3 -Environmental Inorganic Chemistry for Engineers - Cap 2 en pt

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CAPÍTULO DOIS
Química Inorgânica
2.1 INTRODUÇÃO
Se a química orgânica é definida como a química dos compostos de 
hidrocarbonetos e seus derivados,química Inorgânicapode ser descrita de 
maneira muito geral como a química de compostos não-carbono ou como a 
química de todo o resto.Isso inclui todos os elementos restantes da tabela 
periódica (Figs. 2.1e2.2) e alguns compostos de carbono (como monóxido de 
carbono (CO) e dióxido de carbono (CO2)), que desempenha um papel importante 
em muitos compostos inorgânicos. Assim, a química inorgânica é a subcategoria 
da química preocupada com as propriedades e reações dos compostos 
inorgânicos, que inclui todos os compostos químicos sem as cadeias ou anéis de 
átomos de carbono que se enquadram na subcategoria de compostos orgânicos.
Uma diferenciação comum para ajudar a distinguir entre compostos inorgânicos e 
compostos orgânicos é que os compostos inorgânicos são o resultado de processos 
naturais não relacionados a qualquer forma de vida ou o resultado de experimentos 
humanos em laboratório, enquanto os compostos orgânicos resultam da atividade de seres 
vivos. No entanto, recomenda-se cautela ao usar tal definição porque os compostos 
orgânicos podem ser criados artificialmente em laboratório. Outra definição refere-se à 
propriedade de produção de sais de compostos inorgânicos, que está ausente em 
compostos orgânicos, mas mesmo assim, essa definição também não é verdadeiramente 
correta, pois os ácidos orgânicos (RCO2H) sacrossanto também pode formar sais. Há 
também o argumento de que os compostos inorgânicos não possuem ligações carbono-
hidrogênio - uma característica dos compostos orgânicos, mas isso também não é 
estritamente verdadeiro, uma vez que os perfluorocarbonos (compostos carbono-flúor 
onde todos os átomos de hidrogênio foram substituídos por átomos de flúor) possuem não 
possuem ligações carbono-hidrogênio, mas ainda são compostos orgânicos. Outra 
diferença frequentemente citada é que os compostos inorgânicos contêm átomos de metal, 
enquanto os compostos orgânicos não. Novamente, isso não é verdade, pois os compostos 
organometálicos contêm átomos de metal. Assim, recomenda-se cautela ao aceitar 
qualquer definição que pretenda definir as diferenças entre compostos inorgânicos e 
compostos orgânicos.
Química Inorgânica Ambiental para Engenheiros http://
dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-849891-0.00002-3
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52
Q
uím
ica Inorgânica Am
biental para Engenheiros
1 2
H 6 Número atômico Ele
HIDROGÊNIO HÉLIO
1,0080
4 C Símbolo químico Não-metais 4,00263 5 6 7 8 9 10
Li Ser Carbono Nome químico
Peso atômico
B C N O F Não
LÍTIO BERÍLIO BORO CARBONO AZOTO OXIGÊNIO FLÚOR NÉON
6.968 9,0122 12.011 10.814 12.011 14.007 15.999 18.998 20.180
11 12 13 14 15 16 17 18
N / D Mg Al Si P S Cl Ar
SÓDIO MAGNÉSIO Metais ALUMÍNIO SILÍCIO FÓSFORO ENXOFRE CLORO ÁRGON22.990 24.306 26.982 28.085 30.974 32.068 35.452 39.948
19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Companhia Ni Cu Zn Ga Ge ComoSe Br Kr
POTÁSSIO CÁLCIO ESCÂNDIO TITÂNIO VANÁDIO CROMO MANGANÊS FERRO COBALTO NÍQUEL COBRE ZINCO GÁLIO GERMÂNIO ARSÊNICO SELÊNIO BROMO KRYPTON
39.0983 40.078 44.956 47.867 50.942 51.996 54.938 55.845 58.933 58.693 63.546 65,38 69.723 72.630 74.922 78.971 79.904 83.798
37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54
Rb Sr S Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd Dentro Sn Sb Te EU Xe
RUBÍDIO ESTRÔNCIO ÍTRIO ZIRCÔNIO NIÓBIO MOLIBDÊNIO TECNETIO RUTÊNIO RÓDIO PALÁDIO PRATA CÁDMIO ÍNDIO LATA ANTIMÔNIO TELÚRIO IODO XENON
85.468 87,62 88.906 91.224 92.906 95,95 [98] 101,07 102,91
77
106,42 107,87 112,41 114,82 118,71 121,76 127,60 126,90 131,29
55 56 72 73 74 75 76 78 79 80 81 82 83 84 85 86
C BA Hf Ta C Ré OS Ir PT Au Hg Tl Pb Bi Po No Rn
CÉSIO BÁRIO HÁFNIO TÂNTALO TUNGSTÊNIO RÊNIO ÓSMIO IRÍDIO PLATINA OURO MERCÚRIO TÁLIO CONDUZIR BISMUTO POLÔNIO ASTATINO RADON
132,91 137,33 178,49
104
180,95 183,84 186,21 190,23 192,22 195,08 196,97 200,59 204,38 207,2 208,98 [209] [210] [222]
87 88 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118
Fr Rá Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Nv Ts Og
FRANCIUM RÁDIO RUTHERFORDIUM DUBNIUM SEABÓRGIO BÓRIO HÁSSIO MEITNERIUM DARMSTADTIUM ROENTGENIUM COPERNICIUM NIHONIUM FLEROVIUM MOSCOVIUM LIVERMORIUM TENNESSINE OGANESSON
[223] [226] [263] [268] [271] [270] [270] [278] [281] [281] [285] [286] [289] [289] [293] [294] [294]
Chave
57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71
Lá Ce Pr Nd PM Sm Eu D'us Tb Dy Ho É Tm Yb Lu
=Sólidoà temperatura ambiente
=Líquidoà temperatura ambiente
=Gásà temperatura ambiente
=Radioativo
=Feito artificialmente
LANTÂNIO CÉRIO PRASEODÍMIO NEODÍMIO PROMÉCIO SAMÁRIO EUROPIUM GADOLÍNIO TÉRBIO DISPRÓSIO HÓLMIO ÉRBIO TÚLIO ITÉRBIO LUTÉCIO
138,91 140,12 140,91 144,24 [145] 150,36 151,96 157,25 158,93 162,50 164,93 167,26 168,93 173,05 174,97
89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103
Ac º Pai vocêNp Pu Sou Cm Bk Cf Es Fm Md Não Lr
ACTÍNIO TÓRIO PROTACTÍNIO URÂNIO NEPTÚNIO PLUTÔNIO AMÉRICO CURIUM BERKÉLIO CALIFORNIUM EINSTEINIUM FÉRMIO MENDELEVIUM NOBELIUM LAWRÊNCIO
[227] 232,04 231,04 238,03 [237] [244] [243] [247] [247] [251] [252] [257] [258] [259] [262]
Fig. 2.1A tabela periódica dos elementos.
Química Inorgânica 53
Grupo→1
↓Período
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1
H
2
Ele1
3
Li
4
Ser
5
B
6
C
7
N
8
O
9
F
10
Não2
11
N / D
12
Mg
13
Al
14
Si
15
P
16
S
17
Cl
18
Ar3
19
K
20
Ca
21
Sc
22
Ti
23
V
24
Cr
25
Mn
26
Fe
27
Companhia
28
Ni
29
Cu
30
Zn
31
Ga
32
Ge
33
Como
34
Se
35
Br
36
Kr4
37
Rb
38
Sr
39
S
40
Zr
41
Nb
42
Mo
43
Tc
44
Ru
45
Rh
46
Pd
47
Ag
48
Cd
49
Dentro
50
Sn
51
Sb
52
Te
53 54
Xe5 EU
55
C
56
BA
71
Lu
72
Hf
73
Ta
74
C
75
Ré
76
OS
77
Ir
78
PT
79
Au
80
Hg
81
Tl
82
Pb
83
Bi
84
Po
85
No
86
Rn6 *
87
Fr
88*103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 Ra*Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn 
Nh FI Mc Lv Ts7 Og
57
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er
58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70
Tm Yb
* 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100* Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm
101 102
Md Não
Fig. 2.2Tabela periódica de elementos mostrando os grupos e períodos incluindo os 
elementos lantanídeos e os elementos actinídeos.
química organometálica,um campo muito grande e em rápido crescimento, 
conecta ambas as áreas considerando compostos contendo ligações diretas metal-
carbono e inclui catálise de muitas reações químicas. Os compostos organometálicos 
contêm pelo menos uma ligação entre um átomo de metal e um átomo de carbono. 
Eles são nomeados como compostos de coordenação, usando o sistema de 
nomenclatura aditiva. O nome para um ligante orgânico que se liga através de um 
átomo de carbono pode ser derivado tratando o ligante como um ânion ou como um 
grupo substituinte neutro. Além disso,química bioinorgânicafaz uma ponte entre a 
bioquímica e a química inorgânica e, como a química ambiental inclui o estudo de 
compostos inorgânicos e orgânicos, os estudos dessas várias subdivisões da química 
são áreas essenciais do conhecimento. Como se pode imaginar, o domínio da química 
inorgânica é extremamente amplo, fornecendo áreas essencialmente ilimitadas para 
investigação.
No sentido mais amplo (ou geral), os produtos químicos e compostos 
inorgânicos são definidos pelo que não são: (i) não são de natureza orgânica e (ii) 
qualquer coisa além de produtos químicos biológicos, hidrocarbonetos e outros 
produtos químicos semelhantes à base de carbono pode ser considerados 
inorgânicos. De um sentido mais prático, os produtos químicos inorgânicos são 
substâncias de origem mineral que não contêm carbono em sua estrutura 
molecular e são tipicamente baseados nos produtosquímicos mais abundantes 
na Terra: oxigênio, silício, alumínio, ferro, cálcio, sódio, potássio e magnésio. . As 
exceções são CO e CO2, bem como o carbonato mineral (dCO3) derivados e 
bicarbonato (dHCO3) derivados.
54 Química Inorgânica Ambiental para Engenheiros
Em termos de questões ambientais relacionadas a derramamentos ou 
descarte de produtos químicos inorgânicos, já se sabe muito sobre a 
influência da estrutura molecular na toxicidade de produtos químicos para 
seres humanos, muito menos se sabe sobre a influência da estrutura 
molecular na persistência ambiental de um produto químico. Para 
ecossistemas em que existem espécies florais e faunísticas, a persistência de 
quaisquer substâncias químicas (inorgânicas e orgânicas) é um critério 
extremamente importante para prever danos potenciais, pois existem, 
inevitavelmente, algumas espécies que são sensíveis a qualquer substância 
química e a qualquer substância química persistente. Embora alguns 
produtos químicos possam ser inofensivos para um número limitado de 
organismos, eles eventualmente serão entregues através de ciclos 
biogeoquímicos a uma espécie sensível em um ecossistema. Assim, 
altamente tóxico,
Assim, o estudo dos efeitos químicos no meio ambiente pode ser dividido em 
duas áreas de estudo: (i) um estudo dos níveis de uma substância acumulada no 
ar, água, solos incluindo sedimentos e biota e (ii) um estudo dos efeitos de 
produtos químicos quando o nível de ação limiar foi atingido, particularmente os 
efeitos produzidos na biota, que constituem uma resposta adversa significativa 
(ou seja, curva de dose-resposta ambiental). Para prever tendências nos níveis de 
um produto químico, são necessárias muito mais informações sobre as taxas de 
injeção; fluxo e partição entre ar, água, solos e biota; e perda por degradação, o 
que dá origem ao conceito de balanço ambiental de um ecossistema. Esses 
fenômenos dinâmicos são governados pelas propriedades físicas e pelas 
propriedades químicas do contaminante molecular.
