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1 Tabela Periódica Profª Melissa Deuner 1817 - Tríades Dohereiner 1862 - Parafuso Telúrico de De Chancourtois 1864 - Lei das Oitavas de Newlands 1869 - D. F. Mendeleiev: - ordem crescente de massa atômica - propriedades químicas semelhantes - Te e I ; "Ekas" nos espaços vazios Histórico 1913 - Lei da Periodicidade de Moseley: - ordem crescente de Z Histórico Lei Periódica "As propriedades físicas e químicas dos elementos, são funções periódicas de seus números atômicos". Na tabela, os elementos estão arranjados horizontalmente, em seqüência numérica, de acordo com seus números atômicos, resultando o aparecimento de sete linhas horizontais (ou períodos). 2 Elementos Químicos Os elementos químicos são representados por letras maiúsculas ou uma letra maiúscula seguida de uma letra minúscula. Os Símbolos são de origem latina: Português Latim Símbolo Sódio Natrium Na Potássio Kalium K Enxofre Sulphur S Fósforo Phosphurus P Ouro Aurum Au ÁTOMO • NÚCLEO: Prótons (+) e Nêutrons • ELETROSFERA: Elétrons (-) ÁTOMOS O átomo é formado pela carga positiva, negativa e neutra. O próton é a identidade do átomo, tem carga positiva e possui massa. Os nêutrons não tem carga, possui massa e compõe o núcleo. Os elétrons tem carga negativa e faz parte da eletrosfera e sua massa é despresível. Átomo neutro – Aquele em que o número de prótons é igual ao número de elétrons. Exemplo: 11Na 23 e 8O 16 Íon: espécie química cujo número de prótons é diferente do número de elétrons. Esses íons são denominados cátions e ânions. ÁTOMO Ânions: formados quando adicionamos um ou mais elétrons à eletrosfera de um átomo: íon carregado negativamente. Exemplos: 8O 2- = ganhou 2 elétrons 17Cl 1- = ganhou 1 elétron Cátions: formados por retiradas de um ou mais elétrons da eletrosfera de um átomo: íon carregado positivamente. Exemplos: 11Na 1+ = perdeu 1 elétron 3 Elemento Químico ÁTOMO P = e- CARGA = ZERO ÍON CÁTION ÂNION Nº DE MASSA A = P + N Nº ATÔMICO Z = P Nº DE ÁTOMOS Exemplo: átomo neutro: íon: Ca020 40 Ca2+20 40 Z = P = E = N = A = Z = P = E = N = A = 20 +20 -20 20 40 20 +20 -18 20 40 Isoátomos Isótopos São átomos com o mesmo número de prótons e diferentes números de massa. 1H 1 Prótio 1H 2 Deutério 1H 3 Trítio Isóbaros São átomos de elementos químicos diferentes que possuem o mesmo número de massa. 20Ca 40 19Ar 40 Isoátomos: Isótonos São átomos de elementos químicos diferentes que possuem o mesmo número de nêutrons. 9F 19 10 Ne 20 Isoeletrônicos São átomos ou íons com o mesmo número de elétrons. 7N 3- 8O 2- 9F 1- 10Ne 0 11Na 1+ 10 elétrons 10 elétrons 10 elétrons 10 elétrons 10 elétrons 4 Semelhanças entre os átomos ISÓTO OS ISÓB ROS ISÓTO OS ISOEL TRÔNICOS Diagrama de Linus Pauling K L M N 20Ca 0 = 2 8 8 2 20Ca 0 =1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 Obs.: o diagrama coloca os subníveis em ordem crescente de energia. EXERCÍCIOS O átomo constituído de 11 prótons, 12 nêutrons e 11 elétrons apresenta, respectivamente, número atômico e número de massa. Dadas as espécies químicas : I = 48Cd 112 II = 27Co 60 III = 48Cd 114 IV = 29Cu 60 • Quais representam átomos com igual número de prótons ? • Quais representam átomos isóbaros ? • Determinar o número de nêutrons em cada espécie . • Os átomos A e B são isóboros . Um terceiro átomo C, é isótono de B . Quais são os valores de x e y ? 20 A x = ? 19 B 40 21 C y = ? Períodos ou Séries São as filas horizontais da tabela periódica. São em número de 7 e indicam o número de níveis ou camadas preenchidas com elétrons. K L M N O P Q 1 2 3 4 5 6 7 P Q 5 Tabela Períodica dos elementos 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1º 2º 3º 4º 5º 6º 7º Períodos Famílias ou Grupos São as colunas verticais da Tabela Periódica. Em um Grupo ou Família, encontram-se elementos com propriedades químicas semelhantes. Para os Elementos Representativos, o nº do Grupo representa o nº de elétrons da última camada (camada de valência). K L M N O P Q 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 