Quimica inorganica

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O Hidrogênio, teorias ácido-base e 
transferência de elétrons 
O hidrogênio 
Elemento mais abundante no universo, componente da água, fonte de energia interessante, 
estrutura mais simples entre todos os elemento até hoje encontrados na natureza. Forma mais 
moleculas do que qualquer outro elemento, observado pela primeira vez em 1671 por robert 
Boyle, durante um experimento com ferro e ácidos. 
 
 
 
Ocorrência, extração e aplicação do hidrogênio 
▪ H2 é a substância mais abundante do universo (70% da massa total do universo) e é o 
principal gás da atmosfera solar 
▪ Devido à sua natureza leve, é muito menos abundante (0,15% em massa) na atmosfera 
terrestre. 
▪ Na forma combinada, além da água, ocorre em tecidos vegetais e animais, 
carboidratos, proteónas, hidretos, incluindo hidrocarbonetos e muitos outros 
compostos. 
▪ Eletrólise da água 
 
 
Propriedades e reatividade do hidrogênio (H2) 
Gás incolor e inodoro, densidade é a menor comparada a de outros elementos da Tabela 
Periódica - aproximadamente 14 vezes mais leve que o ar que respiramos. Passa de gás para 
líquido em temperaturas de –253°C e de líquido para sólido próximo a –259°C. Esse sólido é 
pouco solúvel em água, álcool e poucos outros solventes. 
 
 
Hidretos: definição 
Possuem caráter nucleófilo - representado por H- - podendo atuar como um agente redutor ou 
como uma base. Podem ser utilizados para remover traços de água de solventes orgânicos - 
vêm sendo empregados na área de armazenamento de energia para armazenamento de H2 em 
carros elétricos movidos a H2. 
Classificados em três categorias: 
1. Hidretos iônicos 
2. Hidretos covalentes ou moleculares 
3. Hidretos metálicos 
Hidretos: nomenclatura 
Para nomear os compostos de hidretos, você deve se atentar ao elemento a que o hidreto está 
ligado – um hidreto do boro (BH3) é conhecido por borana 
Metais alcalinos terrosos: hidreto de (nome do metal) 
Alumínio (AIH3): alana 
Tálio (TIH3): talana 
 
Ácidos e bases de Arrhenius 
 
Ácidos e bases de Bronsted-Lowry 
- Um ácido é caracterizado como um doador de prótons (H+) 
- Uma base é caracterizada como um aceitador de prótons (H+) 
 
Acidez e basicidade de Lewis 
Pode ser usado para incorporar reações mesmo quando não há transferência de prótons, uma 
base de Lewis é definida como aquela que faz a doação de um par de elétrons, um ácido de 
Lewis é definido como aquele que o recebe para formar uma ligação. 
 
 
 
 
Acidez e basicidade de Lewis 
 
 
Forças relativas de ácidos e bases 
A força de um ácido está relacionada à facilidade com que ele doa seu próton para tornar sua 
base conjugada. A força de uma base está relacionada à sua capcidade de aceitar um próton 
para tornar seu ácido conjugado. 
Um ácido fraco ou base fraca não é completamente ionizado em solução aquosa. 
 
 
 
Dureza e moleza de ácidos e bases 
▪ Ácidos e bases de Lewis 
▪ Ácidos Moles 
▪ Bases Moles 
▪ Ácidos duros 
▪ Bases duras 
Reações química inorgânicas de ácido-base 
- Ácido-base de Arrhenius 
- Ácido-base de Bronsted-Lowry 
- Ácido-base de Lewis 
 
Reações de transferência de elétrons 
 
Oxidação 
 
 
 
 
 
Redução 
 
Reação de oxidação-redução 
 
Numero de oxidação 
- Átomos em sua forma elementar possuem NOX igual a zero 
- Para íons compostos por apenas um átomo, o número de oxidação é igual à carga de 
íon 
- O numero de oxidação do oxigenio na maioria dos compostos é -2 
- O Nox do hidrogênio é +1, exceto na forma de hidreto 
- A soma algébrica do número de oxidação de todos os átomos em um composto de ve 
ser zero 
Balanceamento de reações redox 
 
