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CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA DOS ELEMENTOS. 2.1. HISTÓRICO. Elemento Químico foi definido historicamente como substância que resiste a qualquer processo de decomposição. A partir do século XVI, surgem relações entre a massa atômica e as propriedades atômicas. No início do século XVIII, as propriedades dos elementos e seus compostos já eram razoavelmente conhecidas e semelhanças físicas e químicas se tornaram aparentes . Até o Final do século Elementos Conhecidos XV 12 XVII 14 XVIII 33 XIX 83 Dias de Hoje ~ 117 Mendeleev & Mayer (1869) Trabalhos Simultâneos: I. Elementos organizados em ordem crescente de seus pesos atômicos; II. Em 1869 Meyer demonstra que várias propriedades, tais como : volume molar, constantes físicas, dureza, etc., tinham uma relação direta com o peso atômico; III. Ainda em 1869, Mendeleev publica sua versão da tabela. A época, aproximadamente, 60 elementos eram conhecidos. A tabela continha doze (12) linhas horizontais (séries) e oito (8) colunas (grupos). As colunas eram compostas de elemento com propriedades semelhantes; IV. Espaços vazios foram deixados , D. M. previu a existência dos elementos Gálio e Germânio e com precisão estimou suas propriedades. Tabelas: Mendeleev x Moderna 2.2. APRESENTAÇÃO. i. Lei Periódica: “As propriedades físicas e químicas dos elementos variam periodicamente com os seus nos atômicos”. 1. Dispõe-se em ordem crescente de seus nos atômicos (Z); 2. Elementos alinhados em uma mesma linha vertical apresentam propriedades químicas semelhantes e constituem os dezoito (18) Grupos ou Famílias; 3. Elementos alinhados numa mesma linha horizontal apresentam variação gradual em suas propriedades e formam sete (07) Períodos. Diferente dos grupos, os períodos não têm nomes, são designados somente por números; 4. A tabela se divide em dois grandes blocos: Elementos Representativos e de Transição; 5. Os blocos da tabela são diferenciados pelo último orbital ocupado (s, p, d, f), de acordo com a configuração eletrônica de estado fundamental; os períodos são numerados considerando o no quântico principal e os grupos são indicados pelo total de elétrons da camada de valência. 6. A periodicidade nas propriedades dos elementos é o resultado da periodicidade nas configurações eletrônicas de seus átomos . Os Diferentes Blocos BLOCO GRUPOS PERÍODOS ELEMENTOS ns 1 e 2 1º ao 7º Representativos np 13 a 18 2º ao 7º Representativos nd 3 a 12 4º ao 7º Transição Externa nf 3 6º e 7º Transição Interna ii. Características Gerais dos Elementos Não metais: São quinze (15) os elementos, todos representativos e que compõe 73% da massa da crosta terrestre. Todos apresentam elétrons mais externos em subníveis np e, por apresentarem a camada de valência quase completa, formam ânions com relativa facilidade e são bons isolantes térmicos e elétricos; Metais: Podem ser representativos ou de transição. Formam cátions com relativa facilidade. Suas propriedades gerais são: bons condutores de calor e de eletricidade; maleáveis, dúcteis, têm uma alta refletividade e são brilhantes. Tipicamente são sólidos e com altos pontos de fusão