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1 Universidade Federal de Minas Gerais Instituto de Ciências Exatas Departamento de Química Estrutura Eletrônica dos Átomos: Propriedades Periódicas Prof. Gilson de Freitas Silva 2 Descoberta dos Elementos Químicos 3 Tabela Periódica e Propriedades Periódicas Atualmente são conhecidos 115 elementos. Cada grupo de elementos apresenta propriedades similares. A Tabela Periódica é um guia e está organizada em ordem crescente do número atômico dos elementos. As configurações eletrônicas apresentadas na Tabela Periódica indicam os elétrons envolvidos em processos químicos (elétrons de valência). 4 5 6 Configurações eletrônicas representativas 7 Raios Atômico e Iônico 8 Como justificar as variações do raio na tabela periódica? Períodos: análise da carga nuclear efetiva! Grupos: análise em relação ao número de níveis eletrônicos preenchidos (não tem relação com a carga nuclear efetiva). Fonte: DUARTE, H. A. Carga nuclear efetiva e sua consequência para a compreensão da estrutura eletrônica dos átomos. Química Nova na Escola, 17, 22-26, 2003. Como avaliar o raio dos íons isoeletrônicos? (Lembrar da carga nuclear!) 2º Período Li Be B C N O F Ne Zef 1,30 1,95 2,60 3,25 3,90 4,55 5,20 5,85 Grupo 1 H Li Na K Rb Cs Zef 1,0 1,3 2,2 2,2 2,2 2,2 Tabela 1: Carga nuclear efetiva (Zef) de Slater para o 2º período e o Grupo 1 da Tabela Periódica. 9 Número atômico, Z C a rg a n u c le a r e fe ti v a , Z e f 10 11 Comparação entre raios atômicos e iônicos. 12 Energia de Ionização (EI) É a energia necessária para remover um elétron de um átomo ou íon isolado, em fase gasosa, no seu estado fundamental. 13 Como explicar os valores das sucessivas energias de ionização? Lembrar que à medida que elétrons são retirados do átomo, maior a carga nuclear efetiva (Zef) sobre os elétrons remanescentes! 14 15 16 Afinidade Eletrônica (AE) É a variação de energia potencial associada à adição de um elétron, a um átomo ou íon, em fase gasosa, no estado fundamental. 17 1. Coloque os seguintes íons na ordem crescente do raio iônico: S2‒, Cl‒ e P3‒. 2. Que elemento em cada um dos seguintes pares tem a maior afinidade eletrônica? a) Al ou In? b) Bi ou Sb? c) Si ou Pb? 3. Escreva a configuração eletrônica para as espécies químicas abaixo e determine a carga nuclear efetiva para o elétron mais energético. A partir do valor de Zef calculado, coloque-os em ordem crescente de energia de ionização e justifique. a) S b) Ni c) Ca 4. Explique por que a energia de ionização do potássio é menor do que a do sódio, ainda que a carga nuclear efetiva do sódio seja menor. 5. Apresente a configuração eletrônica para cada uma das espécies abaixo e as classifique em paramagnética ou diamagnética. a) Co2+ e Ca2+ b) Zn2+ e Cu2+ c) Mn2+ e N3‒ Revisando Conceitos...
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