A mecânica dos fluidos e a meteorologia podem, no futuro, fornecer as ferramentas 
conceituais e técnicas para a produção de modelos preditivos de tais sistemas. A maior 
parte do conhecimento dos efeitos deriva da toxicologia aguda e estudos médicos em 
vários (mas não todos) organismos (incluindo humanos), mas como os efeitos ambientais 
são geralmente associados à exposição crônica, os estudos estão sendo cada vez mais 
feitos de exposição contínua de longo prazo a minutos. quantidades de um produto 
químico. A conhecida dificuldade de reconhecer tais efeitos quando ocorrem em um 
ecossistema é agravada pelo fato de que muitos dos efeitos são inespecíficos e muitas 
vezes podem ser mascarados por efeitos semelhantes decorrentes da exposição a 
fenômenos naturais como fomes, secas e qualquer um deles. (ou mais) de vários 
fenômenos meteorológicos ou catastróficos. Mesmo quando um efeito genuíno é 
reconhecido, um agente causal candidato deve ser encontrado e correlacionado com o 
efeito. Este processo deve ser acompanhado por estudos experimentais
Química Inorgânica 55
(estudos de laboratório e/ou trabalho de campo), que ligam, sem sombra de dúvida, o(s) 
produto(s) químico(s) inorgânico(s) causal(is) e quaisquer efeitos adversos no ecossistema 
floral e/ou faunístico. Isso só pode ser alcançado pela coleta e assimilação assídua do 
conhecimento técnico da química inorgânica no que se refere às propriedades e 
comportamento dos produtos químicos inorgânicos.
No entanto, não se espera que o engenheiro acumule tanto conhecimento 
químico quanto o químico inorgânico profissional - assim como o químico pode 
ficar enjoado por ter que ser proficiente em uma ou mais disciplinas de 
engenharia. Mas, o acúmulo de conhecimento suficiente para (i) entender o 
comportamento de produtos químicos inorgânicos no meio ambiente seguido 
de (ii) a capacidade de fazer uma previsão razoável (com base em propriedades) 
do comportamento de produtos químicos inorgânicos no meio ambiente. A falha 
em reconhecer os papéis mutuamente interativos do químico e do engenheiro 
impedirá e despojará o desenvolvimento de uma política de gestão ambiental 
unificada que se aplicará à sustentabilidade de qualquer ecossistema ou ampla 
área ambiental (Capítulo 1).
Assim, os produtos químicos inorgânicos têm aplicação em todos os aspectos da 
indústria química, incluindo catalisadores, pigmentos, surfactantes, revestimentos, 
medicamentos, combustíveis e agricultura. Os produtos de processos químicos inorgânicos 
são utilizados como (i) produtos químicos básicos para processos industriais, que incluem 
ácidos, bases, sais, agentes oxidantes, gases e halogênios; (ii) aditivos químicos, que 
incluem pigmentos, metais alcalinos e cores; e (iii) produtos acabados, que incluem 
fertilizantes, vidros e materiais de construção.
Do ponto de vista da indústria, existem duas classes principais de produtos 
químicos inorgânicos: (i) produtos químicos alcalinos, incluindo carbonato de 
sódio, que é predominantemente carbonato de sódio (NaCO3), soda cáustica 
(NaOH) e cloro líquido (Cl2) e (ii) compostos inorgânicos básicos, como fluoreto 
de alumínio (AlF3), carbeto de cálcio (CaC2), clorato de potássio (KClO3) e dióxido 
de titânio (TiO2). Além disso, a indústria de cloro-álcalis é um componente 
importante da economia química mundial. A principal reação da indústria é uma 
reação na qual a água salgada (salmoura – água que contém cloreto de sódio, 
NaCl) é decomposta por um processo de eletrólise para gerar NaOH (hidróxido 
de sódio, NaOH), cloro gasoso (Cl2) e hidrogênio (H2) gás:
2NaCl + 2H2O!Cl2+H2+ 2NaOH
O cloro é produzido no eletrodo positivo (ânodo), enquanto o hidrogênio 
(H2) e hidróxido de sódio são produzidos no eletrodo negativo (cátodo). 
Esses três materiais são matérias-primas para a produção de alvejante
56 Química Inorgânica Ambiental para Engenheiros
(hipoclorito de sódio, NaOCl) e uma variedade de outros produtos, incluindo 
carbonato de sódio (Na2CO3).
Finalmente, a química inorgânica é um assunto que não deve ser 
abordado com nenhum grau de desânimo ou hesitação, na medida 
em que o assunto se torna mais fácil à medida que o pesquisador 
individual se aprofunda nele. Os tópicos abordados neste livro são os 
tópicos básicos que servem para apresentar ao leitor não apenas a 
química inorgânica, mas também a compreensão dos efeitos dos 
produtos químicos inorgânicos em vários ecossistemas. Além disso, 
compreender o mecanismo pelo qual ocorre uma reação é 
particularmente crucial e, necessariamente, o livro traz uma 
abordagem lógica e simplista das reações dos diferentes grupos 
funcionais inorgânicos. Isso, por sua vez, transforma uma lista de 
fatos aparentemente desconexos em um tema sensato e coerente.
Capítulo 3), e o capítulo seguinte (Capítulo 4) apresenta uma 
introdução às propriedades químicas e às propriedades físicas dos 
produtos químicos inorgânicos (Capítulo 4) a partir do qual pode ser 
estimado um entendimento dos efeitos de produtos químicos 
inorgânicos em ambientes florais e faunísticos.
2.2 NOMENCLATURA DE COMPOSTOS INORGÂNICOS
A adoção universal de uma nomenclatura química acordada é 
fundamental para a comunicação em qualquer uma das ciências químicas e para 
fins regulatórios, como aqueles associados a qualquer atividade comercial e para 
saúde e segurança ambiental ou atividade comercial. Nomes e fórmulas (às 
vezes escritos na versão latina como fórmulas) cumpriram apenas metade de seu 
papel quando criados e usados para descrever ou identificar compostos, por 
exemplo, em publicações. Alcançar seu papel completo requer que o leitor de 
um nome ou fórmula possa interpretar essa fórmula com sucesso para, por 
exemplo, produzir um diagrama estrutural.
Assim, em todo o campo da química, a nomenclatura é o processo de 
nomear compostos químicos com nomes diferentes para que possam ser 
facilmente identificados como produtos químicos separados. Na subdisciplina da 
químicainorgânica, existem dois tipos gerais de compostos inorgânicos que 
podem ser formados: (i) compostos iônicos e (ii) compostos moleculares (
Connelly et al., 2005).
O sistema de nomenclatura para produtos químicos inorgânicos é recomendado 
pela União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC); iônico
Química Inorgânica 57
compostos são nomeados de acordo com a composição do composto e não 
a estrutura do composto. Isso permite que o reconhecimento internacional 
de um produto químico seja reconhecido pelo nome do composto, 
independentemente do idioma do químico. No caso mais simples de um 
composto iônico binário sem ambiguidade possível sobre as cargas e a 
estequiometria, o nome comum é escrito usando duas palavras. O nome do 
cátion (o nome do elemento não modificado para cátions monoatômicos) 
vem primeiro, seguido pelo nome do ânion. Por exemplo, MgCl2
é formalmente chamado de cloreto de magnésio, e Na2ENTÃO4é formalmente chamado
sulfato de sódio. Além disso, o íon sulfato (SO2-4) é um exemplo de
íon poliatômico (ou seja, um íon multiátomo). Para obter a fórmula 
empírica desses nomes, a estequiometria pode ser deduzida das cargas 
dos íons e da exigência de neutralidade molecular em termos da carga 
total.
Se houver vários (diferentes) cátions e/ou ânions, prefixos multiplicativos (di-, 
tri-,etetra-)são muitas vezes necessários para indicar as composições relativas 
após as quais os cátions e, em seguida, os ânions são listados em ordem 
alfabética. Por exemplo, KMgCl3(que também pode ser escrito como KCl-MgCl2) é 
nomeado corretamente identificado como tricloreto de magnésio e potássio 
para distingui-lo de K2MgCl4tetracloreto de magnésio dipotássico (MgCl2-2KCl). 
Tanto na fórmula empírica quanto no nome escrito, os cátions aparecem em 
ordem alfabética, mas a ordem varia entre eles porque o símbolo do potássio é 
K. Quando um dos íons já tem um prefixo multiplicativo dentro de seu nome, os 
prefixos multiplicativos alternados (bis-, tris-,etetraquis-)são usados. Por 
exemplo, Ba(BrF4)2é escrito na íntegra como bis(tetrafluoridobromato) de bário.
Compostos contendo um ou mais elementos que podem existir em uma 
variedade de estados carregados (estados de oxidação) terão uma 
estequiometria que depende do estado de oxidação para garantir a neutralidade 
geral da molécula. Isso pode ser indicado no nome especificando o estado de 
oxidação dos elementos presentes ou a carga dos íons. Devido ao risco de 
ambiguidade na alocação dos estados de oxidação, a preferência da IUPAC é 
uma indicação dos números de carga iônica. Estes são escritos como um inteiro 
árabe (não romano) seguido pelo sinal (2-, 1-, 1+, e 2+) entre parênteses logo após 
o nome do cátion (sem um espaço separando-os). Por exemplo, sulfato ferroso 
(FeSO4) é chamado de ferro(2+) sulfato (com os 2+carga no íon de ferro (Fe2+) 
equilibrando assim os 2-carga no íon sulfato), enquanto o sulfato férrico [Fe2
(ENTÃO4)3] é escrito como ferro(3+) sulfato (porque cada um dos dois íons de 
ferro na fórmula molecular tem uma carga de 3+equilibrar
58 Química Inorgânica Ambiental para Engenheiros
o 2-em cada um dos três íons sulfato). No entanto, existe a opção, que continua 
sendo um uso comum (e é usado ao longo deste texto) de escrever o número de 
oxidação em algarismos romanos (I, II, III e IV), e usando o exemplo apresentado 
acima, os nomes seriam escrito como sulfato de ferro(II) e sulfato de ferro(III), 
respectivamente. Para íons simples, a carga iônica e o número de oxidação são 
idênticos, mas para íons poliatômicos, eles geralmente diferem. Um sistema de 
nomenclatura ainda mais antigo (frequentemente chamado desistema clássico)
ainda existe para cátions metálicos e permanece em amplo uso envolve a 
colocação dos sufixos -nossoe -icà raiz latina do nome para dar nomes especiais 
para os estados de baixa e alta oxidação. Novamente, usando os compostos 
acima como exemplo, esta forma de nomenclatura usaferrosoe férrico (do latim 
para ferro,ferro),para ferro(II) e ferro(III), respectivamente, e como resultado, os 
exemplos dados acima seriam (e ainda são frequentemente escritos) como 
sulfato ferroso e sulfato férrico. Embora o sistema recomendado pela IUPAC seja 
utilizado em todo o mundo, ainda existe a tendência dos químicos de utilizarem 
os sistemas de nomenclatura árabe e romano.