e de ebulição. Semimetais: A tabela atual não adota mais a divisão contendo semimetais, não existe uma linha limite que defina claramente quando o elemento pertence a um ou a outro grupo. Todos, hoje são classificados como não metais, exceto o Ge. Estes átomos são ótimos exemplos de elementos que apresentam relações diagonais em suas propriedades, têm a aparência e algumas propriedades de um metal mais, comportam-se quimicamente, como não metais. Algumas Características dos Elementos de Transição 1. Todos os elementos do bloco d são metais com propriedades intermediárias entre os metais reativos do bloco s e os menos reativos do bloco p (incluindo os metais nobres do grupo 12), por isto o termo transição. Elementos de um mesmo período diferem apenas no número de elétrons d de camadas internas, portanto apresentam propriedades bem similares. São bons condutores de calor e eletricidade, a maioria é maleável, dúctil, tem cor cinza e são lustrosos, com pontos de fusão e ebulição altos; 2. Quando um elemento do bloco d perde elétrons, inicialmente perde elétrons do nível mais externo, ns, para depois perder da camada mais interna, (n-1) d; 3. Formação da Bateria ou Pilha Seca: Inúmeras reações químicas podem ser exploradas neste contexto; manganês, níquel, zinco, prata, cádmio ou mercúrio podem ser encontrados como formadores deste tipo de bateria ou pilha; 4. Suas Propriedades Magnéticas: Gravações magnéticas como disquetes, discos rígidos e fitas magnéticas, cujo revestimento contém óxidos metálicos. Obtenção de magnetos permanentes de alta intensidade, úteis na construção de motores elétricos potentes e compactos, como utilizados na fabricação de eletrônicos, etc; 5. Pigmentos coloridos: Violeta-manganês, amarelo-cromo, azul-cobalto, amarelo-cádmio, azul da Prússia, branco brilhante (TiO2), etc; 6. Emissão de radiação em frequência específica: Os lantanídeos, bastante raros, em especial, formam compostos luminescentes e por isto são utilizados nos tubos de raios catódicos e em televisores a cores; 7. Os actinídeos são todos elementos radioativos. Nenhum dos elementos depois do plutônio tem ocorrência natural na terra em qualquer quantidade significativa. São obtidos em reatores nucleares e aceleradores de partículas. iii. Bloco dos Elementos Representativos: São elementos que apresentam distribuição interna de orbitais completos. Devido a configuração eletrônica, são considerados os mais regulares da T. P. G / P 1 2 13 14 15 16 17 18 1 o 1H 2He 2 o 3Li 4Be 5B 6C 7 N 8O 9F 10Ne 3 o 11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl 18Ar 4 o 19K 20Ca 31Ga 32Ge 33As 34Se 35Br 36Kr 5 o 37Rb 38Sr 49In 50Sn 51Sb 52Te 53I 54Xe 6 o 55Cs 56Ba 81Tl 82Pb 83Bi 84Po 85At 86Rn 7 o 87Fr 88Ra 114Uuq No Grupo Nome dos Grupos Configuração Algumas Características 1 Metais Alcalinos ns1 São metais de densidades e forças de coesão baixas, macios e têm cor de prata. O termo álcali tem relação com cinza de plantas. 2 Metais Alcalinos Terrosos ns2 Bem reativos, porém, menos que os do grupo 1. Metais moles, cinza prateados. 13 Boro ns2np1 O boro é um não metal, os demais formam metais leves, cinza prateados. 