100-Quimica-semana-30

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<p>UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL</p><p>COLÉGIO DE APLICAÇÃO</p><p>DEPARTAMENTO DE CIENCIAS EXATAS E DA NATUREZA</p><p>QUÍMICA</p><p>Prof. Victor Santos DATA:___/ ___/ 2019</p><p>Aluno(a): ..................................................................................................................................... Turma:</p><p>CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA</p><p>Em 1860, num congresso internacional de Química realizado em Karlsruhe, na Alemanha, os químicos</p><p>presentes determinaram os símbolos e distribuíram os elementos em grupos de acordo com a semelhança de suas</p><p>propriedades. Entretanto, foram dois cientistas, Julius Lothar Meyer (1830-1895) e Dmitri Ivanovich Mendeleiev</p><p>(1834-1907), que, trabalhando independentemente, propuseram em 1869 modelos muito semelhantes a uma tabela</p><p>periódica, embora tendo linhas de pesquisa diferentes. Meyer elaborou sua tabela apoiado nas propriedades físicas</p><p>de cada elemento, enquanto Mendeleiev se baseou nas propriedades químicas dos elementos.</p><p>Ambos os cientistas verificaram que, colocando os elementos em uma ordem crescente de suas massas</p><p>atômicas, muitas propriedades físicas e químicas se repetiam.</p><p>Mendeleiev elaborou fichas contendo todas as informações de que se tinha conhecimento de cada um dos</p><p>cerca de 60 elementos conhecidos e as distribuiu sobre a mesa. Organizou-as em colunas e fileiras, mantendo na</p><p>mesma coluna os elementos que tinham propriedades semelhantes. Ao fazer isso, deixou alguns espaços vazios</p><p>que, segundo ele, seriam preenchidos mais tarde por elementos que seriam descobertos.</p><p>Em 1913, o cientista britânico Henry Moseley (1887-1915) estabeleceu o conceito de número atômico ao</p><p>descobrir que o número de prótons no núcleo de um determinado elemento era sempre o mesmo.</p><p>Quando os átomos foram arranjados de acordo com o aumento do número atômico, os problemas existentes</p><p>na tabela de Mendeleiev desapareceram. A partir de então, os elementos químicos foram dispostos em ordem</p><p>crescente de seus números atômicos.</p><p>Com o passar do tempo, foram sendo acrescentados novos elementos descobertos, bem como atualizados</p><p>os dados, que se tornaram mais precisos.</p><p>1. A TABELA PERIÓDICA ATUAL</p><p>Os elementos da tabela periódica (figura 1) estão divididos em: metais, metaloides (semimetais), ametais (não</p><p>metais), gases nobres e hidrogênio.</p><p>Figura 1: Representação da Tabela Periódica.</p><p>Hidrogênio</p><p>(H)</p><p>Victor Santos</p><p>Cuadro de texto</p><p>2020</p><p>Victor Santos</p><p>Máquina de escribir</p><p>CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA</p><p>Victor Santos</p><p>Máquina de escribir</p><p>Prof. Victor Maia Santos</p><p>Victor Santos</p><p>Línea</p><p>1.1. METAIS</p><p>Os metais constituem cerca de 75% do sistema periódico dos elementos. Apresentam, entre outras, as</p><p>seguintes propriedades físicas:</p><p>• brilho metálico quando polidos;</p><p>• são dúcteis (propriedade de formar fios);</p><p>• são maleáveis;</p><p>• apresentam elevada densidade;</p><p>• são bons condutores de calor e eletricidade;</p><p>• apresentam elevadas temperaturas de fusão e de ebulição.</p><p>Metal: do ponto de vista químico, é todo elemento que apresenta tendência de perder elétrons e formar</p><p>cátions.</p><p>Os metais têm, em seu nível mais externo (denominado nível de valência), no máximo três elétrons, com</p><p>exceção do estanho, chumbo (que contêm quatro elétrons), bismuto e antimônio (que contêm cinco elétrons).