Assim, compostos que consistem em um metal e um não metal são comumente 
conhecidos como compostos iônicos, onde o nome do composto tem a terminação de
- ide.Os cátions têm cargas positivas, enquanto os ânions têm cargas 
negativas (Tabelas 2.1e2.2) com o nome derivado do metal original (Tabela 
2.3). Os metais de transição podem formar mais de um íon, e deve-se 
especificar qual íon é indicado atribuindo um numeral romano após o metal, 
que denota a carga e o estado de oxidação do metal (Tabela 2.4). Por 
exemplo, o ferro pode formar dois íons comuns, o ferroso
Tabela 2.1Cátions e ânions
+ 1 Carga + 2 Carga 21 Carga 22 Carga 23 Carga 24 Carga
Hidrogênio:
H+
Berílio:
Ser2+
Hidreto:
H-
Óxido: Nitreto: Carboneto:O2- N3- C4-
Lítio:
Li+
Sódio:
N / D+
Magnésio:
Mg2+
Fluoreto:F- Sulfureto: Fosfeto:S2- P3-
Cálcio:
Ca2+
Cloreto:
Cl-
Brometo:
Br-
Potássio:
K+
Estrôncio:Sr2+
Rubídio:
Rb+
Césio:
C+
Bário:
BA2+
Iodeto:EU-
Química Inorgânica 59
Tabela 2.2Metal de transição e cátions metálicos
+ 1 Carga + 2 Carga + 3 Carga + 4 Carga
Cobre(I): Cu+
Prata: Ag+
Cobre(II): Cu2+
Ferro(II): Fe2+
Cobalto(II): Co2+
Estanho(II): Sn2+
Chumbo(II): Pb2+
Níquel: Ni2+
Zinco: Zn2+
Alumínio: Al3+
Ferro(III): Fe3+
Cobalto(III): Co3+
Chumbo(IV): Pb4+
Estanho(IV): Sn4+
Tabela 2.3Exemplos da Nomenclatura de Íons de Metais Íon 
metálicouma Nome latino
Cobre (I): Cu+
Cobre (II): Cu2+
Ferro (II): Fe2+
Ferro (III): Fe3+
Chumbo (II): Pb2+
Chumbo (IV): Pb4+
Mercúrio (I): Hg2+
Mercúrio (II): Hg2+
Estanho (II): Sn2+
Estanho (IV): Sn4+
Cuproso
Cúprico
Ferroso
Férrico
Plumbo
prumo
Mercuroso
Mercúrico
Estanoso
Estânico
2
umaO numeral romano indica a valência do metal.
Tabela 2.4Diretrizes e Regras do Estado de Oxidação
1. Todos os elementos puros têm um estado de oxidação zero
2. Íons simples e monoatômicos têm um estado de oxidação igual à carga iônica líquida
3. A carga de uma molécula ou íon poliatômico é igual à soma dos estados de oxidação de todos 
os átomos constituintes, o que permite determinar valores desconhecidos se os estados de 
oxidação de todas as outras espécies forem conhecidos
4. O hidrogênio tem estado de oxidação de +1; o oxigênio tem estado de oxidação de -2 na 
maioria dos compostos; as exceções incluem alguns hidretos metálicos, onde o hidrogênio tem 
estado de oxidação de -1 devido à eletropositividade do metal, e peróxidos, onde o oxigênio 
tem estado de oxidação de -1
5. Como o flúor é o elemento mais eletronegativo, seu estado de oxidação não muda de -1; 
para os outros halogênios, eles também têm estado de oxidação de -1, exceto quando 
ligados ao oxigênio, nitrogênio ou outro halogênio com maior eletronegatividade
6. Os metais alcalinos geralmente têm um estado de oxidação de +1, enquanto os metais 
alcalinoterrosos geralmente têm um estado de oxidação de +2
60 Química Inorgânica Ambiental para Engenheiros
íon (Fe2+) e o íon férrico (Fe3+), e para distinguir entre os dois, o íon ferroso é 
chamado de ferro (II), e o íon férrico é chamado de ferro (III).
A carga líquida de qualquer composto iônico deve ser zero, o que também 
significa que deve ser eletricamente neutro. Por exemplo, um íon sódio (Na+) é 
emparelhado com um íon cloreto (Cl-), e um íon cálcio (Ca2+) é emparelhado com dois 
íons brometo (Br-). As regras de nomenclatura afirmam que: (i) o cátion (metal) é 
sempre nomeado primeiro com seu nome inalterado e (ii) o ânion (não metal) é 
escrito após o cátion, modificado para terminar em -ide.Em resumo, os compostos 
iônicos podem ser produzidos a partir de uma combinação de um componente iônico 
e um componente aniônico onde as regras estequiométricas e outras são atendidas.
Algumas das cargasdos metais de transição têm nomes latinos específicos. Assim 
como as outras regras de nomenclatura, o íon do metal de transição que possui a 
menor carga tem o nome latino que termina com -nossoe aquele com a carga mais 
alta tem um nome latino que termina com -ic.No entanto, várias exceções se aplicam 
à atribuição de numeral romano: alumínio, zinco e prata. Embora pertençam à 
categoria de metais de transição, esses metais não possuem algarismos romanos 
escritos após seus nomes porque esses metais existem apenas em um íon. Em vez de 
usar algarismos romanos, os diferentes íons também podem ser apresentados em 
palavras simples. O metal é alterado para terminar em -nossoou -ic.
Embora o HF possa ser chamado de fluoreto de hidrogênio, ele recebe um nome 
diferente para enfatizar que é um ácido - uma substância que se dissocia em íons de 
hidrogênio (H+) e ânions em água. Uma maneira rápida de identificar ácidos é ver se 
existe um H (denotando hidrogênio) na frente da fórmula molecular do composto. 
Para nomear ácidos, o prefixohidro-é colocado na frente do não metal modificado 
para terminar com -ic.O estado dos ácidos é aquoso (aq) porque os ácidos são 
encontrados na água. Alguns ácidos binários comuns incluem
HFðgÞ ðfluoreto de hidrogénioº!HFðaqÞ ðacido hidrosulfuricoº 
HBrðgÞ ðbrometo de hidrogênioº!HBrðaqÞ ðácido bromídricoº HClð
gÞ ðcloreto de hidrogênioº!HClðaqÞ ðácido clorídricoº H2SðgÞ ð
sulfato de hidrogênioº!H2SðaqÞ ðácido hidrossulfúricoº
Íons poliatômicos (ou seja, dois ou mais átomos) (Tabela 2.5) são unidos por 
ligações covalentes. Assim, um íon poliatômico, como um íon molecular, é uma 
espécie química carregada composta por dois ou mais átomos que estão ligados 
covalentemente ou compostos por um complexo metálico que pode ser considerado 
como uma unidade única (por exemplo, um grupo funcional). Um exemplo de íon 
poliatômico é o íon hidróxido (OHe),que consiste em um átomo de oxigênio e um
Química Inorgânica 61
Tabela 2.5Íons poliatômicos comuns 
Nome: Cátion Anion Fórmula
Íon de amônio
íon hidrônio
íon acetato
Íon arseniato
íon carbonato
íon hipoclorito
íon clorita
íon clorato
íon perclorato
Íon cromato
íon dicromato
íon cianeto
íon hidróxido
íon nitrito
Íon nitrato
íon oxalato
íon permanganato
Íon fosfato
Íon sulfito
Íon sulfato
íon tiocianato
íon tiossulfato
NH+
H3O+
C2H3O-
4
2
AsO3-
CO2-
4
3
ClO-
ClO-
ClO-
ClO-
CrO2-
2
3
4
4
Cr2O7
CN-
OH-
NÃO-
NÃO-
C2O2
2-
2
3
-
4
MnO-
PO3-
4
4
3
4
ENTÃO2-
ENTÃO2-
SCN-
S2O2-3
átomo de hidrogênio e com carga -1. Da mesma forma, um íon amônio
(NH+4) é composto por um átomo de nitrogênio e quatro átomos de hidrogênio e
tem uma carga resultante de +1.
Os íons poliatômicos são frequentemente úteis no contexto da química ácido-base ou 
na formação de sais. Um íon poliatômico muitas vezes pode ser considerado como o 
conjugado ácido/base de uma molécula neutra. Por exemplo, a base conjugada
de ácido sulfúrico (H2ENTÃO4) é o ânion sulfato de hidrogênio poliatômico (HSO- 4).
Embora possa haver um elemento com carga positiva, como o íon hidrogênio 
(como H+), não está ligado a outro elemento com uma ligação iônica. Isso ocorre 
porque se os átomos formassem uma ligação iônica, ela já teria se tornado um 
composto, não precisando ganhar ou perder elétrons. Os ânions poliatômicos 
têm cargas negativas, enquanto os cátions poliatômicos têm cargas positivas. 
Para especificar corretamente quantos átomos de oxigênio estão no íon, prefixos 
e sufixos são usados.
Uma classe posterior decompostos inorgânicosque surgiu são os líquidos iônicos, 
que são sais no estado líquido ou sais com pontos de fusão inferiores a 100°C
62 Química Inorgânica Ambiental para Engenheiros
Tabela 2.6Propriedades Gerais dos Líquidos Iônicos 
Propriedade Comente
Um sal
Um sal
Ponto de fusão
Ponto de congelamento
Faixa de líquidos
Estabilidade térmica
Viscosidade
Constante dielétrica
Polaridade
Propriedades do solvente
Propriedades catalíticas
Pressão de vapor
O cátion é geralmente grande O 
ânion geralmente é pequeno De 
preferência abaixo de 100°C De 
preferência abaixo de 100°C
> 200°C
Alto
<100 cP
<30
Moderado
Bom
Bom
Baixo a insignificante
(212°F) (Tabela 2.6). Um líquido típico é predominantemente eletricamente neutro, 
enquanto os líquidos iônicos são compostos predominantemente por íons e pares de 
íons de curta duração. Essas substâncias são chamadas de eletrólitos líquidos, 
fundidos iônicos, fluidos iônicos, sais fundidos, sais líquidos ou vidros iônicos. Os 
líquidos iônicos são solventes poderosos e fluidos condutores de eletricidade 
(eletrólitos). Qualquer sal que derreta sem se decompor ou vaporizar geralmente 
produz um líquido iônico. Por outro lado, quando um líquido iônico é resfriado, 
geralmente forma um sólido iônico que pode ser cristalino ou semelhante a vidro. 