12 13 14 1516 17 18 Tabela Períodica dos elementos 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1º 2º 3º 4º 5º 6º 7º GRUPOS 1 2 13 14 15 16 17 18 M etais Alcalinos Alcalinos -TERRO SO S M etais G RU PO D O BO RO G RU PO D O CARBO N O G RU PO D O N ITRO GÊN IO CALCO G ÊN IO S H ALO G ÊN IO S G ASES N O BRES 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ELEMENTOS DE TRANSIÇÃO ELEMENTOS REPRESENTATIVOS Famílias ou grupos 6 Formação da Tabela Periódica s d p f Sua estrutura é baseada na distribuição eletrônica dos elementos em ordem de número atômico. Exemplo: 3Li 1s 2 2s1 11Na 1s 2 2s2 2p6 3s1 Grupo 1A Configuração geral: ns1{ Elementos Representativos Grupos A Todos os elementos cujo elétron de maior energia se encontra na camada de valência em subnível s ou p. Gases nobresns 2 np 6 8 18, 8A ou zero Halogêniosns 2 np 5 717 ou 7A Calcogêniosns 2 np 4 616 ou 6A Família do Nns2 np3515 ou 5A Família do Cns2 np2414 ou 4A Família do Boro ns 2 np 1 313 ou 3A Alc. terrososns 2 22 ou 2A Alcalinosns 1 11 ou 1A Nome do grupoConfiguração e- de valência N° e- de valênciaGRUPO Elementos Transição Grupos B Transição externa: todos os elementos cujo elétron de maior energia se encontra na penúltima camada no subnível d. d 10 d 9 d 8 d 7 d 6 d 5 d 4 d 3 d 2 d 1 2B1B8B7B6B5B4B3B Configuração geral: ns2 (n – 1) d1 a 10 Transição interna: todos os elementos cujo elétron de maior energia se encontra na antipenúltima camada no subnível f, série dos Lantanídeos ou Terras raras (4f) e Actinídeos (5f). Configuração geral: ns2 (n – 2) f1 a 14 Distribuição Eletrônica Exemplos: 82Pb (6° período) K L M N O P 6s2 6p2 56Ba (6° período) K L M N O P 6s2 76Os (6° período) K L M N O P 6s2 5s2 5p6 5d6 7 Metais - Eletropositivos - Sólidos; exceto o Hg (25°C, 1atm); - Brilho característico; - Dúcteis (fios); - Maleáveis (lâminas); -São bons condutores de calor e eletricidade. -Auto ponto de Fusão e de Ebulição. METAIS -Eletronegativos; -Quebradiços; -Opacos; -Formam Compostos Covalentes (moleculares); -São Péssimos Condutores de Calor e Eletricidade (exceção para o Carbono). - São encontrados nos três estados de agregação. Ametais - São Moléculas Monoatômicas; - São Inertes Mas Podem Fazer Ligações apesar da estabilidade (em condições especiais); - São Sete: He, Ne, Ar, Xe, Kr, Rn. Gases Nobres ResumoMetais Ametais Gases nobres Hidrogênio 8 1 - São elementos líquidos: Hg e Br; 2 - São Gases: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn, Cl, N, O, F, H; 3 - Os demais são sólidos; 4 - Chamam-se cisurânicos os elementos artificiais de Z menor que 92 (urânio): Astato (At); Tecnécio (Tc); Promécio (Pm) 5 - Chamam-se transurânicos os elementos artificiais de Z maior que 92: são todos artificiais; 6 - Elementos radioativos: Do bismuto (83Bi) em diante, todos os elementos conhecidos são naturalmente radioativos. Notas: Propriedades periódicas Raio atômico Potencial de ionização Eletroafinidade Eletronegatividade Eletropositividade Densidade HeH Li Na K Rb Cs Fr Raio Atômico É a distância que vai do núcleo do átomo até o seu elétron mais externo. Inclui os gases nobres. HeH Li Na K Rb Cs Fr Raio Atômico É a distância que vai do núcleo do átomo até o seu elétron mais externo. Inclui os gases nobres. H He Li Na F F 9 Tendências nos tamanhos dos íons • O tamanho do íon também depende da carga nuclear, do número de elétrons e dos orbitais que contenham os elétrons de valência. • Os cátions deixam vago o orbital mais volumoso e são menores do que os átomos que lhes dão origem. • Os ânions adicionam elétrons ao orbital mais volumoso e são maioresdo que os átomos que lhe dão origem. He Ne Ar Kr Xe Rn H Fr Potencial de Ionização É a energia necessária para arrancar um elétron de um átomo, no estado gasoso, transformando-o em um íon gasoso. Varia como a eletronegatividade e inclui os gases nobres. A segunda ionização requer maior energia que a primeira e, assim, sucessivamente. X 0 (g) + ENERGIA X + (g) + e - 10 X(g) + Energia X + (g) + e - (endotérmica) Li+ Li + e- E1 Na Na+ + e- E2 POTENCIAL OU ENERGIA DE IONIZAÇÃO: é a energia necessária para retirar um elétron do átomo no seu estado gasoso E1 > E2 He Fr Qual a maior energia de ionização? 