14 Carbono ns2np2 O nível externo semipreenchido lhes dá propriedades entre metais e não metais. 15 Nitrogênio ns2np3 Variam suas propriedades bruscamente. Não metais; semicondutores (As e Sb) e metal (Bi). 16 Oxigênio ns2np4 Têm caráter não metálico. São chamados coletivamente de calcogênios. 17 Halogênios ns2np5 Têm caráter não metálico. Apresentam variações suaves em suas propriedades. 18 Gases Nobres ns2np6 São encontrados na natureza na forma de substâncias simples monoatômicas. Diferenciação dos E. Representativos pela configuração eletrônica. iv. Bloco dos Elementos de Transição: Apresentam distribuição interna de orbitais incompletos. Em ligações químicas utilizam elétrons de níveis mais internos, também, (n -1) d e (n – 2) f . Na formação de íons de elementos destes blocos demonstra-se que os orbitais (n-1) d e (n-2) f contendo um ou mais elétrons são mais estáveis do que o orbitas ns (mais externo); indicando que sofrem maior influência do núcleo e, portanto, ocupam camada mais interna da eletrosfera atômica. Deve-se ter em conta que elétrons mais internos blindam elétrons mais externos (ns, np), por se exporem à cargas nucleares crescentes. Logo, devido ao caráter metálico, a ionização terá um papel primordial na química destes dois grupos de elementos,além de justificar as suas configurações eletrônicas de estado fundamental. ( n – 1 ) d y n s 2 Transição Externa 4 f y 5 s 2 T. I. = Lantanídeos 5 f y 6 s 2 T. I. = Actinídeos 1. Analisando os elementos com Z de 1 a 20, os elétrons dos cernes ([He]; [Ne]; [Ar]) blindam o subnível 3d vazio em decorrência das cargas nucleares crescentes e mantêm constantes a energia destes orbitais. Porém, a partir do escândio (z = 21), a subcamada 3d deixa de ser blindada pelos elétrons 4s2, sua energia diminui e passam a penetrar na subcamada 4s. Elétrons de um subnível d exercem um leve efeito de blindagem sobre os demais elétrons deste mesmo subnível. Com o aumento das CN e CNE, de elétrons enfim, a energia dos orbitais 3d tendem a diminuir cada vez mais e, a partir do Zn, a subcamada 3d, completamente ocupada, deixa de fazer parte da camada de valência e passa a compor o cerne da eletrosfera atômica. Para Z entre 39 e 48, este padrão se repete, envolvendo os orbitais 4d e 5s. 2. Algumas propriedades destes elementos são consequência destas configurações eletrônicas, como por exemplo: o paramagnetismo (capacidade de atração por campos magnéticos). Quando magnetizados, os átomos se alinham e apontam todos para a mesma direção; ou, ainda, podem formar compostos - complexos coloridos, pois seus níveis semipreenchidos permitem transições eletrônicas responsáveis por emissões luminosas. Estes elementos formam poucos compostos simples em comparação com a enorme tendência em formar complexos metálicos. Elemento de T. E. : Configuração Eletrônica No do Grupo Nome dos Grupos Configuração Algumas Características 3 4 Escândio – 21Sc Titânio – 22Ti ns2 (n-1)d1 ns2 (n-1)d2 Metais bem reativos. Formam íons de carga M3+ e seus compostos são incolores e diamagnéticos; Formam íons M2+, M3+ e M4+. O primeiro é muito estável e o terceiro tem caráter molecular. 