Exemplos incluem compostos baseados no cátion 1-etil-3-metilimidazólio (EMIM) e 
incluem (C2H5)(CH3)C3H3N+N(CN)-que derrete a -21°C (-6°F) e brometo de 1-butil-3,5-
dimetilpiridínio, que se torna um vidro abaixo
- 24°C (-11°F).
Líquidos iônicos de baixa temperatura podem ser comparados com soluções 
iônicas, líquidos que contêm íons e moléculas neutras e, em particular, os chamados 
solventes eutéticos profundos, nos quais misturas de substâncias sólidas iônicas e 
não iônicas têm pontos de fusão muito mais baixos do que os puros. compostos. 
Certas misturas de sais de nitrato podem ter pontos de fusão abaixo de 100°C (212°F). 
Por sua pressão de vapor muito baixa, estabilidade de temperatura, não 
inflamabilidade e não corrosividade, os líquidos iônicos são candidatos ideais para 
substituir os solventes orgânicos convencionais, além de serem voláteis e tóxicos para 
a tecnologia de membranas.
Finalmente, umisótopoé uma variante de um elemento químico que difere no 
número de nêutrons no átomo do elemento. Todos os isótopos de um determinado 
elemento têm o mesmo número de prótons em cada átomo, e diferentes isótopos de 
um único elemento ocupam a mesma posição na tabela periódica do elemento.
Química Inorgânica 63
elementos. O número de prótons dentro do núcleo de um átomo (onúmero 
atômico)é igual ao número de elétrons no átomo neutro (não ionizado). Cada 
número atômico identifica um elemento específico, mas não o isótopo; um 
átomo de um dado elemento pode ter uma ampla faixa em seu número de 
nêutrons, e o número denúcleons (prótons e nêutrons) no núcleo é o Número de 
massado átomo, e cada isótopo de um dado elemento tem um número de massa 
diferente. Por exemplo, carbono-12, carbono-13 e carbono-14 são três isótopos 
do elemento carbono com números de massa 12, 13 e 14, respectivamente. O 
número atômico do carbono é 6, o que significa que cada átomo de carbono tem 
6 prótons, de modo que os números de nêutrons desses isótopos são 6, 7 e 8, 
respectivamente.
O termonuclídeorefere-se a um núcleo e não a um átomo.Isótopo (o termo mais 
antigo) é mais conhecido do que o termonuclídeoe ainda às vezes é usado em 
contextos onde o uso do termonuclídeopode ser mais apropriado. Núcleos idênticos 
pertencem a um nuclídeo, por exemplo, cada núcleo do nuclídeo carbono-13 é 
composto por seis prótons e sete nêutrons. o nuclídeoconceito (referindo-se a 
espécies nucleares individuais) enfatiza as propriedades nucleares sobre as 
propriedades químicas, enquanto oisótopoconceito (agrupar todos os átomos de cada 
elemento) enfatiza as propriedades químicas sobre as propriedades nucleares. O 
número de nêutrons tem grandes efeitos nas propriedades nucleares, mas seu efeito 
nas propriedades químicas é insignificante para a maioria dos elementos. Mesmo no 
caso dos elementos mais leves, onde a razão entre o número de nêutrons e o número 
atômico varia mais entre os isótopos, geralmente tem apenas um pequeno efeito, 
embora importe em algumas circunstâncias (para o hidrogênio, o elemento mais leve, 
o efeito do isótopo é grande o suficiente para afetar fortemente a química).
2.3 CLASSIFICAÇÃO DE QUÍMICOS INORGÂNICOS
Com base na composição molecular geral,existem duas classes de produtos 
químicos inorgânicos: (i) produtos químicos inorgânicos simples e (ii) produtos químicos 
inorgânicos complexos. Produtos químicos inorgânicos simples são, por exemplo, 
moléculas que consistem em átomos de um tipo (átomos de um elemento), que, em 
reações químicas, não podem ser decompostos para formar outros produtos químicos. Por 
outro lado, os produtos químicos inorgânicos complexos são moléculas que consistem em 
diferentes tipos de átomos (átomos de diferentes elementos químicos), que, em reações 
químicas, são decompostos com a formação de vários outros produtos químicos. Por isso,
64 Química Inorgânica Ambiental para Engenheiros
Produtos químicos inorgânicos simples Metais
Não-metais
Ácidos
Bases
Óxidos
Sais
Produtos químicos inorgânicos complexos
No entanto, não existe uma linha nítida de demarcação entre metais e não metais, uma 
vez que substâncias simples apresentam propriedades duais. Por outro lado, os produtos 
químicos inorgânicos também foram classificados com base no fato de que existem dois 
tipos de compostos inorgânicos que podem ser formados: (i) compostos iônicos e (ii) 
compostos moleculares. No entanto, nomenclatura e classificação é o processo de 
identificação de compostos químicos com nomes diferentes para que possam ser 
facilmente classificados como produtos químicos separados.
No sentido mais amplo, os produtos químicos inorgânicos são classificados de 
uma maneira que exclui qualquer coisa além de moléculas biológicas, exceto 
compostos biinorgânicos, derivados de hidrocarbonetos e outros produtos químicos 
semelhantes à base de carbono. Os compostos inorgânicos, devido à falta de ligações 
químicas à base de carbono, geralmente são muito simples. No entanto, simplicidade 
ou não, do ponto de vista prático, os produtos químicos inorgânicos são baseados em 
elementos químicos que são classificados pela tabela periódica.Fig. 2.1,Tabelas 2.7e
2,8) e compostos de origem mineral (Tabelas 2.9e2.10) que não contêm carbono em 
sua estrutura molecular e são tipicamente baseados nos produtos químicos mais 
abundantes na Terra: oxigênio, silício, alumínio, ferro, cálcio, sódio, potássio e 
magnésio. A síntese inorgânica, o processo de síntese de compostos químicos 
inorgânicos, é usada para produzir muitos compostos químicos inorgânicos básicos. 
Por exemplo, um pigmento inorgânico é um óxido metálico natural ou sintético, 
sulfeto ou outro sal que é calcinado durante o processamento a 1200-2100°F 
(650-1150°C). Os pigmentos inorgânicos têm excelente estabilidade ao calor, 
estabilidade à luz, resistência às intempéries e resistência à migração. Esses 
compostos são amplamente utilizados em muitas aplicações, incluindo galvanoplastia, 
fundição de corante e precisão, destilação de álcool e fabricação de papel. Dióxido de 
enxofre (SO2) e derivados de sulfito (dENTÃO3) são produtos químicos inorgânicos 
usados como conservantes. Compostos inorgânicos também são usados como 
aditivos alimentares, inseticidas, conservantes de madeira e antissépticos.
De acordo com as propriedades físicas e químicas compartilhadas, os elementos 
podem ser classificados nas principais categorias de (i) metais, (ii) metalóides e (iii) não 
metais. Os metais são geralmente elementos sólidos brilhantes e altamente condutores que 
formam ligas uns com os outros e compostos iônicos semelhantes a sais com
Química Inorgânica 65
Tabela 2.7Forma tabular da tabela periódica mostrando os componentes iônicos 
Grupo Descrição Exemplos
Metais alcalinos Grupo 1 da tabela periódica Lítio (Li)
Sódio (Na)
Potássio (K)
Rubídio (Rb)
Césio (Cs)
Frâncio (Fr)
Berílio (Be)
Magnésio (Mg)
Cálcio (Ca)
Estrôncio (Sr)
Bário (Ba)
Rádio (Ra)
Boro (B)
Silício (Si)
Germânio (Gê)
Arsênico (As)
Antimônio (Sb)
Telúrio (Te)
Polônio (Po)
Hidrogênio (H)
Carbono (C)
Nitrogênio (N)
Fósforo (P)
Oxigênio (O)
Enxofre (S)
Selênio (Se)
Prata (Ag)
Ouro (Au)
Platina (Pt)
Ferro (Fe)
Titânio (Ti)
Alumínio (Al)
Gálio (Ga)
Índio (In)
Estanho (Sn)
Tálio (Tl)
Chumbo (Pb)
Bismuto (Bi)
Escândio
Ítrio
Lantanídeos
Terras alcalinas Grupo 2 da tabela periódica
Metalóides Semimetais que não podem ser claramente definidos
como metal ou não metal
Não-metais Elementos que são maus condutores com
baixa densidade e ponto de fusão
Transição
metais
Grupos 3-10 da tabela periódica
Outros metais Grupos 13, 14 e 15 do periódico
tabela
Terras raras Uma coleção de 17 elementos
66 Química Inorgânica Ambiental para Engenheiros
Tabela 2.8Forma Tabular da Tabela Periódica Mostrando Componentes Aniônicos 
Grupo Descrição Exemplos
Halogênios Grupo 17 da tabela periódica Flúor (F)
Cloro (Cl)
Bromo (Br)
Iodo (I)
Astatina (At)
Hidrogênio (H)
Carbono (C)
Nitrogênio (N)
Fósforo (P)
Oxigênio (O)
Enxofre (S)
Selênio (Se)
Boro (B)
Silício (Si)
Germânio (Gê)
Arsênico (As)
Antimônio (Sb)
Telúrio (Te)
Polônio (Po)
Boratos (BO3,4) 
Bromatos (BrO3) 
Carbonatos (CO3) 
Cloratos (ClO3) 
Cianatos (NCO)
Nitratos (NÃO3) 
Fosfatos (PO4) 
Silicatos (SiO4) 
Sulfatos (SO4) 
Cianetos (CN)
Hidróxidos (OH)
Não-metais Elementos que são maus condutores com
baixa densidade e ponto de fusão
Metalóides Semimetais que não podem ser claramente
definido como um metal ou 
um ametal
Oxoânions Compostos que contêm um simples
ânion poliatômico incorporando 
oxigênio
Outro
não metais (além dos gases nobres - hélio, neônio, argônio, criptônio, xenônio e 
radônio). A maioria dos não-metais são gases isolantes coloridos ou incolores e 
os não-metais que formam compostos com outros não-metais apresentam 
ligação covalente (elétron compartilhado). Entre os metais e os não metais estão 
os metalóides, que possuem propriedades intermediárias ou propriedades 
mistas.Silberberg, 2006; Emsley, 2011).
Metais e não metais podem ser divididos em subcategorias que mostram 
uma transição de propriedades metálicas (no lado esquerdo da tabela) para 
propriedades não metálicas (no lado direito da tabela). Os metais
Q
uím
ica Inorgânica
67
Tabela 2.9Alguns elementos e minerais comuns
Alumínio O elemento metálico mais abundante na crosta terrestre. O alumínio se origina como um óxido chamado alumina.
