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DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI QUÍMICA INORGÂNICA UNIVESIDADE ESTÁCIO DE SÁ ENGENHARIA AMBIENTAL QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL 1 Tatiany de A. F. Britto DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI AULA 01 2 TABELA PERIÓDICA DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA ELEMENTO QUÍMICO UNIVESIDADE ESTÁCIO DE SÁ ENGENHARIA AMBIENTAL QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI Desenvolvida pelo russo Dmitri Ivanovitch Mendeleïev Ordenou os elementos de forma lógica (massa atômica), demonstrando suas similaridades e diferenças L E I P E R I Ó D I C A O n ú m e r o a t ô m i c o é o f a t o r d e t e r m i n a n t e d a s p r o p r i e d a d e s q u í m i c a s d o s e l e m e n t o s e n ã o o p e s o a t ô m i c o c o m o p r o p o s t o a n t e r i o r m e n t e . TABELA PERITABELA PERIÓÓDICADICA DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA MODERNA Elementos químicos dispostos em ordem crescente de números atômicos. �Elementos naturais: existem na natureza 87Fr (frâncio) e 85At (astato) só existem em transformações radioativas. �Elementos artificiais: são aqueles que não existem na natureza. São produzidos em laboratórios de pesquisa nuclear e classificados em cisurânicos e transurânicos: Cisurânicos: encontrados antes do 92U (urânio). Acredita-se terem existido em eras remotas, mas por serem muito radioativos, se desintegraram totalmente. Ex.: 43Tc(tecnécio) e 61Pm (promécio). Transurânicos: encontrados depois do urânio. A tendência é seu número aumentar, pois novos elementos podem ser sintetizados. TABELA PERITABELA PERIÓÓDICADICA DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI SEPARAÇÃO Metais, ametais, semi-metais e gases nobres TABELA PERITABELA PERIÓÓDICADICA DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI 6 TABELA PERITABELA PERIÓÓDICADICA � Correspondem cerca de 76% dos elementos da tabela. � Principal característica: eletropositividade, com forte tendência a doar elétrons. � Bons condutores de calor e eletricidade � Dúcteis e maleáveis. � Apresentam lustro metálico característico. � Coloração acinzentada a prateada, exceto 79 Au e 29Cu � Sólidos em condições ambientes 25 oC e 1 atm � exceto 80Hg Metais DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI Correspondem a 7 elementos e apresentam características intermediárias entre os metais e os não-metais. � Pobres a médios condutores de calor e eletricidade � Apresentam um lustro semi-metálico; � Duros e quebradiços; � Sólidos: B, Si, Ge, As, Sb, Te e Po. He BB C N O F Ne Al SiSi P S Cl Ar Ga GeGe AsAs Se Br Kr In Sn SbSb TeTe I Xe Tl Pb Bi PoPo At Rn TABELA PERITABELA PERIÓÓDICADICA Semi-metais DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI Correspondem a 11 elementos da tabela sendo os + abundantes na natureza. � Principal característica: EN, com forte tendência a atrair elétrons. � Maus condutores de calor e eletricidade (podem ser usados como isolantes). � Não são dúcteis nem maleáveis. � Não possuem brilho como os metais. � Sólidos: C, P, S, Se, I e At. � Líquido: Br � Gasosos: N, O, F, Cl. Correspondem a 6 elementos da tabela. � Quimicamente inertes � São muito estáveis na forma de átomos � Gasosos em condições ambientes: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn. He B CC NN OO FF Ne Al Si PP SS ClCl Ar Ga Ge As SeSe BrBr Kr In Sn Sb Te II Xe Tl Pb Bi Po AtAt Rn TABELA PERITABELA PERIÓÓDICADICA Não-metais Gases Nobres DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI PERÍODOS Propriedades diferentes Mesmo