5 6 Vanádio – 23V Cromo – 24Cr ns2 (n-1)d3 ns1 (n-1)d5 Metais pouco reativos. O Nb e Ta praticamente não formam cátions. Propriedades similares aos não metais. Formam compostos com cargas entre 1+ e 6+. Os de carga alta tem caráter molecular e são mais estáveis. 7 8 Manganês – 25Mn Ferro - 26Fe ns2 (n-1)d5 ns2 (n-1)d6 Compostos de Mn geralmente são coloridos. O Tc é um elemento sintético. O Fe puro é branco, não muito duro e bastante reativo. É o metal mais utilizado pelo homem. 9 Cobalto – 27Co ns 2 (n-1)d7 O Co é um metal duro, branco azulado e relativamente inerte. 10 Níquel - 28Ni ns 2 (n-1)d8 O Ni é um metal branco prateado, bem reativo. Finamente dividido se inflama espontaneamente. 11 Cobre - 29Cu ns 1 (n-1)d10 Apresentam as condutividades elétricas e térmicas mais elevadas que se conhecem. 12 Zinco - 30Zn ns 2 (n-1)d10 Não apresentam valências variáveis. Formam compostos brancos em sua maioria e são metais de transição relativamente moles. Elementos de Transição Interna : Lantanídeos e Actinídeos São elementos do 6º e 7º p . e grupo 3. O subnível a ser preenchido será o (n-2) f, que poderá acomodar 14 ē com máximo de 14 elementos / período; Configurações irregulares e elétrons de maior energia em subcamadas f ou d. Neste bloco os elétrons de última (2) e os de antipenúltima camada participam da formação de ligações químicas, portanto, suas cargas variam de 2+ a 7+, sendo 3+ a mais comum de seus íons. Quanto à química: A complexidade destes elementos tem como causa, a disputa envolvendo subníveis (n-1)d e (n- 2) f na distribuição eletrônica. A partir dos 1º elementos das séries: (57La – 90Ac); a Energia dos subníveis (n-2)f, (n-1)d e ns convergem para um mesmo valor e a série, como um todo, será formada pelo preenchimento da subcamada (n-2)f antes de completar a subcamada (n-1)d . Elementos de Transição Interna: Configurações Lantanídeos Configuração de E. F. Actinídeos Configuração de E. F 57La - Lantânio [Xe] 4f 0 5d 1 6s 2 89Ac - Actínio [Rn] 5f 0 6d 1 7s 2 58Ce - Cério [Xe] 4f 1 5d 1 6s 2 90Th - Tório [Rn] 5f 0 6d 2 7s 2 59Pr - Praseodímio [Xe] 4f 3 5d 0 6s 2 91Pa Protactínio [Rn] 5f 2 6d 1 7s 2 60Nd - Neodímio [Xe] 4f 4 5d 0 6s 2 92Ur - Urânio [Rn] 5f 3 6d 1 7s 2 61Pm - Promécio [Xe] 4f 5 5d 0 6s 2 93Np – Netúnio. [Rn] 5f 4 6d 1 7s 2 62Sm - Samário [Xe] 4f 6 5d 0 6s 2 94Pu - Plutônio [Rn] 5f 6 6d 0 7s 2 63Eu - Európio [Xe] 4f 7 5d 0 6s 2 95Am – Amerício [Rn] 5f 7 6d 0 7s 2 64Gd - Gadolínio [Xe] 4f 7 5d 1 6s 2 96Cm - Cúrio [Rn] 5f 7 6d 1 7s 2 65Tb - Térbio [Xe] 4f 9 5d 0 6s 2 97Bk - Berquélio [Rn] 5f 8 6d 1 7s 2 66Dy - Disprósio [Xe] 4f 10 5d 0 6s 2 98Cf - Califórnio [Rn] 5f 10 6d 0 7s 2 67Ho - Hólmio [Xe] 4f 11 5d 0 6s 2 99Es - Estênio [Rn] 5f 11 6d 0 7s 2 68Er - Érbio [Xe] 4f 12 5d 0 6s 2 100Fm --Férmio [Rn] 5f 12 6d 0 7s 2 69Tm - Túlio [Xe] 4f 13 5d 0 6s 2 101Md-Mendelévio [Rn] 5f 13 6d 0 7s 2 70Yb - Itérbio [Xe] 4f 14 5d 0 6s 2 102Nb- Nobélio [Rn] 5f 14 6d 0 7s 2 71Lu - Lutécio [Xe] 4f 14 5d 1 6s 2 103Lr- Laurêncio [Rn] 5f 14 6d 1 7s 2 2.3. PROPRIEDADES PERIÓDICAS. i. RAIO ATÔMICO – RA ; ii. ENERGIA DE IONIZAÇÃO – I ; iii. AFINIDADE ELETRÕNICA – AE ; iv. ELETRONEGATIVIDADE - ; v. CARÁTER METÁLICO – CM . POLARIZABILIDADE : Mede a facilidade com que uma nuvem