O minério de bauxita é a principal fonte de alumínio e deve ser importado da Jamaica, Guiné, Brasil e 
Guiana. Usado em transporte (automóveis), embalagem, construção/construção, elétrica, máquinas e 
outros usos
Um elemento nativo; o metal antimônio é extraído do minério de estibnita e outros minerais. Usado como endurecedor
ligas para chumbo, especialmente acumuladores e revestimentos de cabos; também usado em metal de rolamento, tipo de metal, 
solda, tubos e folhas colapsáveis, chapas e tubos e tecnologia de semicondutores. O antimônio é usado como retardante de 
chama, em fogos de artifício, e os sais de antimônio são usados nas indústrias de borracha, química e têxtil, medicina e 
fabricação de vidro.
Um metal pesado contido em barita. Usado como aditivo pesado na perfuração de poços de petróleo; no papel e borracha
indústrias; como enchimento ou extensor em tecidos, tintas e produtos plásticos; em radiografia (muitas vezes conhecido como 
batido de bário);como desoxidante para cobre; uma vela de ignição em ligas; e na fabricação de pigmentos brancos caros
Rocha composta por óxidos de alumínio hidratados. Nos Estados Unidos, é convertido principalmente em alumina
(Al2O3)
Usado na indústria nuclear e para fazer ligas leves e muito fortes usadas na indústria aeronáutica. Berílio
os sais são usados em lâmpadas fluorescentes, em tubos de raios X e como desoxidante na metalurgia do bronze. Berilo é a 
pedra preciosa esmeralda e água-marinha. É usado em computadores, produtos de telecomunicações, aplicações aeroespaciais e 
de defesa, eletrodomésticos e automotivos e eletrônicos de consumo. Também usado em equipamentos médicos
Os Estados Unidos consomem cerca de 6% da produção mundial de minério de cromita em diversas formas de importação
como minério de cromita, produtos químicos de cromita, ferroligas de cromo, metal de cromo e aço inoxidável.Usado como liga e em produtos de aço inoxidável e resistentes ao calor. Utilizado em indústrias químicas e 
metalúrgicas (instalações cromadas, etc.)
Antimônio
Bário
Bauxita
Berílio
Cromita
Contínuo
68
Q
uím
ica Inorgânica Am
biental para Engenheiros
Tabela 2.9Alguns Elementos e Minerais Comuns—cont.
Argila Utilizado em pisos e azulejos como absorvente, em saneamento, perfuração de lama, colagem de areia de fundição, peletização de ferro,
tijolo, agregado leve e cimento. É produzido em 40 estados. Bola de argila é usada em pisos e azulejos. A bentonita é usada para 
lama de perfuração, absorvente de resíduos de animais de estimação, pelotização de minério de ferro e ligação de areia de 
fundição. O caulim é usado para revestimento e enchimento de papel, produtos refratários, fibra de vidro, tinta, borracha e 
fabricação de catalisadores. A argila comum é usada em tijolos, agregados leves e cimento
Usado principalmente em superligas para motores de turbina a gás de aeronaves, em carbonetos cimentados para ferramentas de corte e
aplicações resistentes ao desgaste, produtos químicos (secadores de tinta, catalisadores e revestimentos 
magnéticos) e ímãs permanentes. Os Estados Unidos têm recursos de cobalto em Minnesota, Alasca, Califórnia, 
Idaho, Missouri, Montana e Oregon. A produção de cobalto vem principalmente do Congo, China, Canadá, 
Rússia, Austrália e Zâmbia
Usado na construção civil, produtos elétricos e eletrônicos (cabos e fios, interruptores, encanamentos,
e aquecimento); equipamento de transporte; coberturas; máquinas químicas e farmacêuticas; ligas (latão, 
bronze e berílio ligados com cobre são particularmente resistentes à vibração); ligas fundidas; revestimentos 
protetores galvanizados e subcapas para níquel, cromo e zinco. Mais recentemente, o cobre está sendo utilizado 
em equipamentos médicos devido às suas propriedades antimicrobianas. Os Estados Unidos têm minas no 
Arizona, Utah, Novo México, Nevada e Montana. Os principais produtores são Chile, Peru, China, Estados Unidos 
e Austrália
Um mineral formador de rocha; industrialmente importante nas indústrias de vidro e cerâmica; padrão e louças esmaltadas;
sabonetes; liga para discos abrasivos; cimentos; composições isolantes; fertilizante; materiais de cobertura alcatroados; 
e como colagem, ou enchimento, em têxteis e papel. Em cerâmica e vidro, o feldspato funciona como um fluxo. Os usos 
finais do feldspato nos Estados Unidos incluem vidro (70%) e cerâmica e outros usos (30%)
Utilizado na produção de ácido fluorídrico, que é utilizado na cerâmica, cerâmica, óptica, galvanoplastia,
e indústrias de plásticos; no tratamento metalúrgico da bauxita; como fundente em fornos de aço de lareira aberta e na 
fundição de metais; em eletrodos de carbono; rodas de esmeril; soldadores de arco elétrico; pasta de dentes; e pigmento 
de tinta. É um ingrediente chave no processamento de alumínio e urânio
Cobalto
Cobre
Feldspato
Fluorita (fluorita)
Q
uím
ica Inorgânica
69
Gálio O gálio é usado em circuitos integrados, diodos emissores de luz (LEDs), fotodetectores e células solares. Tem um
novo uso na quimioterapia para alguns tipos de câncer. Os circuitos integrados são usados em aplicações de 
defesa, computadores de alto desempenho e telecomunicações. Dispositivos optoeletrônicos foram usados em 
áreas como aeroespacial, bens de consumo, equipamentos industriais, equipamentos médicos e 
telecomunicações. As principais fontes são Alemanha, Reino Unido, China e Canadá
Usado em joias e artes; odontologia e medicina; em medalhões e moedas; em lingotes como reserva de valor; por
instrumentos científicos e eletrônicos; como eletrólito na indústria de galvanoplastia. Minado no Alasca e 
vários estados ocidentais. Os principais produtores são China, Austrália, Estados Unidos, Rússia e Canadá
Processado e utilizado como reboco pré-fabricado ou reboco industrial ou de construção; usado em cimento
manufatura, agricultura e outros usos
Usado na dieta humana e animal, tempero de alimentos e conservação de alimentos; usado para preparar sódio
hidróxido, carbonato de sódio, soda cáustica, ácido clorídrico, cloro, sódio metálico; usado em esmaltes cerâmicos; 
metalurgia, cura de couros; águas minerais; fabricação de sabão; amaciadores de água domésticos; degelo de rodovias; 
fotografia; em equipamentos científicos para peças ópticas. Monocristais usados para espectroscopia, transmissão 
ultravioleta e infravermelha
O óxido de índio e estanho é usado para fins de condutividade elétrica em dispositivos de tela plana - mais comumente em
telas de cristal líquido (LCDs). Também é usado em soldas, ligas, compostos, componentes elétricos, 
semicondutores e pesquisas. O minério de índio não é recuperado de minérios nos Estados Unidos; A China é o 
principal produtor. Também é produzido no Canadá, Japão e Bélgica
Usado para fabricar aços de vários tipos. Ferro em pó, utilizado em produtos metalúrgicos, ímãs,
núcleos de alta frequência, autopeças, catalisador. Ferro radioativo (Fe59), em medicina e elementos traçadores em 
pesquisas bioquímicas e metalúrgicas. Azul ferro, em tintas, tintas de impressão, plásticos, cosméticos e tingimento de 
papel. Óxido de ferro preto, como pigmento, em compostos de polimento, metalurgia, medicina e tintas magnéticas. A 
maior parte da produção dos EUA é de Michigan e Minnesota. China, Austrália, Brasil e Rússia são os maiores produtores
Ouro
Gesso
Halita (cloreto de sódio—
sal)
índio
Minério de ferro
Contínuo
70
Q
uím
ica Inorgânica Am
biental para Engenheiros
Tabela 2.9Alguns Elementos e Minerais Comuns—cont.
Conduzir Usado em baterias de chumbo-ácido, aditivos de gasolina (agora sendo eliminados) e tanques e soldas, vedações ou
consequência; aplicações elétricas e eletrônicas; Tubos de TV e vidro, construção, comunicações e revestimentos 
de proteção; lastro ou pesos; cerâmica ou cristal; Blindagem de raios X e radiação gama; material de 
insonorização na indústria da construção; e munição. As baterias do tipo industrial são usadas como fonte de 
equipamentos de energia ininterrupta para redes de computadores e telecomunicações e energia móvel. As 
minas dos EUA lideram principalmente no Missouri, mas também no Alasca e Idaho
Os compostos são usados em cerâmica e vidro, baterias, graxas lubrificantes, tratamento de ar, em
produção de alumínio, na fabricação de lubrificantes e graxas, propulsores de foguetes, síntese de vitamina A, 
solda de prata, baterias e remédios. As baterias de íons de lítio tornaram-se um substituto para as baterias de 
níquel-cádmio em dispositivos eletrônicos portáteis. Há uma operação de salmoura em Nevada. Austrália, Chile 
e China são os principais produtores
O minério é essencial para a produção de ferro e aço. Também utilizado na fabricação de ferroligas de manganês.
Os usos finais de construção, maquinário e transporte são responsáveis pela maior parte do consumo de manganês 
nos Estados Unidos. O minério de manganês não é produzido nos Estados Unidos desde 1970. Os principais produtores 
são África do Sul, Austrália, China, Gabão e Brasil
Micas geralmente ocorrem como flocos, escamas ou pedaços. A mica moída é usada em tintas, como cimento para juntas, como
agente de pulverização, em lamas de perfuração de poços de petróleo e em plásticos, telhados, borracha e varetas de solda. Folha 
de mica é fabricada em peças para equipamentos eletrônicos e eletrônicos. China e Rússia são os principais produtores Usado em 
ligas de aço para fabricar peças automotivas, equipamentos de construção e tubos de transmissão de gás;
aços inoxidáveis; aços ferramenta; ferros fundidos; superligas; e produtos químicos e lubrificantes. Como metal puro, o 
molibdênio é usado por causa de suas altas temperaturas de fusão (2610°C, 4730°F) como suportes de filamentos em 
lâmpadas, matrizes metalúrgicas e peças de fornos. Os principais produtores são China, Estados Unidos, Chile e Peru
Vital como liga ao aço inoxidável; desempenha um papel fundamental nas indústriasquímica e aeroespacial. Os usos finais foram
transporte, produtos metálicos fabricados, equipamentos elétricos, indústrias de petróleo e química, 
eletrodomésticos e máquinas industriais. Os principais produtores são Filipinas, Indonésia, Rússia, 
Austrália e Canadá
Lítio
Manganês
Mica
Molibdênio
Níquel
Q
uím
ica Inorgânica
71
Perlita A perlita expandida é usada em produtos de construção civil, como placas de isolamento de telhado; como enchimentos, para
agregado de horticultura e auxiliares de filtragem. É produzido no Novo México e outros estados ocidentais e é 
processado em mais de 20 estados. Os principais produtores são Estados Unidos, Grécia e Turquia
Inclui platina, paládio, ródio, irídio, ósmio e rutênio. Comumente ocorrem juntos em
natureza e estão entre os mais escassos dos elementos metálicos. A platina é utilizada principalmente em catalisadores 
para controle de emissões de automóveis e plantas industriais; em joias; em catalisadores para produzir ácidos, 
produtos químicos orgânicos e produtos farmacêuticos. PGMs usados em buchas para fabricação de fibras de vidro são 
usados em plástico reforçado com fibra e outros materiais avançados, em contatos elétricos, em capacitores, em filmes 
condutores e resistivos usados em circuitos eletrônicos e em ligas odontológicas usadas para fazer coroas e pontes. 