 
Metais alcalinos, alcalinos terrosos e 
metais de transição 
Metais alcalinos 
 
Configuração eletrônica dos metais alcalinos 
 
Lítio (Li) 
Pode ser obtido a partir de minerais; 
Lítio metálico - obtém por eletrólise 
Elemento macio - sólido mais leve – utilizado como hidreto 
Metal para baterias 
Os íons lítio proporcionam efeito antioxidante e protegem contra os sintomas 
causados pelo transtorno afetivo bipolar. 
Sódio (Na) 
Sétimo elemento mais abundante na crosta terrestre – principal forma de obtenção é 
pelo sal-gema, o cloreto de sódio. 
Metal alcalino mais importante em termos de uso industrial 
Sal de cozinha (NaCI), o bicarbonato de sódio (NaHCO3), o salitre (NaNO3) e a soda 
cáustica (NaOH). 
Potássio (K) 
Ocorre mais comumente na forma de cloreto, cloreto de potássio (KCI), está presente 
tanto na água do mar como na forma de mineral (silvita) - na crosta terreste 
Usado na produção de Fertilizantes 
Outras formas de potássio: Hidróxido de potássio (KOH) - fabricação de detergentes. 
Clorato de potássio (KCIO3) - utilizado para a produção de explosivos. 
Brometo de potássio (KBr) - janelas óticas utilizadas na espectroscopia de 
infravermelho. 
Rubídio (Rb) 
Além de não ser um elemento muito abundante na crosta terrestre, é de difícil 
obtenção. 
É encontrado juntamente a outros minerais a lepidolita. 
Aplicação: ela não tem uma grande escala de aplicação, pode ser empregado em 
componentes de fotocelular e tambpem para remover alguns vestidios. 
Césio (Cs) 
Pode ser obtido por meio do mineral polucita após tratamento com ácido sulfúrico. 
Frâncio (Fr) 
Por ser um elemento altamente radioativo e de curta duração (meia-vida máxima de 
cerca de 22 minutos), tem apenas valor científico. Pode ser detectado, em pequenas 
quantidades, em minérios de urânio. 
 
Propriedades e reatividade dos metais alcalinos 
Metal Li Na K Rb Cs 
Cor Vermelho Amarelo violeta Vermelho Azul 
 
 Li Na k Rb Cs 
Raio metálico (pm) 152 186 231 244 262 
Raio iônico (pm) 59 99 137 148 167 
Energia de ionização 
(kj/mol) 
519 494 418 402 376 
Potencial padrão E° 
(v) 
-3,04 -2,71 -2,94 -2,92 -3,03 
Densidade (g/cm3) 0,53 0,97 0,86 1,53 1,90 
Ponto de fusão (°C) 180 98 64 39 29 
ΔH hidratação 
(kJ/mol) 
-519 -406 -322 -301 -276 
 
Reatividade 
- Em relação ao ar 
o 4Li + O2 --> 2Li2O (óxido) 
o 2Na + O2 --> Na2O2 (peróxido) 
o M + O2 --> OQ2 (superóxido) 
o M = K, Rb, Cs 
- Em relação a água 
o 2M + 2H20 --> 2MOH + H2 
- Radioatividade 
 
Algumas reações dos metais alcalinos 
Reação com hidrogênio - 2M + H2 --> 2MH (M=metal) 
Reação com halogênios 
Reação com amônia - M + NH3 --> MNH2 + ½H2 - M = metal alcalino 
Reação com carbono – Na + C2H2 --> NaHC2 --> Na2C2 
 