</p><p>1.2. AMETAIS</p><p>Também conhecidos como não metais, os ametais têm propriedades físicas e químicas opostas às dos metais.</p><p>Enquanto os metais são sólidos nas condições ambientes (exceto o mercúrio), os ametais podem aparecer nos três</p><p>estados físicos:</p><p>• Gasoso: nitrogênio, oxigênio, flúor e cloro;</p><p>• Líquido: bromo;</p><p>• Sólido: os outros ametais.</p><p>Considerando-se as propriedades físicas, em geral, os ametais são maus condutores de calor e de</p><p>eletricidade, não apresentam brilho metálico e não são maleáveis.</p><p>Do ponto de vista químico, os ametais apresentam 4, 5, 6 ou 7 elétrons na camada de valência e têm</p><p>tendência para ganhar elétrons e formar ânions.</p><p>1.3. METALOIDES</p><p>Antigamente os metaloides eram chamados de semimetais, mas essa nomenclatura caiu em desuso.</p><p>Entre os metaloides se incluem o boro, o silício, o germânio, o arsênio, o antimônio, o telúrio e o polônio, que</p><p>apresentam propriedades intermediárias entre os metais e os ametais. O mais utilizado é o silício, empregado na</p><p>fabricação de semicondutores.</p><p>Os elementos situados próximos dessa fronteira, dependendo dos fenômenos em que participam, apresentam</p><p>propriedades de um ou de outro. Um exemplo é o alumínio, situado na fronteira, o qual é um metal que, quando</p><p>estabelece ligação química, se comporta como um ametal e faz ligação covalente.</p><p>1.4. GASES NOBRES</p><p>A característica mais importante dos gases nobres é a inércia química (combinam-se com poucos elementos).</p><p>Os elementos desse grupo se encontram na atmosfera como gases monoatômicos, contribuindo com cerca de 1%</p><p>da massa da atmosfera. São gases incolores e inodoros. O argônio é o terceiro gás mais abundante da atmosfera</p><p>depois do nitrogênio e do oxigênio. O hélio é o segundo elemento mais abundante do Universo, depois do hidrogênio.</p><p>Embora até pouco tempo atrás se pensasse que os gases nobres não formavam compostos químicos, hoje,</p><p>sob condições especiais de pressão e de temperatura, é possível formar uns poucos compostos com esses</p><p>elementos.</p><p>O elemento oganessônio (Og), apesar de estar na mesma coluna dos gases nobres, não pertence</p><p>quimicamente a esse grupo. Ele é um elemento artificial, produzido em um acelerador de partículas, e não tem</p><p>propriedades definidas, sendo elas apenas presumidas. Aliás, presume-se que ele seja sólido à temperatura</p><p>ambiente, e não gás.</p><p>Victor Santos</p><p>Máquina de escribir</p><p>CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA</p><p>Victor Santos</p><p>Máquina de escribir</p><p>Prof. Victor Maia Santos</p><p>Victor Santos</p><p>Línea</p><p>1.5. HIDROGÊNIO</p><p>O mais simples dos átomos, o hidrogênio, é o elemento mais abundante do Universo (cerca de 89% de todos</p><p>os átomos). É um elemento considerado à parte na tabela periódica, pois apresenta propriedades peculiares, como</p><p>formar compostos com muitos elementos.</p><p>Muitas são as aplicações do hidrogênio no cotidiano. Na indústria, são necessárias grandes quantidades de</p><p>hidrogênio, principalmente para a produção de amônia, matéria-prima importantíssima para a fabricação de</p><p>fertilizantes e explosivos, também para a hidrogenação de graxas e azeites e na obtenção de metanol. O hidrogênio</p><p>também é usado na produção de ácido clorídrico, como combustível para foguetes e na redução de minerais</p><p>metálicos.</p><p>O hidrogênio líquido apresenta aplicações criogênicas, incluindo a investigação da supercondutividade.