eletrônica pode ser distorcida. Pode ser aplicada tanto para moléculas e íons quanto para átomos; É maior para átomos mais pesados, com maior volume atômico. Ordem de crescimento i. RAIO ATÔMICO – RA : RAIO COVALENTE X RAIO DE VAN DER WAALS Distância interatômica e Raios atômicos de substâncias e elementos. RC < RVW Medidas obtidas por Difração de Raios X no estado sólido SUBSTÂNCIAS Distância Interatômica (Å) Raio Covalente (Å) H2 H - H 0,74 0,37 C (grafite) C - C 1,54 0,77 Cl2 Cl - Cl 1,98 0,99 Cu (s) Cu - Cu 2,56 1,28 Cs (s) Cs - Cs CH4 (s) C - H 5,34 1,10 2,67 Experimental Periodicidade do RA . RA no Período RA no Grupo. 2º P Li Be B C N O F Ne R.A. (Å) 1,23 0,89 0,82 0,77 0,75 0,73 0,72 0,71 Z 3 4 5 6 7 8 9 10 CN 3+ 4+ 5+ 6+ 7+ 8+ 9+ 10+ n=1 2 2 2 2 2 2 2 2 n=2 1 2 3 4 5 6 7 8 CNE 1+ 2+ 3+ 4+ 5+ 6+ 7+ 8+ Grupo 1 Z R.A (Å) CN CNE Configuração Li Na K Rb Cs 3 11 19 37 55 1,23 1,54 2,03 2,16 2,35 3+ 11+ 19+ 37+ 55+ 1+ 1+ 1+ 1+ 1+ 2 – 1 2 – 8 – 1 2 – 8 – 8 – 1 2 – 8 – 18 – 8 – 1 2 – 8 – 18 – 18 – 8 – 1 Comparações de Raios entre átomos e seus íons. 2º P Li Be B O F Neutro: RA (Å): 1,23 0,89 0,82 0,73 0,72 Íon: RI (Å): 0,68 0,31 0,23 1,40 1,33 CN 3+ 4+ 5+ 8+ 9+ CP 2- 2- 2- 10- 10- 3º P Na Mg Al S Cl Neutro: RA (Å): 1,54 1,30 1,48 1,02 0,99 Íon: RI (Å): 0,97 0,66 0,51’ 1,84 1,81 CN 11+ 12+ 13+ 16+ 17+ CP 10- 10- 10- 18- 18- 4º P K Ca Ga Se Br Neutro: RA (Å): 1,96 1,74 1,26 1,16 1,14 Íon: RI (Å): 1,33 0,99 0,62’ 1,98 1,96 CN 19+ 20+ 31+ 34+ 35+ CP 18- 18- 28- 36- 36- ii. Potencial ou Energia de Ionização (I): P. de Ionização é a energia necessária para afastar completamente um elétron de um átomo neutro, isolado e no estado gasoso. Cu(g) + I1 → Cu 1+ (g) + ē I1 = +785 Kj/ mol Quer no grupo, quer no período, o potencial de ionização será tanto maior quanto menor o RA. Cu1+(g) + I2 → Cu 2+ (g) + ē I2 = +1995 Kj/ mol À medida que retira-se o ē, há aumento da atração núcleo / eletrosfera: CN > CP ; logo, o raio de um cátion será sempre menor do que seu átomo gerador. Com a diminuição do raio, amagnitude de I aumenta sucessivamente: I1 < I2 < I3< ... . Variação de I com RA ao longo do 2º período da tabela . E . I. sucessivas: Alguns elementos químicos. Elemento Li Be B C N O F Ne RA(Å) 1,23 0,89 0,82 0,77 0,75 0,73 0,72 0,71 Z 3 4 5 6 7 8 9 10 I(eV) 5,4 9,3 8,3 11,3 14,3 13,6 17,4 21,6 Elemento 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª Li Na Mg Al Si P S Cl 126 119 178 140 189 243 240 300 1745 1094 348 436 379 456 540 552 2872 1652 1854 657 775 698 806 917 - - - 2783 1046 1190 1094 1238 - - - - 3863 1504 1682 1569 - - - - - 5326 2039 2270 - - - - - - 6502 2639 Potenciais de Ionização (Kcal / mol) iii: Afinidade Eletrônica: AE iV. Eletronegatividade: Afinidade eletrônica é a energia liberada quando um elétron for adicionado a um átomo neutro, isolado e no estado gasoso . X(g) + ē → X(g) 1- + EA . Quanto mais próximo do núcleo ficar o nível no qual o ē será adicionado, mais estável ficará o sistema e maior a energia liberada. Logo, “quer no grupo quer no período a AE será tanto maior quanto menor o RA. Por definição é “a medida da tendência, apresentada pelos átomos, de atrair pares de elétrons compartilhados, considerando moléculas isoladas e no estado gasoso.” Os valores de χ definido por L. Pauling variam de 0,7 (sete décimos) a 4,0 (quatro) e permitem definir as propriedades químicas dos elementos, Eletropositividade será o inverso de e as duas propriedades estão relacionadas a átomos e moléculas em interações químicas reais. Alguns valores de AE e χ . Elemento C. N. RA.