1ª E. I. 2ª E. I. Propriedades Periódicas E COM ESTE? SEGUNDO POTENCIAL DE IONIZAÇÃO: E1 E3 Ca E2 Ca(g) + E1 Ca + (g) + e - Ca+(g) + E2 Ca +2 (g) + e - Ca+2(g) + E3 Ca +3 (g) + e - E3 >>>>> E2 > E1 Obs. Os gases nobres por terem uma configuração eletrônica estável dificilmente perdem elétrons e ao serem comparados com outros elementos eles sempre terão o maior potencial de ionização, portanto não dependem do raio atômico. 11 H Fr Eletroafinidade É a energia liberada quando um átomo recebe um elétron (Afinidade Eletrônica). Varia como o Potencial de Ionização. Não inclui os Gases Nobres. X 0 (g) + e - X - (g) + ENERGIA B C N O F Cl Br I H Fr Eletronegatividade A eletronegatividade (também denominada de caráter ametálico) mede a tendência relativa de um átomo, em uma molécula, em atrair elétrons, quando combinado em uma ligação covalente. Ordem de eletronegatividade: F / O / N /Cl / Br / I / S / P / C / H Propriedades Periódicas O QUE É POSSÍVEL ENTENDER COM ESTE GRÁFICO? F H Li Na K Rb Cs Fr Eletropositividade ou Caráter Metálico: É a capacidade que um átomo tem de perder elétrons (metais). Varia da direita para a esquerda e de cima para baixo excluindo-se os gases nobres. 12 He Ne Ar Kr Xe Rn H B C N O F Cl Br I Li Na K Rb Cs Fr Resumo das propriedades Eletronegatividade; Potencial de ionização; Eletroafinidade. Eletropositividade; Raio atômico Reatividade Química: indica a capacidade de combinação do elemento químico. Metais: maior eletropositividade, implica em maior reatividade. Ametais: maior eletronegatividade, implica em maior reatividade. F Fr Obs. Os metais nobres são menos eletropositivos que o hidrogênio. Cu Ag AuPt Hg Propriedades Periódicas Especiais Densidade: relação entre a massa e o volume. Obs. O Ósmio é o elemento mais denso. Obs. Nas famílias o volume atômico não obedece a variação da densidade e sim a massa atômica. Os Volume Atômico: é o volume ocupado por um átomo-grama do elemento no estado sólido. Os ALGUNS VALORES: • d Na = 0,97 g/cm 3 • d Mg = 1,74 g/cm 3 • d Hg = 13,53 g/cm 3 • d Os = 22, 57 g/cm 3 13 Observação: • Metais leves ( d < 5 g/cm3 ): Mg, Al, Na, K, Sr, Ba … • Metais pesados (d > 5 g/cm3 ): Cr, Fe, Ni, Cu, Zn, Ag, Pt, Pb, Au, Hg, Os W C Propriedades Periódicas Especiais Ponto de Fusão e Ebulição: Observações: 1) O elemento de maior ponto de fusão é o Carbono - C, este não obedece a regra de posicionamento na tabela. 2) O elemento de maior ponto de ebulição é o Tungstênio - W. 3) Os metais alcalinos e alcalinos terrosos contrariam a regra, o PF e o PE crescem de baixo para cima. Propriedades Periódicas RESUMO GERAL: F Fr R. Atômico / Eletrop. / Reat. M. F Fr P. Ioniz. / Eletron. / Reat. A. Os Densidade Os C Vol, Atômico W C PF / PE Tabela de Prova 14 Exercícios de fixação: 1. Na classificação periódica, o elemento químico de configuração 1s2 2s2 3s2 3p6 3d10 4s2 4p3 está localizado na família: a) 5A do quarto período. d) 3A do quarto período. b) 4A do quinto período. e) 3A do terceiro período. c) 4A do terceiro período. 2. Com relação à moderna classificação periódica dos elementos, assinale a afirmação correta: a) Em uma família, os elementos apresentam, geralmente, o mesmo número de elétrons na última camada. b) Em uma família, os elementos apresentam propriedades químicas bem distintas. c) Na tabela periódica, os elementos químicos estão colocados em ordem decrescente de masssas atômicas. d) Em um período, os elementos apresentam propriedades químicas semelhantes. e) Todos os elementos representativos pertencem aos grupos B da tabela periódica. 