África do Sul, Rússia, Estados Unidos e Canadá são os principais produtores
Usado para produzir ácido fosfórico para fertilizantes fosfatados amonizados, aditivos alimentares para gado,
fósforo elementar e uma variedade de produtos químicos de fosfato para consumidores industriais e domésticos. A 
produção dos EUA ocorre na Flórida, Carolina do Norte, Idaho e Utah
Um carbonato de potássio; usado como fertilizante, na medicina, na indústria química e para produzir
efeitos de cores decorativas em latão, bronze e níquel. Os principais produtores são Canadá, Rússia e 
Bielorrússia
Usado na fabricação de enxofre, ácido sulfúrico e dióxido de enxofre; pellets de pó de pirita prensado são usados para
recuperar ferro, ouro, cobre, cobalto e níquel; usado para fazer jóias baratas
Como cristal, o quartzo é usado como uma pedra semipreciosa. As variedades cristalinas incluem ametista, citrino, rosa
quartzo, quartzo fumê, etc. As formas criptocristalinas incluem ágata, jaspe e ônix. Devido às suas propriedades 
piezoelétricas, o quartzo é usado para manômetros, osciladores, ressonadores e estabilizadores de ondas; devido à sua 
capacidade de girar o plano de polarização da luz e sua transparência em raios ultravioleta, é usado em lâmpadas de 
raios de calor, prismas e lentes espectrográficas. Também usado na fabricação de vidro, tintas, abrasivos, materiais 
refratários e instrumentos de precisão
Metais do grupo da platina
(PGM)
Rocha de fosfato
Potassa
Pirita
Quartzo (sílica)
Contínuo
72
Q
uím
ica Inorgânica Am
biental para Engenheiros
Tabela 2.9Alguns Elementos e Minerais Comuns—cont.
Elementos de terras raras
(lantânio, cério,
praseodímio,
neodímio,
promécio, samário,
európio, gadolínio,
térbio, disprósio,
hólmio, érbio,
itérbio de túlio e
lutécio)
Sílica
Usado principalmente em catalisadores de craqueamento de fluido de petróleo, aditivos e ligas metalúrgicas, polimento de vidro e
cerâmicas, ímãs permanentes e fósforos. Estima-se que 40 libras de terras raras sejam usadas em um carro 
híbrido para bateria recarregável, motor de ímã permanente e sistema de frenagem regenerativa. Os Estados 
Unidos agora têm uma mina de terras raras (bastnasite) na Califórnia. Mais de 85% da produção global está na 
China
Os produtores de alumínio e ligas de alumínio e a indústria química são os principais usuários do silício metálico.
A sílica também é usada na fabricação de chips de computador, vidro e materiais refratários; cerâmica; abrasivos; 
filtração de água; componente de cimentos hidráulicos; enchimento em cosméticos, farmacêuticos, papel, inseticidas; 
agente antiaglomerante em alimentos; agente de alisamento em tintas; isolante térmico; e células fotovoltaicas. A China 
é o maior produtor
Usado em moedas e medalhas, dispositivos elétricos e eletrônicos, aplicações industriais, joias, talheres e
fotografia. As propriedades físicas da prata incluem ductilidade, condutividade eletrônica, maleabilidade e refletividade. 
Utilizado em cubas de revestimento e outros equipamentos para vasos de reação química e destilação de água; um 
catalisador na fabricação de etileno; espelhos; chapeamento de prata; talheres de mesa; equipamentos odontológicos, 
médicos e científicos; rolamentos metálicos; enrolamentos magnéticos; ligas de brasagem e solda. Também usado em 
conversores catalíticos, capas de celular, eletrônicos, placas de circuito, bandagens para tratamento de feridas e 
baterias. A prata é produzida nos Estados Unidos em mais de 30 bases e minas de metais preciosos principalmente no 
Alasca e Nevada. Os principais produtores globais incluem México, China, Peru, Chile, Austrália, Bolívia e Estados Unidos
Utilizado na fabricação de recipientes de vidro; em fibra de vidro e vidro especial; também, utilizado na produção de vidro plano;
em detergentes líquidos; Em medicina; como aditivo alimentar; fotografia; compostos de limpeza e caldeira; 
Controle de pH da água. A maior parte da produção de trona nos Estados Unidos vem de Wyoming
Prata
Carbonato de sódio (soda
cinza ou trona)
Q
uím
ica Inorgânica
73
Enxofre Utilizado na fabricação de ácido sulfúrico, fertilizantes, refino de petróleo; e mineração de metais. Elementar
enxofre e ácido sulfúrico subproduto foram produzidos em mais de 100 operações em 26 estados e nas Ilhas 
Virgens. Estados Unidos, Canadá, China e Alemanha são os principais produtores
Um metal refratário com propriedades elétricas, químicas e físicas únicas usado para produzir
componentes e capacitores de tântalo (em eletrônicos automotivos, pagers, computadores pessoais e telefones 
portáteis) e para metais de tântalo de alta pureza em produtos que variam de sistemas de armas a supercondutores; 
ferramentas de alta velocidade; catalisador; suturas e implantes corporais; circuitos eletrônicos; e componentes de filme 
fino. Usado em vidro óptico e dispositivos de galvanoplastia. Os principais produtores são Moçambique, Brasil e Congo
Os concentrados minerais de titânio são usados principalmente por produtores de pigmentos de dióxido de titânio. Um pequeno
quantidade é usada em revestimentos de hastes de solda e na fabricação de carbonetos, produtos químicos e 
metais. É produzido na Flórida e na Virgínia. Os principais países produtores são África do Sul, Austrália, Canadá 
e China
Titânio e dióxido de titânio são usados em aplicações aeroespaciais (em motores a jato, fuselagens e
aplicações de mísseis). Também é usado em armaduras, processamento químico, marítimo, médico, geração de 
energia, artigos esportivos e outras aplicações não aeroespaciais. O metal esponja de titânio foi produzido em 
três operações em Nevada e Utah. Os principais produtores globais são China, Japão, Rússia e Cazaquistão Mais 
da metade do tungstênio consumido nos Estados Unidos foi usado em peças de metal duro para
corte e materiais resistentes ao desgaste, principalmente nas indústrias de construção, metalurgia, mineração e 
perfuração de petróleo e gás. O tungstênio restante foi consumido para fazer ligas pesadas de tungstênio para 
aplicações que exigem alta densidade; eletrodos, filamentos, fios e outros componentes para aplicações elétricas, 
eletrônicas, de aquecimento, iluminação e soldagem; aços, superligas e ligas resistentes ao desgaste; e produtos 
químicos para diversas aplicações. A China é de longe o maior produtor. Rússia, Canadá, Áustria e Bolívia também 
produzem tungstênio
Quase 20% da eletricidade da América é produzida usando urânio na geração nuclear. Também é usado para
medicina nuclear, datação atômica, alimentação de submarinos nucleares e outros usos no sistema de defesa dos 
EUA
Tântalo
Titânio
Tungstênio
Urânio
Contínuo
74Q
uím
ica Inorgânica Am
biental para Engenheiros
Tabela 2.9Alguns Elementos e Minerais Comuns—cont.
Vanádio O uso metalúrgico, principalmente como agente de liga para ferro e aço, foi responsável por cerca de 93% do
consumo doméstico de vanádio. Dos outros usos do vanádio, o principal uso não metalúrgico foi em 
catalisadores para a produção de anidrido maleico e ácido sulfúrico. China, África do Sul e Rússia são os 
maiores produtores
Usado em ração animal, cama de gato, cimento, aquicultura (incubadoras de peixes para remoção de amônia do
agua); amaciador de água e purificação; em catalisadores; controle de odor; e para remover íons radioativos de 
efluentes de usinas nucleares
Do total de zinco consumido nos Estados Unidos, cerca de 55% é usado em galvanização, 21% em
ligas, 16% em latão e bronze e 8% em outros usos. Compostos de zinco e poeira foram usados principalmente pela 
agricultura, química, tintas e indústrias de borracha. Os principais coprodutos da mineração e fundição de zinco, em 
ordem decrescente de tonelagem, foram chumbo, ácido sulfúrico, cádmio, prata, ouro e germânio. O zinco é usado 
como revestimento protetor em aço, como fundição sob pressão, como metal de liga com cobre para fazer latão e como 
compostos químicos em borracha e tintas; chapas de zinco e ferro galvanizado; galvanoplastia; pulverização de metais; 
partes automotivas; fusíveis elétricos; ânodos; pilhas secas; nutrição; produtos químicos; calha do telhado; placas de 
gravador; envolvimentos de cabos; tubos de órgãos; e centavos. Óxido de zinco usado em medicina, tintas, borracha 
vulcanizada e protetor solar. Pó de zinco usado para primers, tintas, e precipitação de metais nobres e remoção de 
impurezas da solução em eletroextração de zinco. A produção dos EUA está em três estados e 13 minas. Os principais 
produtores são China, Austrália, Peru e Estados Unidos
Zeólitos
Zinco
O Serviço Geológico dos Estados Unidos, Fatos Sobre Minerais (Associação Nacional de Mineração); Instituto de Informação Mineral; Administração de Informação Energética.
Química Inorgânica 75
Tabela 2.10Minerais e usos comuns
Bauxita
Bórax
Alumínio, papel alumínio e peças de avião
Sabonetes antissépticos, fluxo de solda ou limpador (encontrado em
leitos de lagos)
Medicina, pasta de dente, construção. Materiais (água dura
depositar fundos marinhos antigos) Tubos, 
fios elétricos e esculturas Ferramentas de corte/
lâminas/serras
Cerâmica e porcelana, cores em granitos (não preto) Fonte 
de chumbo
Lápis, lubrificante em máquinas Placa 
de parede, gesso de Sal de Paris
fonte de ferro
Jóias, figurinhas
Fonte de ferro (ao redor de Cedar City, Utah) 
Material branco e cinza em isoladores elétricos
Fabricação de vidro, rádios, computadores e eletrônicos
equipamento
Jóias, fotografia e equipamentos elétricos Fungicidas, mata 
bactérias, vulcaniza borracha, em carvão e
combustíveis, fertilizantes
Talco de bebê, pedra-sabão, ginástica para agarrar barras
Calcita
Cobre
Diamante
Feldspato
Galena
Grafite
Gesso
Halita
Hematita
Jade
Limonote/taconite
Moscovita (mica)
Quartzo (tipo maciço),
cristal de quartzo
Prata
Enxofre
Talco
são subdivididos em metais alcalinos altamente reativos para metais alcalino-terrosos 
menos reativos, os elementos lantanídeos (elementos 59-70, inclusive) e os elementos 
actinídeos (elementos 89-102, inclusive) e terminando nos metais pós-transição física 
e quimicamente fracos. Os não-metais são simplesmente subdivididos em não-metais 
poliatômicos, os quais, estando mais próximos dos metalóides, apresentam algum 
caráter metálico. Em seguida, seguem os não-metais diatômicos e os gases nobres 
monoatômicos não-metálicos que são quase completamente inertes. Outros 
esquemas de classificação são possíveis, como a divisão dos elementos em categorias 
de ocorrência mineralógica ou estrutura cristalina.