(Å) C. Eletrônica 1ª AE (Kcal/mol) χ. Li Be B C N O S Se Te F Cl Br I At Cu Zn Au Hg 3+ 4+ 5+ 6+ 7+ 8+ 16+ 34+ 52+ 9+ 17+ 35+ 53+ 85+ 29+ 30+ 79+ 80+ 1,23 0,89 0,82 0,77 0,75 0,73 1,04 1,17 1,37 0,72 0,99 1,14 1,33 1,45 1,17 1,25 1,34 1,49 [He] 2s 1 [He] 2s 2 [He] 2s 2 2p 1 [He] 2s 2 2p 2 [He] 2s 2 2p 3 [He] 2s 2 2p 4 [Ne] 3s 2 3p 4 [Ar] 3d 10 4s 2 4p 4 [Kr] 4d 10 5s 2 5p 4 [He] 2s 2 2p 5 [Ne] 3s 2 3p 5 [Ar] 3d 10 4s 2 4p 5 [Kr] 4d 10 5s 2 5p 5 [Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 5 [Ar] 3d 10 4s 1 [Ar] 3d 10 4s 2 [Xe] 4f 14 5d 10 6s 1 [Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 -14,34 ≥0,0 -6,45 -29,18 +1,67 -33,73 -47,85 -46,61 -45,41 -78,39 -83,41 -77,68 -70,50 -64,53 -28,47 +14,35 -53,35 +11,96 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 2,5 2,4 2,1 4,0 3,2 2,8 2,5 2,2 1,9 1,7 2,5 2,0 v. Caráter Metálico (CM): Algumas características gerais e marcantes dos metais são: 1. Maleabilidade, ductibilidade, brilho e condutividades: térmica e, principalmente, elétrica ; 2. A condutividade elétrica depende da mobilidade dos elétrons de níveis mais externos ; 3. Considerando o Princípio de Construção, a existência de elementos com baixo número de ē , e com orbitais vazios no nível eletrônico de valência, são considerados fatores importantes que justificam a condutividade e a formação da ligação metálica (quanto menor a diferença de energia entre os orbitais contendo elétrons de valência e os vazios, melhor a condutibilidade elétrica) ; 4. Além da condutividade, outras características metálicas são explicadas pela Teoria dos Elétrons Livres. Elétrons que apresentam liberdade de mover-se através de uma superfície. Relação entre CM e as demais Propriedades Fatores relacionados ao crescimento do CM : i. Aumento de RA e consequente diminuição da influência de núcleo sobre ē de valência; ii. Diminuição de Energia de Ionização - I; iii. Diminuição de eletronegatividade - ; iv. Presença de Orbitais vazios no nível mais externo. Os três primeiros itens estão relacionados à mobilidade eletrônica; O último item tem esta relacionado ao local por onde os ē irão se locomover. Quer no grupo, quer no período o CM será tanto maior quanto maior o RA , maior o n o de orbitais vazios na camada de valência e menor a diferença de energia entre os orbitais vazio(s) e o que contém o(s) ē de valência Ordem de Crescimento das Propriedades Periódicas sob Análise RA ; I ; AE ; ; CM : Características em Função da C. Eletrônica i. Diamagnéticas: substâncias contendo átomos com um ou mais níveis eletrônicos preenchidos (s2, p6, etc) : Quando colocados sob a influência de um campo magnético experimentam uma fraca repulsão pelo campo, que tende a afastá-los. Ex.: 30Zn , 20Ca , ..... ii. Paramagnéticas: Substâncias contendo átomos com um ou mais elétrons