Metais alcalinos terrosos 
 
 
Configuração eletrônica dos metais alcalinos terrosos 
 
Berílio (Be) 
- É um elemento relativamente raro 
- A extração de berílio em minérios é complexa 
- Berílio metálico pode ser obtido por eletrólise do cloreto de berílio 
- Aplicações: 
Magnésio (Mg) 
- Oitavo elemento mais abundante na terra e o terceiro metal mais abundante na 
água do mar 
- Magnésio elementar é o único metal alcalino terroso produzido em larga escala 
- Aplicação 
Cálcio 
- O quinto elemento mais abundante na crosta terrestre 
- está presente em vários aspectos do nosso cotidiano 
- É essencial para a coagulação normal do sangue 
- Importância biológica 
Estrôncio (Sr) 
- Ocorre principalmente na natureza nas formas de sulfato e de carbonato 
- Estônico metálico 
- Aplicação 
Bário (Ba) 
- Fonte 
- Bário metálico 
- Aplicação 
Rádio (Ra) 
- Por causa da sua baixa abundância e alta radioatividade, o rádio tem poucas 
aplicações 
 
Propriedades e reatividade dos metais alcalinos terrosos 
 
 
Reações dos metais alcalinos terrosos 
➢ Reatividade em relação ao ar e à pagua 
o MO + H2O --> M(OH)2 (M=Ca, Ba ou Sr) 
➢ Reatividade em relação aos halogênios 
➢ Reatividade em relação ao hidrogênio 
➢ Reação com ácidos: 
o MO +2HCI --> MCI2 + H2O 
o MO + 2HNO3 --> M(NO3)2 + H2O M=Mg,Ca, Ba ou Sr 
Metais de transição 
 
 
 
Ocorrência, extração e aplicação dos metais de transição 
➢ Pulverização 
➢ Concentração do minério 
➢ Calcinação do minério 
➢ Redução de óxidos metálicospara metal livre 
➢ Purificação e refinação de metal 
➢ Aplicações 
 
Propriedades dos metais de transição e suas reatividades 
 
Propriedades dos metais de transição 
- Magnetismo 
- Cores 
- Ligas metálicas 
 
Valência variáveis dos diferentes estados de oxidação 
 
Aplicações 
❖ Exemplo 01 
o Indústria de alimentos perecíveis à base de carnes está iniciando suas 
atividades 
o Ela precisa de métodos químicos para conservação dos alimentos que 
serão produzidos e contratou você para pesquisar e desenvolver tais 
métodos 
o O que você, como pesquisador e bom conhecedor dos metais alcalinos, 
poderia sugerir a essa empresa alimentícia? 
o Que compostos seriam interessantes para conservar os alimentos? 
o Você saberia dizer o princípio que estaria envolvido? 
▪ Metais alcalinos – formam sais com facilidade e que o sais de 
sódio são excelentes agentes desidratantes. 
▪ Vários compostos contendo sódio podem ser sugeridos para 
aumentar a segurança e a vida útil dos alimentos, além de 
acrescentar sabor 
▪ Acetato de sódio, nitrato de sódio, nitrito de sódio, sulfato de 
sódio etc 
▪ Mais comum e barato – o cloreto de sódio - é eficaz como 
conservante – reduz a água dos alimentos – diminui a quantidade 
de água disponível para o crescimento microbiano e reações 
químicas 
▪ Isso ocorre devido á capacidade dos íons sódio e do cloreto de se 
associarem com moléculas de água 
▪ A adição de sal aos alimentos pode fazer com que as células 
microbianas sofram perda de água da célula e morte celular 
▪ NaCI – mineral sal-gema – encontrado jazidas formadas em 
camadas subterrâneas terrestres ou pode ser obtido pela 
evaporação da água do mar 
▪ Custo é bem pequeno 
▪ Consumo – em grandes quantidades – pode causar problemas de 
aumento da pressão arterial no corpo humano. 
 
Os elementos do bloco p 
Os elementos do grupo 13 
 
 
 
 
Boro (B) 
- Fontes e ocorrência 
- Obtenção 
- Aplicações 
Gálio (Ga) 
- Ocorrencia 
- Obtenção 
- Aplicação 
Índio (In) 
- Ocorrencia 
- Obtenção 
- Aplicação 
Tálio (TI) 
- Ocorrencia 
- Obtenção 
- Aplicações 
Nihônio (Nh) 
- Descoberto recentemente, em 2004, o elemento nihônio não pode ser 
encontrado naturalmente e até o momento não possui nenhum uso 
tecnológico. 
 