Além dos elementos, existem vários tipos (ou grupos) importantes de 
compostos inorgânicos, incluindo (i) compostos bioinorgânicos, que incluem 
compostos naturais e sintéticos que contêm elementos metálicos ligados a 
proteínas e outras químicas biológicas; (ii) compostos de agrupamento, que são 
conjuntos de átomos ligados e são intermediários em tamanho molecular, 
tipicamente maiores que uma molécula; (iii) compostos de coordenação onde o 
íon central, tipicamente o íon de um metal de transição, é
76 Química Inorgânica Ambiental para Engenheiros
cercado por um grupo de ânions ou moléculas carregadas; (iv) compostos 
organometálicos que incluem átomos de carbono ligados diretamente a um íon 
metálico; e (v) estado sólido, que constituem uma classe diversa de compostos que 
são sólidos em temperatura e pressão padrão e exibem propriedades únicas como 
semicondutores.
Os produtos químicos inorgânicos existem como gases, líquidos (incluindo 
coloides, emulsões ou dispersões) ou sólidos (pó, sólidos a granel, como pellets, 
flocos ou grânulos), mas normalmente não são classificados com base no estado 
físico do composto (gás , líquido ou sólido), mas mais em dados baseados nas 
propriedades químicas e físicas dos produtos químicos (Tabela 2.11). 
Normalmente, à temperatura e pressão ambiente, gases e líquidos assumem a 
forma do recipiente na fase de massa em que estão contidos, enquanto os 
sólidos têm formas e volumes definidos e são mantidos juntos por fortes
Tabela 2.11Propriedades Físicas Comuns Importantes de Compostos Inorgânicos
Estado: Gás
Densidade
Temperatura crítica, pressão crítica (para liquefação) 
Solubilidade em água, solventes selecionados
Limite de odor
Cor
Coeficiente de difusão
Estado: Líquido
Relação pressão-temperatura de vapor 
Densidade; Gravidade Específica
Viscosidade
Miscibilidade com água, solventes selecionados 
Odor
Cor
Coeficiente de expansão térmica 
Tensão interfacial
Estado: Sólido
Ponto de fusão
Densidade
Odor
Solubilidade em água, solventes 
selecionados Coeficiente de expansão 
térmica Dureza/flexibilidade
Distribuição do tamanho das partículas/forma física, como pó fino, grânulos, pellets, grumos 
Porosidade
Química Inorgânica 77
forças intermoleculares e interatômicas. Para muitos produtos químicos inorgânicos sólidos, essas 
forças são fortes o suficiente para manter os átomos em um estado cristalino ordenado definido, 
enquanto alguns sólidos têm pouca ou nenhuma estrutura cristalina e permanecem 
desordenados (amorfos).
Os gases inorgânicos têm forças atrativas mais fracas entre as moléculas 
individuais e, portanto, difundem-se rapidamente e assumem a forma do recipiente, 
mas o volume do gás é afetado pela temperatura e pressão (muitas vezes definida 
pelo tamanho do recipiente). Por outro lado, as moléculas dos líquidos inorgânicos 
são separadas por distâncias relativamente pequenas (em comparação com os gases), 
e as forças atrativas entre as moléculas tendem a se manter firmes dentro de um 
volume definido (o tamanho fixo do recipiente) a uma temperatura controlada. Assim, 
os solventes inorgânicos são compostos em que as moléculas estão muito mais 
próximas do que em um gás e as forças intermoleculares são, portanto, relativamente 
fortes.
Os compostos inorgânicos são classificados de acordo com a 
presença de grupos funcionais na molécula (como um grupo 
nitrato, NO3, ou um grupo sulfato, SO4) e o grupo funcional 
normalmente dita o comportamento do composto inorgânico no 
ambiente. Não interfira. Embora não seja geralmente abordado 
no campo da química inorgânica na mesma medida que os 
grupos funcionais no campo da química orgânica (Patrick, 2004; 
Smith, 2013; Speight, 2017a), o conceito de grupos funcionais em 
química inorgânica é importante e é um meio de classificar a 
estrutura de compostos inorgânicos e de prever propriedades 
físicas e químicas.
De fato, um grupo funcional é qualquer átomo ou coleção de átomos que é capaz 
ou reage com uma espécie reativa para produzir um produto. Um grupo funcional 
também é capaz de afetar as propriedades da molécula não funcional original na qual 
o grupo ocorre. Além disso, um grupofuncional é a parte de uma molécula inorgânica 
- ou o cátion (o íon carregado positivamente) ou o ânion (o íon carregado 
negativamente) que contém um átomo ou um grupo de átomos que formam uma 
entidade funcional na qual todos os átomos nessa entidade contribuem coletivamente 
para as propriedades (por exemplo,Tabela 2.12).
De um sentido químico estrito, os produtos químicos inorgânicos podem ser 
classificados de acordo com vários critérios diferentes, e um método amplamente 
utilizado é baseado nos elementos específicos presentes (que está relacionado ao 
grupo funcional presente, mas nem sempre tratado como uma classificação de grupo 
funcional). Por exemplo, óxidos contêm um ou mais átomos de oxigênio, hidretos 
contêm um ou mais átomos de hidrogênio e haletos contêm um ou mais átomos
78
Q
uím
ica Inorgânica Am
biental para Engenheiros
Tabela 2.12Exemplos da reatividade variável de cátions metálicos em química inorgânica
Periódico
Tabela
Grupo
Periódico
Tabela
Período
Reação com
Água
Reação com
Vapor
Reação com
Ácido diluído
Solubilidade em
ÁguaMetal Reação comAr
Sódio
Potássio
Magnésio 2
Cálcio
Ferro
Cobre
1 3 Queima facilmente para formar
óxido
Queima facilmente para formar
óxido
Queima facilmente para formar
óxido
Queima facilmente para formar
óxido
Forma óxido quando
aquecido
Forma óxido quando
aquecido
Sem reação
Sem reação
Forma óxido quando
aquecido
Reação reversível
Queima facilmente para formar
óxido
Forma óxido quando
aquecido
Forma óxido quando
aquecido
Violento
reação
Violento
reação
Sem reação
Violento
reação
Violento
reação
Reação forte
Reação violenta Prontamente
solúvel
Prontamente
solúvel
Com moderação
solúvel
Um pouco
solúvel
Insolúvel
1 4 Reação violenta
3 Reação pronta
2 4 Reação lenta Violento
reação
Reversível
reação
Sem reação
Reação violenta
8 4 Sem reação Reação
11 4 Sem reação Sem reação Insolúvel
Prata
Ouro
Zinco
11
11
12
5
6
4
Sem reação
Sem reação
Sem reação
Sem reação
Sem reação
Reação
Sem reação
Sem reação
Reação
Insolúvel
Insolúvel
Insolúvel
Mercúrio
Alumínio
12
13
6
3
Sem reação
Sem reação
Sem reação
Reação
Sem reação
Reação
Insolúvel
Insolúvel
Lata
Conduzir
14 5 Sem reação Sem reação Reação fraca Insolúvel
14 6 Sem reação Sem reação Reação fraca Insolúvel
VerFig. 2.2.
Química Inorgânica 79
átomos de halogênio. Como o nome sugere, os compostos organometálicos são 
compostos orgânicos ligados a átomos de metal.
Outro esquema de classificação para compostos químicos é baseado nos 
tipos de ligações que o composto contém. Os produtos químicos iônicos contêm 
íons e são mantidos juntos pelas forças atrativas entre os íons de carga oposta; o 
cloreto de sódio (sal comum) é um dos compostos iônicos mais conhecidos. Os 
compostos moleculares contêm moléculas discretas, que são mantidas juntas 
pelo compartilhamento de elétrons (ligação covalente). Exemplos são a água 
(que contém H2O) e fluoreto de hidrogênio (que contém moléculas de HF).
Um terceiro esquema de classificação é baseado na reatividade – especificamente, 
os tipos de reações químicas nas quais os produtos químicos participam. Por 
exemplo, ácidos são compostos que produzem prótons (H+íons) quando dissolvidos 
em água para produzir soluções aquosas e são definidos como doadores de prótons. 
Os ácidos mais comuns são o ácido clorídrico (soluções aquosas de cloreto de 
hidrogênio, HCl), ácido sulfúrico (H2ENTÃO4), ácido nítrico (HNO3) e ácido fosfórico (H3
PO4). Por outro lado, as bases são aceitadoras de prótons; a base mais comum é o íon 
hidróxido (OH-), que reage com um próton (H+) para formar uma molécula de água:
H++OH-!HOHðgeralmente escrito como H2Oº
No entanto, outra forma de classificação inclui os compostos inorgânicos que 
participam das reações de oxidação-redução; A oxidação envolve uma perda de 
elétrons, enquanto a redução envolve um ganho de elétrons. Por exemplo, na 
reação entre sódio metálico e cloro gasoso para formar cloreto de sódio, 
elétrons (p.-) são transferidos de átomos de sódio para átomos de cloro para 
formar Na+e Cl-íons no produto da reação, cloreto de sódio.
2Na + Cl2!2NaCl
Nesta reação, cada átomo de sódio perde um elétron e é assim 
oxidado, e cada átomo de cloro ganha um elétron e é assim reduzido, e 
nesta reação, o sódio é o agente redutor (que fornece os elétrons), e o 
cloro é o agente oxidante (que aceita os elétrons). Os agentes redutores 
mais comuns são os metais, pois tendem a perder elétrons em suas 
reações com não metais, enquanto os agentes oxidantes mais comuns 
são os halogênios: flúor (F2), cloro (Cl2) e bromo (Br2), bem como certos
ânions oxi, como o íon permanganato (MnO-4) e o íon dicromato
(Cr2O7 2-).
80 Química Inorgânica Ambiental para Engenheiros
Finalmente, um aspecto importante da química é o conceito devalência,que é 
usado para determinar a validade de uma reação química. Os números de valência 
(números ou estados de oxidação) são um número importante para todos os 
elementos; a valência de um átomo livre é zero, mas em um composto químico, o 
valor tem algum valor positivo ou negativo. Por exemplo, quando o carbono queima, 
o átomo de carbono tem valência zero e a valência do CO2é +4:
C+O2!CO2
A valência de cada átomo de oxigênio é -2, de modo que a valência 
líquida de CO2é zero, que é o requisito para que a reação química ocorra. O 
aumento do número de valência de 0 para +4 (para o átomo de carbono no 
CO2) é chamada de reação de oxidação. Outro exemplo é a redução de óxido 
de cobre a cobre metálico:
CuO+H2!Cu+H2O
Nesta reação, onde a valência do cobre muda de +2 (inCuO) para zero, ou seja, há 
uma diminuição da valência do cobre Cu nesta reação. Valência e estequiometria (
Seção 2.6, abaixo) estão relacionados pelo equilíbrio de ambos os lados da reação. 