desemparelhados e que são fortemente atraídos por campo magnético. O caráter paramagnético se deve aos spins dos elétrons, que se comportam como finas barras magnéticas que tendem a se alinhar ao campo aplicado. A atração magnética é inversamente proporcional à temperatura. Elétrons desemparelhados apresentam momentos magnéticos individuais (não há influência entre eles) e estão aleatoriamente orientados, influenciados pelo campo magnético, estes elétrons têm seus momentos magnéticos alinhados paralelamente uns em relação aos outros, que por interação atrativa líquida com o imã é puxado para dentro do campo magnético. Ex.: 29Cu , 21Sc , O2 ; .... Ilustrações: Prova de Paramagnetísmo Aplicado a Pequenos Imãs. i. Ausência de Campo Magnético: ii. Sobre um Campo Magnético Fraco: iii. Sobre um Campo Magnético Forte: Pt.wikipedia.org/wiki/paramagnetismo iii. Ferromagnéticas: Em substâncias ferromagnéticas a influência do campo magnético pode ser 1 milhão de vezes maior. Os elétrons desemparelhados apresentam momentos magnéticos não individuais, isto é, uns influenciam os outros e o sistema como um todo será mais estável (de menor energia), estando os spins dos elétrons alinhados no mesmo sentido. Quando colocado sob a influência de um campo magnético, os spins de seus elétrons se alinham fortemente ao campo. Ao se retirar a influência do campo magnético externo, a substância ferromagnética mantém, como um todo, um momento magnético (imã permanente). Ex.: Fe , Co , Ni , CrO2, Fe2O3 , .... Características em Função da C. Eletrônica Brilho A luz incidente se compõe de um campo eletromagnético oscilante. Quando a superfície metálica é atingida, o campo elétrico da radiação incidente empurra os elétrons móveis para frente e para trás, estes elétrons oscilam e reemitem luz que visualizamos como brilho. Essencialmente o que se postula é que os elétrons móveis oscilam sincronizados com a luz incidente e liberam luz de mesma frequência. Muitos metais emitem elétrons quando expostos à luz (efeito fotoelétrico), ou mesmo sob aquecimento (emissão termoiônica). www. Teleco.com.br/tutoriais 2.4. REATIVIDADE DOS ELEMENTOS E A FORMAÇÃO DE ÍONS: I. ELETROPOSITIVIDADE X ELETRONEGATIVIDADE Formação de Cátions (Kj / mol) : i. Na(s) + 1/2 Cl2 (g) → NaCl (s) ΔH o = - 411,2 ii. Ca(s) + Cl2 (g) → CaCl2 (s) ΔH o = -795,4 iii. Ca (s) + F2 (g) → CaF2 (s) ΔH o = -1228,0 iv. Al (s) + 3/2 Cl2 (g) → AlCl3 (s) ΔH o = - 704,2 v. 2 Na(s) + 2 H2O (l) → 2 NaOH (aq) + H2 (g) ΔHo = -368 vi. Fe(s) + 2 H2O (l) → Fe(OH)2 (s) + H2 (g) ΔHo = +3.0 Cátion + Provável: Íon que forma quando o metal perde elétrons somente do nível mais externo; Cátions + estável: Íon que se forma quando o metal perde elétrons e fica com configuração estável Série de Tensões Eletrolíticas Cs Rb K Na Li Ba Sr Ca Mg Be Al Mn Zn Cr Fe Co Ni Sn Pb H Bi Cu Hg Ag Au alta reatividade baixa reatividadei. ELETROPOSITIVIDADE X ELETRONEGATIVIDADE Formação de ânions: Não Metais. C. E. de Gás Nobre. H2 (g) + F2 (g) → 2 HF(g) ΔH o = - 537 Kj H2 (g) + Cl2 (g) → 2 HCl(g) ΔH o = - 185 Kj ii. Efeito do Par Inerte. Entende-se e. p. i. como a tendência em formar íons duas unidades mais baixas em carga que o esperado pelo no do grupo ; Ocorre com os elementos mais pesados do bloco p ; Se deve à diferença de forma e energia entre orbitais s e p . 