</p><p>O trítio – isótopo do hidrogênio que apresenta um próton e dois nêutrons no seu núcleo – é produzido nas</p><p>reações nucleares e empregado na construção de bombas de hidrogênio. É utilizado também como fonte de</p><p>radiação em pinturas luminosas e como marcador nas ciências biológicas.</p><p>Existe um grande esforço para que o hidrogênio seja utilizado como combustível para motores de combustão</p><p>interna, por ser um combustível renovável e não poluente, uma vez que produz apenas água.</p><p>2. LINHAS DA TABELA PERIÓDICA</p><p>Além dos grandes grupos (metais, metaloides e ametais), a tabela periódica é constituída de 7 linhas</p><p>horizontais, denominadas períodos ou séries, e 18 colunas, denominadas grupos ou famílias.</p><p>São sete os períodos: 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7. Esse número está relacionado com o número de camadas eletrônicas,</p><p>que também são sete: K, L, M, N, O, P e Q.</p><p>O período (figura 2) na tabela periódica está relacionado ao número de camadas eletrônicas ocupadas de um</p><p>elemento. No primeiro período da tabela estão os elementos H e He, que apresentam apenas a camada K. No</p><p>segundo, estão os elementos que têm duas camadas eletrônicas: K e L. No terceiro, estão os elementos que</p><p>apresentam três camadas eletrônicas: K, L e M. Assim segue até o sétimo período, onde todos os elementos têm</p><p>sete camadas eletrônicas: K, L, M, N, O, P e Q.</p><p>Figura 2: Períodos da Tabela</p><p>Periódica.</p><p>Com a descoberta do elemento químico de número atômico 118, o oganessônio, o sétimo período está</p><p>completo. Se novos elementos forem descobertos, eles ocuparão um oitavo período que será inserido na tabela</p><p>periódica atual.</p><p>Os elementos do oitavo período estão sendo pesquisados por vários laboratórios, mas, por enquanto,</p><p>ainda nenhum foi sintetizado. Quando forem descobertos, os seus lugares darão sequência aos elementos</p><p>hoje conhecidos. Todos os elementos terão oito camadas eletrônicas: K, L, M, N, O, P, Q e R.</p><p>Victor Santos</p><p>Máquina de escribir</p><p>Prof. Victor Maia Santos</p><p>Victor Santos</p><p>Máquina de escribir</p><p>CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA</p><p>Victor Santos</p><p>Línea</p><p>3. GRUPOS OU FAMÍLIAS</p><p>Grupos ou famílias são as 18 colunas da tabela periódica. Os elementos que constituem os grupos têm</p><p>propriedades físico-químicas semelhantes. Os grupos (figura 3) são designados, atualmente, pelos números de 1 a</p><p>18, sendo que alguns grupos dos elementos representativos possuem alguns nomes especiais:</p><p>Figura 3: Grupos da Tabela Periódica.</p><p>Ao fazer a distribuição eletrônica de alguns elementos de cada um dos grupos, você perceberá que os</p><p>elementos de um mesmo grupo apresentam em comum a mesma configuração eletrônica na última camada (com</p><p>algumas exceções entre os elementos de transição).</p><p>A posição dos elementos na tabela periódica está diretamente relacionada com a sua distribuição eletrônica.</p><p>Os elementos estão dispostos em ordem crescente de seus números atômicos. Assim, ao passar de um elemento</p><p>para outro, na tabela periódica, verificamos o aumento de 1 elétron na eletrosfera do elemento.</p><p>4. ELEMENTOS REPRESENTATIVOS</p><p>Os elementos representativos, também chamados de elementos típicos ou característicos, compõem os</p><p>grupos 1, 2 e 13 a 18.