Propriedades dos elementos do grupo 13 
 
Elementos dos grupos 14 e 15 
 
Elementos do grupo 14 - ocorrência, extração e aplicação 
➢ Carbono (C), silício (Si), Germânio (Ge), Estanho (Sn) e Chumbo (Pb) 
➢ Carbono - carvão, grafite e diamente 
➢ Silício - sílica e silicatos 
➢ Hermânio - semicondutores 
➢ Estanho – ligas metálicas 
➢ Chumbo – baterias e ligas metálicas 
 
 C Si Ge Sn Pb 
Raio covalente 
(pm) 
77 117 122 140 146 
1° energia de 
ionização (kj/mol) 
1086 786 760 707 715 
Afinidade 
eletronica 
(kj/mol) 
122 134 116 116 
Densidade 
(g/cm3) 
2.2 (grafite), 
3.51 
(diamente) 
2.33 5.32 7.27 
(branco) 
11.30 
Ponto de fusão 
(°C) 
3730 1410 937 232 327 
Eletronegatividad
e de pauling 
2,5 1,8 1,8 1,8 1,8 
 
Os elementos do grupo 15: ocorrência, extração e aplicação 
- Nitrogênio (N), Fósforo (P), Arsênio (As), Antimônio (Sb) e Bismuto (Bi) 
- Nitrogênio - síntese de amônia 
- Fósforo - essencial para vida - aplicações 
- Arsênio - toxico – industria de semiocundotores – semimetal 
- Antimônio - semimental 
- Bismuto – ligas metálicas 
 
 
 
Elementos dos grupos 16 e 17 
 
 
Os elementos do grupo 16 
➢ Oxigênio - gás oxigenio (combustão) - ozônio 
➢ Enxofre – atividade vulcânica 
➢ Selenio - aplicaçoes 
➢ Telúrio - aplicações 
➢ Polônio - aplicações 
➢ Livermório - não ocorre naturalmente 
 
Elementos do grupo 17: ocorrencia, extração e aplicações 
- Não sao encontrados naturalmente em suas formas elementares 
- Flúor - aplicações 
- Cloro - aplicações 
- Bromo - aplicações 
- Iodo -aplicações 
 
 
Elementos do grupo 18, o bloco f e os 
compostos de coordenação 
Elementos do grupo 18 
 
 
Helio (He) 
- Ocorrencia 
- Obtenção 
- Características 
Neônio (Ne) 
- Ocorrencia 
- Obtenção 
- Características 
Argônio (Ar) 
- Ocorrencia 
- Obtenção 
- Características 
Criptônio (Kr) 
- Ocorrencia 
- Obtenção 
- Características 
Xenônio (Xe) 
- Ocorrencia 
- Obtenção 
- Características 
Radônio 
- Ocorrencia 
- Obtenção 
- Características 
 
Aplicações 
➢ Hélio 
➢ Neônio 
➢ Argônio 
➢ Criptônio 
➢ Xenônio 
➢ Radônio 
 
Elementos do bloco f 
 
 
 
 
Elétron
s f 
0 1 2 3 4 5 6 7 
cor incolor incolor verde lilás rosa Amarel
o 
rosa incolor 
Eletron
s f 
14 13 12 11 10 9 8 
 
 
 
Actnídeos 
Actínio (Ac), tório (Th), Protactínio (Pa), Urânio (U), Netúnio (Np), Plutônio (Pu), Amerício 
(Am), Cúrio (Cm), Berquélio (Bk), Califórnio (CF), Einstânio (Es), Férmio (Fm), 
Mendelévio (Md), Nobélio (No) e Laurêncio (Lr) 
 
Ocorencia, extração e aplicação dos lantinídeos 
- Fontes minerais 
- Principais aplicações - cério 
Ocorrencia, extração e aplicação dos Actnídeos 
- Ocorrencias 
- Principais aplicações 
 
Compostos de coordenação