Além disso, a regra de orientação para classificar reações inorgânicas é que um 
elemento é oxidado quando seu número de valência (número de oxidação) aumenta.
Finalmente, para uma reação química, aconstante de equilíbrioé o valor 
do quociente de reação para um sistema em equilíbrio. O quociente de 
reação é a razão entre as concentrações molares dos reagentes e as dos 
produtos, cada concentração sendo elevada à potência igual ao coeficiente 
na equação. Para a reação química hipotética,
A+B$C+D, a constante de equilíbrio,K,é
K¼ ½C½D =½UMA½B
A notação [A] significa a concentração molar da espécie A. Uma 
expressão alternativa para a constante de equilíbrio pode envolver o uso de 
pressões parciais. A constante de equilíbrio pode ser determinada 
permitindo que uma reação atinja o equilíbrio, medindo as concentrações 
dos vários reagentes e produtos em fase de solução ou fase gasosa e 
substituindo esses valores na equação relevante.
Em termos de reatividade ácido-base, oconstante de dissociaçãode um ácidoKumapode 
ser convenientemente expresso em termos de pKumavalor onde pKuma¼-log10 (Kuma/mol 
dm-3). Um similar pode ser derivado para a constante de dissociação de uma base.
Química Inorgânica 81
2.4 A TABELA PERIÓDICA
A tabela periódica é um arranjo tabular dos elementos químicos, 
ordenados pelo número atômico (ou seja, número de prótons no núcleo), a 
configuração eletrônica e as propriedades químicas recorrentes (Figs. 2.1e
2.2). Esta ordenação dos elementos mostra tendências dentro dos elementos 
(referidos comotendências periódicas)como elementos com comportamento 
semelhante na mesma coluna. Além disso, a tabela periódica também mostra blocos 
retangulares de elementos com algumas propriedades químicas aproximadamente 
semelhantes. Em geral, dentro de uma linha (período), os elementos são metais à 
esquerda e não metais à direita.
Em termos de classificação elementar, a tabela periódica é a referência química 
mais importante que existe, na medida em que todos os elementos estão dispostos 
de forma informativa. Assim, os elementos são dispostos da esquerda para a direita e 
de cima para baixo em ordem crescente de número atômico, que geralmente coincide 
com o aumento da massaatômica. As tendências na tabela periódica podem ajudar a 
prever as propriedades de vários elementos e as relações entre as propriedades. 
Assim, a tabela periódica é uma estrutura útil para analisar o comportamento químico 
e, como tal, é amplamente utilizada na química e em outras ciências.Fig. 2.1,Tabelas 
2.7e2,8).
Um grupo elementar (ou família elementar) na tabela é uma coluna 
vertical na tabela periódica. Elementos do mesmo grupo mostram padrões 
de raio atômico, energia de ionização e eletronegatividade. De cima para 
baixo em um grupo, os raios atômicos dos elementos aumentam: como há 
níveis de energia mais preenchidos, os elétrons de valência são encontrados 
mais distantes do núcleo. De cima para baixo, cada elemento sucessivo tem 
uma energia de ionização mais baixa porque é mais fácil remover um 
elétron, já que os átomos estão menos fortemente ligados. Da mesma 
forma, de cima para baixo, os elementos diminuem em eletronegatividade 
devido a uma distância crescente entre os elétrons de valência e o núcleo. 
No entanto, existem exceções a essas tendências. Por exemplo, no grupo 11, 
a eletronegatividade aumenta no grupo. Um período é uma linha horizontal 
na tabela periódica.
Por exemplo, no chamado bloco f, os elementos lantanídeos (elementos 59-70, 
inclusive) e elementos actinídeos (elementos 89-102, inclusive) são duas séries 
horizontais de elementos que seguem tendências significativas. Adotou-se o termo 
lantanídeos, originário do primeiro elemento da série, o lantânio. Esses elementos 
foram inicialmente classificados comoelementos de terras rarasdevido ao fato de que 
foram obtidos por minerais que não estavam prontamente disponíveis e
82 Química Inorgânica Ambiental para Engenheiros
foram classificados comominerais raros.No entanto, isso pode ser enganoso, pois os 
elementos lantanídeos têm uma abundância significativamente alta na Terra e, como 
qualquer outra série de elementos da tabela periódica, os elementos lantanídeos 
compartilham muitas características semelhantes. As características desses elementos 
incluem: (i) semelhança nas propriedades físicas ao longo da série; (ii) a adoção 
principalmente do estado de oxidação +3 que normalmente é encontrado em 
compostos cristalinos; (iii) esses elementos também podem ter um estado de 
oxidação +2 ou +4, embora alguns lantanídeos sejam mais estáveis no estado de 
oxidação +3; (iv) a adoção de números de coordenação superiores a 6 – geralmente na 
faixa de 8 a 9 – em compostos; (v) a tendência de diminuição do número de 
coordenação ao longo das séries; e (vi) uma preferência por elementos mais 
eletronegativos, como ligação ao oxigênio ou flúor. Da mesma forma, os elementos 
lantanídeos têm semelhanças em sua configuração eletrônica, o que explica a maioria 
das semelhanças físicas. Esses elementos são diferentes dos elementos do grupo 
principal pelo fato de terem elétrons no orbital f - daí o nome deelementos do bloco f.
Após o lantânio, a energia do subnível 4f cai abaixo da do subnível 5d. Isso significa 
que o elétron começa a preencher o subnível 4f antes do subnível 5d.
Elementos no mesmo período mostram tendências em raio atômico, energia 
de ionização, afinidade eletrônica e eletronegatividade. Movendo-se da esquerda 
para a direita ao longo de um período, dos metais alcalinos aos gases nobres, o 
raio atômico geralmente diminui. Isso ocorre porque cada elemento sucessivo 
tem um próton e um elétron adicionais, o que faz com que os elétrons sejam 
atraídos para mais perto do núcleo. Essa diminuição no raio atômico também faz 
com que a energia de ionização aumente da esquerda para a direita ao longo de 
um período; quanto mais fortemente ligado um elemento, mais energia é 
necessária para remover um elétron. A eletronegatividade aumenta da mesma 
maneira que a energia de ionização por causa da atração exercida sobre os 
elétrons pelo núcleo. A afinidade eletrônica também mostra uma ligeira 
tendência ao longo de um período:
Devido à importância da camada eletrônica mais externa, as diferentes 
regiões da tabela periódica são às vezes chamadas de blocos, nomeados de 
acordo com a subcamada na qual o “último” elétron reside. Regiões específicas 
da tabela periódica são muitas vezes referidas comoblocosem reconhecimento 
da sequência na qual as camadas eletrônicas dos elementos são preenchidas. 
Cada bloco é nomeado de acordo com a subcamada na qual o “último” elétron 
reside teoricamente. Por exemplo, o bloco s compreende os dois primeiros 
grupos (metais alcalinos e metais alcalino-terrosos) e hidrogênio e hélio. O bloco 
p compreende os últimos seis grupos, que são os grupos 13-18 no grupo IUPAC
Química Inorgânica 83
numeração (3A-8A na numeração de grupo americana) e contém, entre outros 
elementos, todos os metalóides. O bloco d compreende os grupos 3-12 (ou 3B-2B 
na numeração de grupo americana) e contém todos os metais de transição. O 
bloco f, muitas vezes deslocado abaixo do resto da tabela periódica (Fig. 2.1), não 
tem números de grupo e compreende a série de elementos lantanídeos e a série 
de elementos actinídeos.
Geralmente, os metais lantanídeos são macios; sua dureza aumenta ao 
longo da série. A resistividade dos metais lantanídeos é relativamente alta e 
cai na faixa de 29 a 134 μ-ohm cm - esses valores de resistividade podem ser 
comparados com a resistividade de um bom condutor como o alumínio, que 
tem uma resistividade de 2,655 μ-ohm cm . Com exceção do lantânio (La), 
itérbio (Yb) e lutécio (Lu) (que não possuem elétrons f desemparelhados), os 
elementos lantanídeos são altamente paramagnéticos, o que se reflete em 
suas suscetibilidades magnéticas. O gadolínio (Gd) torna-se ferromagnético 
a temperaturas abaixo de 16°C (60,8°F, o ponto Curie). Os restantes 
elementos lantanídeos mais pesados – térbio, disprósio, hólmio, érbio, túlio 
e itérbio – tornam-se ferromagnéticos a temperaturas muito mais baixas.
Os elementos actinídeos também são metais típicos e todos esses elementos, 
embora macios, têm uma cor prateada com tendência a manchar ao ar. Esses 
elementos têm uma densidade e plasticidade relativamente altas. Enquanto alguns 
dos elementos actinídeos podem ser cortados com uma faca, a dureza do tório é 
semelhante à do aço macio, então o tório puro aquecido pode ser enrolado em folhas 
e puxado em arame. O tório é quase a metade da densidade do urânio e do plutônio, 
mas é mais duro do que qualquer um deles. A resistividade elétrica dos elementos 
actinídeos varia entre 15 e 150 μ-ohm cm, e todos são radioativos e paramagnéticos.
2.5 LIGAÇÃO E ESTRUTURA MOLECULAR
Uniãoocorre quando duas partículas podem trocar ou combinar seus 
elétrons externos de tal forma que éenergeticamente favorável.Quando dois 
átomos estão próximos um do outro e seus elétrons são do tipo correto, é mais 
energeticamente favorável que eles se unam e compartilhem elétrons (tornam-
seligado)do que para eles existirem como átomos individuais e separados. 
Quando a ligação é formada, os átomos individuais se combinam para formar 
um composto.
Assim, uma ligação química é uma atração duradoura entre átomos e que 
contribui para a formação (no contexto atual) de substâncias químicas inorgânicas.
84 Química Inorgânica Ambiental para Engenheiros
compostos. A ligação pode resultar do compartilhamento de elétrons como na 
formação de ligações covalentes (como a típica ligação carbono-carbono ou a 
típica ligação carbono-hidrogênio ou da força eletrostática de atração entre 
átomos com cargas opostas). A força de uma ligação química varia 
consideravelmente – existem as chamadas ligações relativamente fortes, como 
ligações covalentes ou iônicas, e as ligações relativamente fortes.laços fracos
como (i) ligações de hidrogênio e (ii) ligações formadas por interações de van der 
Waals (Tabela 2.13).
Tabela 2.13Diferentes tipos de acordos de títulos
Ligação covalente Uma ligação na qual um ou mais elétrons (geralmente um par de
elétrons) são atraídos para o espaço entre os dois núcleos atômicos. 
Essas