número de camadas eletrônicas (máximo de7) TABELA PERITABELA PERIÓÓDICADICA DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI FAMÍLIA OU GRUPO Elementos semelhantes 18 colunas, sendo algumas mais importantes TABELA PERITABELA PERIÓÓDICADICA FAMÍLIA OU GRUPO � Caracterizada pelos elétrons do subnível mais energético, responsáveis pelas propriedades químicas dos elementos. � Elementos de uma mesma família apresentam o mesmo número de elétrons no mesmo tipo de subnível mais energético. DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI Família 1 Alcalinos H, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr Configuração de valência���� ns1 3Li ���� 1s 2 2s1 ���� último nível Família 2 Alcalino-terrosos Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra Configuração de valência���� ns2 4Be ���� 1s 2 2s2 Família 13 Família do boro B, Al, Ga, In, Tl Configuração de valência���� ns2 np1 5 B ���� 1s2 2s2 2p1 Família 14 Família do carbono C, Si, Ge, Sn, Pb Configuração de valência���� ns2 np2 6 C ���� 1s2 2s2 2p2 Família 15 Família do nitrogênio N, P, As, Sb, Bi Configuração de valência���� ns2 np3 7 N ���� 1s2 2s2 2p3 Família 16 Calcogênios O, S, Se, Te, Po Configuração de valência���� ns2 np4 16 S ���� 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 Família 17 Halogênios F, Cl, Br, I, At Configuração de valência���� ns2 np5 9F ���� 1s 2 2s2 2p5 Família 18 Gases nobres He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn Configuração de valência���� ns2 np6 2He ���� 1s 2 10Ne ���� 1s 2 2s2 2p6 TABELA PERITABELA PERIÓÓDICADICA DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI Família 16 (6A) Último nível 8O 1s2 2s2 2p4 família ���� 2 + 4 = 6A período ���� 2 16S 3s2 3p4 família ���� 2 + 4 = 6A período ���� 3 34Se 4s2 4p4 família ���� 2 + 4 = 6A período ���� 4 52Te 5s2 5p4 família ���� 2 + 4 = 6A período ���� 5 84Po 6s2 6p4 família ���� 2 + 4 = 6A período ���� 6 O no de elétrons do último nível indica o no da família TABELA PERITABELA PERIÓÓDICADICA DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI METAIS DE TRANSIÇÃO TABELA PERITABELA PERIÓÓDICADICA Ex.: 22Ti � 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2 � último nível � penúltimo nível Apresentam o subnível mais energético d no penúltimo nível. DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI � Elementos das famílias 3 a 12 (B) � Considerados elementos de transição (penúltimo subnível + energético). � Porém, alguns autores classificam os elementos das famílias 11 (1B) e 12 (2B) junto com os elementos das famílias 1 (1A) e 2 (2A) (elementos representativos), pois apresentam configuração do último nível ns1 e ns2, respectivamente. 29Cu 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d 10 30Zn 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d 10 Penúltimo nível TABELA PERITABELA PERIÓÓDICADICA Metais de Transição DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI 15 � O 1H é um elemento atípico. � Não deveria pertencer a nenhum grupo. � Está no grupo dos metais devido á sua configuração eletrônica (1s1) TABELA PERITABELA PERIÓÓDICADICA DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI Família Classificação Subnível mais energético Último nível A representativos s último ns1 ou ns2 p ns2 npx B transição d penúltimo ns2 Lantanídios transição interna 4f antipenúltimo 6s2 Actinídios transição interna 5f antipenúltimo 7s2 TABELA PERITABELA PERIÓÓDICADICA DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p6 TABELA PERITABELA PERIÓÓDICADICA Diagrama de Pauling Distribuição Eletrônica DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI Família 1 (1A) Distribuição eletrônica 11Na 1s2 2s2 2p6 3s1 3s1 família ���� 1 = 1A período ���� 3 19K 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 4s1família ���� 1 = 1A período ���� 4 37Rb 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 5s1 família ���� 1= 1A período ���� 5 55Cs 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s1 6s1 família ���� 1 =1A período ���� 6 87Fr 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s1 7s1 família ���� 1 = 1A período ���� 7 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p6 TABELA PERITABELA PERIÓÓDICADICA DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI Aumentam ou diminuem de valor conforme o NÚMERO ATÔMICO. TABELA PERITABELA PERIÓÓDICADICA Massa atômica: cresce com o aumento do número atômico Calor específico (quantidade de calor necessária para elevar em 1ºC a temperatura de 1g do elemento): diminui quando o no atômico aumenta. PROPRIEDADES APERIÓDICAS DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI Se repetem a intervalos mais ou menos regulares à medida que o número atômico aumenta como, por exemplo, raio atômico, PF, PE, PI, AE, EP, EN e volume atômico. TABELA PERITABELA PERIÓÓDICADICA SE REPETEM DE PERÍODO EM PERÍODO PROPRIEDADES PERIÓDICAS DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI Potencial de ionização (PI): é a medida da energia necessária para retirar 1 e- de um átomo isolado, no estado gasoso, formando um íon gasoso positivo. X(g) + energia (eV) � X +(g) + 1 e- 13Al � 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p1� (3 e- na camada de valência) Quanto mais carregado positivamente o átomo se torna, maior a dificuldade de retirar elétrons de sua eletrosfera (↑ a força de atração entre o núcleo e os elétrons de valência), logo, maior a energia de ionização) Al (g) + 6,0 eV � Al 1+ (g) + e - Al 1+(g) + 18,8 eV � Al 2+ (g) + e - Al 2+(g) + 28,4 eV � Al 3+ (g) + e - Quando se retira o 3º e-, o átomo de alumínio passa a ter 2 níveis eletrônicos. O raio atômico diminuiu ainda mais e a força de atração núcleo-eletrosfera aumentou proporcionalmente. Logo, a 4ª energia de ionização será muito maior que a 3ª energia de ionização! TABELA PERITABELA PERIÓÓDICADICA DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI Eletropositividade (EP): é a propriedade pela qual o átomo apresenta maior tendência a perder elétrons. Grupo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Período 1 H 2 Li Be B C N O F 3 Na Mg Al Si P S Cl 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br 5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I 6 Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At 7 Fr Ra ** Rf - Db - Sg - Bh - Hs - Mt - Uun - Uuu - Uub - ? - ? - ? - ? - ? - ? * Lantanídios - La - Ce - Pr - Nd - Pm - Sm - Eu - Gd - Tb - Dy - Ho - Er - Tm - Yb - Lu ** Actnídios 1,1 Ac - Th - Pa - U - Np - Pu - Am - Cm - Bk - Cf - Es - Fm - Md - No - Lr TABELA PERITABELA PERIÓÓDICADICA DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI Grupo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Período 1 2,1 H - He 2 1,0 Li 1,5 Be 2,0 B 2,0 C 3,0 N 3,5 O 4,0 F - Ne 3 0,9 Na 1,2 Mg 1,5 Al 1,8 Si 2,1 P 2,5 S 3,0 Cl - Ar 4 0,8 K 1,0 Ca 1,3 Sc 1,6 Ti 1,6 V 1,6 Cr 1,5 Mn 1,8 Fe 1,8 Co 1,8 Ni 1,9 Cu 1,6 Zn 1,6 Ga 1,8 Ge 2,0 As 2,4 Se 2,8 Br - Kr 5 0,8 Rb 1,0 Sr 1,2 Y 1,4 Zr 1,6 Nb 1,8 Mo 1,9 Tc 2,2 Ru 2,2 Rh 2,2 Pd 1,9 Ag 1,7 Cd 1,7 In 1,8 Sn 1,9 Sb 2,1 Te 2,5 I - Xe 6 0,7 Cs 0,9 Ba * 1,3 Hf 1,5 Ta 1,7 W 1,9 Re 2,2 Os 2,2 Ir 2,2 Pt 2,4 Au 1,9 Hg 1,8 Tl 1,8 Pb 1,9 Bi 2,0 Po 2,2 At - Rn 7 0,7 Fr 0,9 Ra ** 104 Rf - Db - Sg - Bh - Hs - Mt - Uun - Uuu - Uub - ? - ? - ? - ? - ? - ? * Lantanídios - La - Ce - Pr - Nd - Pm - Sm - Eu - Gd - Tb - Dy - Ho - Er - Tm - Yb - Lu ** Actnídios 1,1 Ac - Th - Pa - U - Np - Pu - Am - Cm - Bk - Cf - Es - Fm - Md - No - Lr ESCALA DE ELETRONEGATIVIDADE DE PAULING Eletronegatividade (EN): é a propriedade que mede a tendência do átomo a ganhar e-. Esta propriedade depende do tamanho do átomo e do nº de e- na camada de valência. TABELA PERITABELA PERIÓÓDICADICA DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI TABELA PERITABELA PERIÓÓDICADICA DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI NÚMERO ATÔMICO (Z) É O NÚMERO DE PRÓTONS PRESENTES NO NÚCLEO DE UM ÁTOMO. ALUMÍNIO (Al): Z=13 CHUMBO (Pb): Z=82 Elemento químico é o conjunto dos átomos que possuem um mesmo número atômico 25 z AXzX A ELEMENTO QUELEMENTO QUÍÍMICOMICO DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI É a soma do número de prótons (Z) e de nêutrons (N) de um átomo: A = Z + N Ex: átomo de alumínio tem 13 prótons e 14 nêutrons A = Z + N = 13 + 14 = 27 13 27Al (átomo) 13 27Al+3 (íon) 26 ELEMENTO QUELEMENTO QUÍÍMICOMICO NÚMERO DE MASSA (A) DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI ISÓTOPOS São átomos de um mesmo elemento qumesmo elemento quíímicomico que, embora contendo o mesmo número de protóns (Z), apresentam diferentes números de massa (A). 27 ELEMENTO QUELEMENTO QUÍÍMICOMICO ÁTOMOS ISÓTOPOS, ISÓBAROS E ISÓTONOS DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI ISÓBAROS São átomos com mesmo nmesmo núúmero de massamero de massa (A), mas com número de protóns (Z) diferentes. 18 40Ar 20Ca 40 ISÓTONOS São átomos com o mesmo nmesmo núúmero de nêutronsmero de nêutrons, mas com diferentes número de protóns (Z). 7 15N 8 16O n = 8 28 ELEMENTO QUELEMENTO QUÍÍMICOMICO DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI O átomo é eletricamente neutro pois a soma das cargas positivas e negativas é igual a ZEROZERO. Mas um átomo pode PERDERPERDER ou GANHARGANHAR elétrons. Quando isso ocorre, a soma das cargas deixa de ser ZERO e corresponderá ao número de elétrons perdidos ou ganhos. ELEMENTO QUELEMENTO QUÍÍMICOMICO ÁTOMOS E ÍONS DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI CÁTION: espécie carregada positivamente devido a perda de e- 30 ELEMENTO QUELEMENTO QUÍÍMICOMICO DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI ÂNION: espécie carregada negativamente devido ao ganho de e- 31 ELEMENTO QUELEMENTO QUÍÍMICOMICO DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI a) Cátions: Todo cátion é menor que o menor que o áátomo correspondentetomo correspondente. Quando um elétron é retirado do átomo, os elétrons restantes são mais atraídos pelo núcleo � o tamanho do átomo diminui. b) Ânions: Todo ânion é maior que o maior que o áátomo correspondentetomo correspondente. A entrada de elétrons provoca um aumento da repulsão entre todos os demais elétrons � o tamanho do átomo aumenta. ELEMENTO QUELEMENTO QUÍÍMICOMICO DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI ELEMENTO QUELEMENTO QUÍÍMICOMICO NÚMERO QUÂNTICO PRINCIPAL (n): representado pelas camadas K (1), L (2), M (3), N (4), O (5), P (6) e Q (7) NÚMERO QUÂNTICO SECUNDÁRIO (L): representado pelos subníveis s (0), p (1), d (2) e f (3) Nº QUÂNTICOS DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI NÚMERO QUÂNTICO MAGNÉTICO (m ou ml): indica a orientação dos orbitais no espaço. NÚMERO QUÂNTICO SPIN (s ou ms) ELEMENTO QUELEMENTO QUÍÍMICOMICO 0 -1 0 +1 -2 -1 0 +1 +2 -1 0 +1 +2 +3-3 -2 s p d f DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL PROFª TATIANY FORTINI ELEMENTO QUELEMENTO QUÍÍMICOMICO
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