</p><p>Em relação aos elementos representativos, a energia necessária para a excitação eletrônica é maior porque</p><p>o elétron precisa ser promovido para uma camada mais externa. Nesses casos, a absorção pode ocorrer na região</p><p>ultravioleta do espectro luminoso, resultando em compostos incolores ou brancos.</p><p>Elementos representativos possuem de 1 a 8 elétrons na última camada (quadro 1).</p><p>Quadro 1: Elementos representativo e quantidade de elétrons na última camada eletrônica.</p><p>Grupo Elétrons na última camada</p><p>1 1</p><p>2 2</p><p>13 3</p><p>14 4</p><p>15 5</p><p>16 6</p><p>17 7</p><p>18 8</p><p>Victor Santos</p><p>Máquina de escribir</p><p>CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA</p><p>Victor Santos</p><p>Máquina de escribir</p><p>Prof. Victor Maia Santos</p><p>Victor Santos</p><p>Línea</p><p>5. ELEMENTOS DE TRANSIÇÃO</p><p>5.1. ELEMENTOS DE TRANSIÇÃO EXTERNA</p><p>Os elementos de transição externa são assim denominados porque apresentam propriedades geralmente</p><p>intermediárias entre os elementos metálicos e os elementos não metálicos. Também são chamados assim porque</p><p>sofrem expansão de 8 para 18 elétrons na penúltima camada, com adição de mais um nível contendo 2 elétrons na</p><p>última camada (com exceção do grupo 11 que possui 1 elétrons na última camada). Esse detalhe marca uma</p><p>diferença em relação aos elementos representativos, nos quais os elétrons vão sendo adicionados à última camada</p><p>eletrônica do átomo.</p><p>Uma característica importante dos elementos desse grupo é que a penúltima camada se encontra parcialmente</p><p>preenchida, com exceção dos elementos do grupo 11 e 12 que apresentam sua penúltima camada completa com</p><p>18 ou 32 elétrons. O grupo 12 possui ainda 2 elétrons na última camada. Esse detalhe confere aos elementos desse</p><p>grupo, propriedades diferentes dos demais elementos de transição externa.</p><p>Os elementos de transição externa são metais, bons condutores de eletricidade e de calor. São dúcteis e</p><p>maleáveis. Apresentam densidades elevadas (apenas o Sc, com d = 3,0 g/cm3, o Y e o Ti, com d = 4,5 g/cm3,</p><p>apresentam densidade menor que cinco). Também apresentam elevadas temperaturas de fusão e de ebulição (Zn,</p><p>Cd e Hg são exceções) e formam ligas com outros metais. Além disso, os elementos de transição externa</p><p>apresentam mais de uma valência ao formarem compostos.</p><p>Os elementos de transição externa formam compostos geralmente coloridos (figura 4). Isso porque os elétrons</p><p>mais externos podem sofrer excitação na penúltima camada eletrônica, o que requer pouca energia, ocorrendo na</p><p>região visível do espectro luminoso.</p><p>Figura 4: Coloração de alguns íons de elementos de Transição externa.</p><p>Uma olhada nesse bloco de elementos é suficiente para a identificação de vários elementos conhecidos e de</p><p>grande importância para a vida de todos. É na região central da tabela periódica que se encontram os metais</p><p>mecanicamente úteis. Muitos formam ligas com quantidades pequenas de outros metais, o que resulta numa</p><p>considerável melhoria em sua mecânica e corrosão.</p><p>Os elementos de transição externa também participam da formação de uma quantidade muito grande de</p><p>compostos, inclusive de muitas biomoléculas como a hemoglobina e a vitamina B12, entre outras; porém vale</p><p>ressaltar que nesse grupo também há os chamados metais pesados, tais como Cd (ataca o sistema respiratório),</p><p>Hg (veneno protoplasmático), Mn (causador do manganismo), etc., que podem causar sérios riscos à saúde</p><p>humana.