO: elemento atípico, não se enquadra em nenhum grupo da tabela periódica. É o elemento mais abundante do universo.
GASES NOBRES Característica principal: inércia química; São os únicos encontrados na natureza na forma de átomos isolados;
RAIO ATÔMICO Dá uma ideia do tamanho do átomo, pois a eletrosfera não tem tamanho definido. Os valores experimentais são obtidos a partir da metade da distância entre dois núcleos de átomos. Variação do raio atômico no grupo: Quanto maior o número de camadas, maior será o tamanho do átomo. Variação do raio atômico no período: O átomo que apresentar maior Z será o menor. O aumento de prótons exerce uma maior atração sobre os elétrons, o que reduz o tamanho do átomo.
RAIO ATÔMICO Carga nuclear efetiva (Zef) = é a carga sofrida por um elétron do nível mais externo em um átomo. É diferente da carga do núcleo devido ao efeitos dos elétrons internos. Zef = Z S Z = número atômico (carga nuclear total) S = número total de elétrons dos níveis internos O aumento de Zef atrai os elétrons para o núcleo e como resultado o átomo é mais compacto.
Raio atômico 1 pm = 10-12 m
RAIO ATÔMICO x RAIO IÔNICO O raio do átomo é sempre maior que o raio do respectivo cátion e menor que o raio do respectivo ânion. Quando o átomo perde elétrons, a carga nuclear efetiva aumenta (Zef), ou seja, a atração dos prótons pelos elétrons do último nível de energia aumenta. Quando o átomo ganha elétrons, a carga nuclear efetiva não se altera, porém é parcialmente blindada. A entrada de elétrons pode provocar a expansão de nível.
Série de íons isoeletrônicos O íon que tiver menor número atômico terá o maio raio. Gases nobres átomos isolados, ficam afastados um dos outros
Exemplo Coloque em ordem decrescente de raio atômico os elementos oxigênio, germânio e carbono:
Resposta Coloque em ordem decrescente de raio atômico os elementos oxigênio, germânio e carbono: Temos: 8 O, 32 Ge e 6 C Logo, 32Ge > 6 C > 8 O 122 pm 77 pm 66 pm
Energia de ionização É a energia necessária para remover um ou mais elétrons de um átomo isolado no estado gasoso: X (g) + energia X + (g) + e - Quanto maior o raio atômico, menor será a atração exercida sobre os elétrons mais afastados. Logo, menor será a energia de ionização. Para um íon temos: 1ª E.I < 2ª E.I < 3ª E.I
Exemplo (UPM-SP) Para que seja usado com o máximo de eficiência em fotocélulas e em aparelhos de televisão, um elemento deve ter uma energia de ionização muito baixa e, portanto, ser facilmente ionizado pela luz. Qual dos elementos abaixo você acha que seria o melhor para este propósito? Justifique sua resposta. A) K B) Li C) Na D) Cs E) Rb
Resposta A) K 124 kcal/mol (E.I) B) Li C) Na D) Cs 90 kcal/mol (E.I) E)Rb Quanto maior o número atômico, maior será o raio atômico, e consequentemente, menor a energia de ionização. Assim, o Cs é o elemento ideal para o propósito do exercício.
Eletronegatividade É a tendência que um átomo possui de atrair elétrons para perto de si, quando se encontra ligado a outro átomo diferente. A eletronegatividade aumenta conforme o raio atômico diminui.
Exemplo Se uma uva, uma laranja e uma melancia fossem átomos, qual seria a ordem crescente de eletronegatividade entre eles?
Resposta Se uma uva, uma melancia e uma laranja fossem átomos, qual seria a ordem crescente de eletronegatividade entre eles? RESPOSTA: Eletronegatividade : Melancia > Laranja > Uva
Eletropositividade ou caráter metálico É a capacidade que um átomo possui de se afastar de seus elétrons mais externos, em comparação a outro átomo, na formação de uma substância composta. A eletropositividade aumenta conforme o raio atômico aumenta e conforme a eletronegatividade diminui. Quanto maior o raio atômico, menor é a atração entre núcleo e elétrons externos e mais facilmente esses elétrons serão doados.
Exercícios Pág. 203 2 a 4 Pág. 210 5 e 6 Pág. 214 10 e 12 Pág. 216 13 e 15 Pág. 217 13.4 e 13.8 Pág. 218 13.13
Referências ATKINS, Peter; JONES, Loretta. Princípios de química: Questionando a vida moderna e o meio ambiente. 3ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2006. CARVALHO, Geraldo Camargo de; SOUZA, Celso Lopes de. Química de olho no mundo do trabalho. Volume único. 1ª ed. São Paulo: Scipione, 2003 REIS, Martha. Química. 3 v. São Paulo: Ática, 2013. USBERCO, J; SALVADOR, E. Química essencial. 1ª ed. Volume único, São Paulo: Saraiva, 2001.