2.5. TABELA ATUAL: UMA CLASSIFICAÇÃO DIDÁTICA. i. A Posição do Hidrogênio na Tabela: Comparação: propriedades do Hidrogênio entre metais alcalinos e halogênios: ELEMENTOS MET. ALCALINOS HALOGÊNIOS HIDROGÊNIO Configuração (E. F.) ns 1 ns 2 np 5 1s 1 P. de Ionização (Kj.Mol-1) 519 a 376 1680 a 1037 1310 E. de Afinidade (Kj/Mol-1) 60 a 46 328 a 270 73 Eletronegatividade 1,0 a 0,7 4,0 a 2,2 2,1 Variação de Carga* 1+ 1- a 7+ 1- e 1+ Raio Atômico (Å) 1,52 a 2,70 0,7 a 1,45 0,78 Volume Atômico (cm 3 ) 13 a 7,1 18,1 a 25,7 13,3 P. de Fusão - o C 27 a 180 -220 a 114 -259 ii. Elementos de Transição: RA e a Contração Lantanídica. Comparação da Variação de RA entre Elementos Representativos e de Transição. Contração Lantanídica : Baixa variação ou diminuição de RA com o aumento de Z, que ocorre com os Lantanídeos em consequência da pequena habilidade de blindagem dos elétrons f que é compensada com o aumento da CNE e resulta em diminuição de raio de 0,013Å. Grupo 1 D. Eletrônica R.A (Å) Grupo 5 D. Eletrônica R.A (Å) 3Li [He] 2s 1 (2º P) 1,23 23V [Ar]3d 3 4s 2 (4º P) 1,25 11Na [Ne] 3s 1 (3º P) 1,54 41Nb [Kr] 4d 3 5s 2 (5º P) 1,34 19K [Ar] 4s 1 (4º P) 2,03 73Ta [Xe] 4f 14 5d 3 6s 2 (6º P) 1,34 37Rb [Kr] 5s 1 (5º P) 2,16 - - - Comparação da Variação de RA entre Elementos Representativos, de Transição e a série dos Lantanídeos, pertencentes ao 6º Período. 6º Período D. Eletrônica R.A (Å) 6º Período D. Eletrônica R.A (Å) 55Cs [Xe] 6s 1 2,35 72Hf [Xe] 4f 14 5d 2 6s 2 1,44 56Ba [Xe] 6s 2 1,98 73Ta [Xe] 4f 14 5d 3 6s 2 1,34 58Ce [Xe] 4f 1 5d 1 6s 2 1,69 74W [Xe] 4f 14 5d 4 6s 2 1,30 59Pr [Xe] 4f 3 6s 2 1,65 75Re [Xe] 4f 14 5d 5 6s 2 1,28 60Nd [Xe] 4f 4 6s 2 1,65 81Tl [Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 1 1,55 61Pm [Xe] 4f 5 6s 2 1,64 82Pb [Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 2 1,54 2.6. BIBLIOGRAFIA. 1. Da Costa, A. P.; Albuquerque, P. C. W; “Química Geral: Um Curso Universitário de Nivelamento”; Livros Técnicos e Científicos Ed. S.A.; Rio de Janeiro, 1976. 2. Gonçalves, J. C. S.; “Tabela Atômica: um estudo completo da tabela periódica”; Editora Atômica; 2ª edição; Curitiba; 2003. 3. Atkins, P.; Jones, L.; “Princípios de Química: questionando a vida moderna e o meio ambiente”; Bookman Ed.; Porto Alegre, 2001. 4. Brown, T. L.; LeMay, H. E. Jr.; Bursten, B. E; “Química: Ciência Central”; JC Ed.; 7 a edição, 1999. 5. Russel, J. B; “Química Geral”; Editora Mc Graw-Hill LTDA; 2ª Edição; 1994. 6. Lee, J. D; “Química Inorgânica: um novo texto conciso”; Ed. Edgard Blücher LTDA; 3ª edição; 1980. 7. Sherman, A.; Sherman, S. J.; “Chemistry and our Changing World”; Prentice- Hall ed.; 2ª edition; New Jersey; 1989. 8. Jones, Chris. J; “A Química dos Elementos dos Blocos d e f”; Bookman Ed.; Porto Alegre; 2002. 9. Bready, J. E.; Russell, J. W.; Holum, J. R.; “Química: A Matéria e Suas Transformações”; LTC Editora; 3ª edição; 2002. 10. Brown, L. S.; Holme, T. A.; Química Geral Aplicada à Engenharia.; Cengage Learning Ed.; 2006.
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