</p><p>Victor Santos</p><p>Máquina de escribir</p><p>Prof. Victor Maia Santos</p><p>Victor Santos</p><p>Máquina de escribir</p><p>CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA</p><p>Victor Santos</p><p>Línea</p><p>5.2. ELEMENTOS DE TRANSIÇÃO INTERNA</p><p>Os elementos de transição interna são assim chamados porque apresentam o antepenúltimo nível de energia</p><p>se expandindo e também porque ocupam uma posição no interior da tabela periódica. Todos ocupam os períodos</p><p>6 e 7 da classificação periódica e apresentam dois elétrons de valência (com exceção do Laurêncio que possui 3</p><p>elétrons na última camada eletrônica). Com relação às suas propriedades, são extremamente parecidas entre si,</p><p>principalmente para aqueles que ocupam o mesmo período. Isso significa que esses elementos são encontrados</p><p>sempre juntos na natureza. Uma fonte rica desses metais são as chamadas areias monazíticas. Por apresentarem</p><p>propriedades muito semelhantes, a separação deles é muito difícil.</p><p>Os elementos de transição interna são divididos em lantanídeos, porque começam com o lantânio (57La), e</p><p>em actinídeos, porque começam com o actínio (89Ac).</p><p>Os elementos de transição interna apresentam aplicações tecnológicas. Por exemplo: uma mistura de La e</p><p>outros lantanídeos é adicionada ao aço para aumentar sua qualidade. As ligas de magnésio também recebem uma</p><p>“dose” de lantanídeos e, dessa forma, melhoram suas propriedades mecânicas, principalmente o alto poder de</p><p>tensão e a boa resistência a altas pressões; podem ainda ser utilizados em componentes aeronáuticos.</p><p>Os fornos autolimpantes, as lentes que protegem contra a radiação ultravioleta, os tubos de imagem em</p><p>aparelhos de TV em cores, catalisadores, supercondutores e laser líquido também apresentam compostos de</p><p>elementos desse grupo.</p><p>o COMO FORAM DESCOBERTOS OS SUBNÍVEIS DE ENERGIA?</p><p>Nas décadas de 1920 e 1930, a análise de espectros atômicos se mostrava uma das melhores maneiras de</p><p>investigar a eletrosfera dos diferentes átomos. Muitos cientistas então concentraram seus esforços nesses estudos.</p><p>Com a construção de aparelhos mais avançados para obter os espectros, perceberam que algumas de suas linhas</p><p>apresentam uma estrutura fina, ou seja, puderam perceber que eram compostas por duas ou mais linhas muito</p><p>próximas.</p><p>A estrutura fina dos espectros foi explicada quando os cientistas descobriram que os níveis de energia são formados</p><p>por subdivisões, chamados de subníveis. Os subníveis são designados pelas letras minúsculas s,p,d,f.</p><p>As camadas da eletrosfera representam os níveis de energia da eletrosfera. Assim, as camadas K,L,M,N,O, P e Q</p><p>constituem os 1º (s) // 2º (s,p) // 3º (s,p,d) // 4º (s,p,d,f) // 5º (s,p,d,f) // 6º (s,p,d) // 7º (s,p) níveis e subníveis de</p><p>energia, respectivamente (figura 5).</p><p>Figura 5: Níveis e subníveis de energia.</p><p>Logo, os elementos podem ser distribuídos na tabela periódica de acordo com seus subníveis</p><p>de energia (figura 6):</p><p>o Os elementos cuja configuração eletrônica termina</p><p>em s ou p são denominados representativos ou</p><p>típicos.</p><p>o Os elementos com configuração eletrônica</p><p>terminados em d são chamados de elementos de</p><p>transição externa.</p><p>o Os elementos com configuração eletrônica</p><p>terminados em f são chamados de elementos de</p><p>transição interna.</p><p>Figura 6: Tabela periódica classificada por subníveis de energia.</p><p>Victor Santos</p><p>Máquina de escribir</p><p>Prof. Victor Maia Santos</p><p>Victor Santos</p><p>Máquina de escribir</p><p>CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA</p><p>Victor Santos</p><p>Línea</p>