15 Exercícios de fixação: 3. Nos garimpos utiliza-se mercúrio para separar o ouro das impurezas. Quando o mercúrio entra em contato com a água dos rios, causa uma séria contaminação: é absorvido por microorganismos, que são ingeridos pelos peixes pequenos, os quais são devorados pelos peixes grandes usados na alimentação humana. Podemos prever, com auxílio da tabela, que um elemento com comportamento semelhante ao do mercúrio é: a) Na b) C c) Cd e) Ca e) Fe 4. Considerando-se os elementos X (Z = 17) e Y (Z = 12), podemos afirmar que: a) X é metal e Y é não metal. b) X e Y são metais. c) X é não-metal e Y é metal. d) X e Y são não metais. e) X e Y são semimetais. Exercícios de fixação: 5. Julgue os itens seguintes: (01) Num mesmo grupo periódico, de cima para baixo, aumenta a carga nuclear dos elementos. (02) Elementos químicos situados num mesmo período apresentam propriedades químicas diferentes. (04) Os elementos do grupo 2A da tabela periódica apresentam 2 elétrons de valência, sendo denominados alcalinos. (08) O elemento que apresenta configuração eletrônica 5d3 para seu subnível mais energético, é de transição interna. (16) O mercúrio é o único metal líquido á temperatura ambiente. Exercícios de fixação: 1. A energia de ionização do cloro representa a energia posta em jogo na reação da equação abaixo: a) Cl2(l) + 2e - Cl-(g) b) Cl(g) Cl + (g) + e - c) Cl(g) + e - Cl-(g) d) 2Cl(g) + 2e - Cl2(g) e) Cl2(g) Cl - (g) + Cl + (g) 2. Com relação às seguintes propriedades periódicas: I – Em uma mesma família química, quanto menor o número atômico, menor o potencial de ionização. II – Os átomos da família 6A possuem raio atômico menor que os átomos da família 1A, pertencentes ao mesmo período. III – Na tabela periódica, quanto maior o caráter metálico do elemento, menor sua afinidade eletrônica. São corretas: a) I e II b) II e II c) I e III d) III apenas e) I, II e III Exercícios de fixação: 3. A 1a energia de ionização dos elementos trouxevaliosas informações para a compreensão da estrutura atômica dos elementos. Essa energia varia periodicamente para os elementos. Essa energia varia periodicamente para os elementos no estado gasoso.Lançando valores em diagramas obtemos uma curva aproximada como a traçada a seguir: Ei Z A B C D E U V W ZX 16 Exercícios de fixação: As séries de elementos, representados por U, V, W, X e Z (máximo da curva) e A, B, C, D e E (mínimo da curva), podem ser designadas respectivamente por: a) halogênios (7A) e calcogênios (6A) b) alcalinos (1A) e alcalinos terrosos (2A) c) halogêneos (7A) e alcalinos (1A) d) gases nobres (8A) e halogênios (7A) e) gases nobres (8A) e alcalinos (1A) 4. Observe os elementos representados na tabela periódica parcialabaixo julgue os itens: RnBaCs XeICdAgPdYSrRb KrBrZnCuNiScCaK ArClSPAlMgNa NeFONCBBeLi HeH Exercícios de fixação: (01) O césio (Cs) é o elemento de maior raio atômico dentre os representados. (02) O raio atômico do magnésio (Mg) é maior que o do sódio. (04) Dentre os elementos representados, somente o níquel (Ni), cobre (Cu) e zinco (Zn) são elementos de transição. (08) A eletronegatividade dos elementos B, C, N, O e F aumenta da esquerda para a direita. (16) A energia de ionização do rúbídio (Rb) é maior que a do Xenônio (Xe). 2. Dadas as proposições a seguir, indique as verdadeiras: (01) A espécie Cl- apresenta raio maior que a espécie Cl0. (02) A energia de ionização do Li+ é maior do que a do Li. (04) Os elementos mais eletronegativos da tabela periódica situam-se no grupo dos gases nobres. (08) Da análise das propriedades periódicas podemos concluir que os ametais são elementos de maior tendência de formar ânions. (16) Pelas posições que ocupam na tabela periódica, frâncio e hélio, são elementos mais reativos conhecidos. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA • Livro Princípios De Química - 3.ed. Peter Atkins & Loretta • Química Inorgânica Uma Introdução Haroldo L. C. Barros • Livro Quimica Geral Volume 2 - 2º Edição John Russell • www.ebah.com.br/raio-atomico-energia-de- ionizacao-afinidade-eletronica-eletronegatividade-e- polarizidade-... • www.cdcc.usp.br/quimica/tabela_apres.html • www.ca.ufsc.br/qmc/tabela/tabela.html • www.if.ufrj.br/teaching/tabela/st2.html
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