Apresentação 15/16

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Universidade Federal de Goiás -
Regional Catalão
Docente: Dra. Cristiano Morita Barrado
Grupos 15 e 16
Discentes: Geraldo Sousa Gonçalves Neto Matrícula: 201517181
Isabella Ferreira da Silva Matrícula: 201510476
 Letícia Stéfanny Lamim de Menezes Matrícula: 201506290
 Vinicius Evangelista Araújo Matrícula: 201506306 
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Características gerais dos grupos 15 e 16
São constituintes do bloco p;
nitrogênio e oxigênio, diferentes de seus congêneres.;
 Com exceção destes dois elementos, as espécies de ambos os grupos são sólidas sob condições normais e geralmente o caráter metálico aumenta para baixo.
Alguns são elementos mais importantes para a geologia, a vida e a indústria. 
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Os elementos do grupo 15
Nitrogênio
Fósforo
Arsênio
Antimônio
Bismuto
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Características gerais do grupo 15
Propriedade
N
P
As
Sb
Bi
N° atômico
7
15
33
51
83
Configuração eletrônica
2s22p3
3s23p3
4s24p3
5s25p3
6s26p3
P. de fusão (°C)
-210
44
614
631
271
P. de Ebulição (°C)
-196
277
-
1750
1564
1° E. I (KJ/mol)
1402
1012
947
830
703,03
2° E. I. (KJ/ mol)
2856
1907
1798
1595
1610
Caracteristicametalica
Não metal
metal
Semi - Condutor
Metal
Metal
Fonte natural
Ar atmosférico
Hidroxi-apatita Ca5(PO4)3
Arsenopirita FeAsS
Estibina Sb2S3
BismutinitaBi2S3
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Características gerais do grupo 15
Hidretos: Todos esses elementos formam hidretos voláteis de fórmula MH3. Todos são gases tóxicos, de cheiro desagradável.
Haletos: Todos os trihaletos possíveis desses elementos são conhecidos. São predominantemente covalente e têm estrutura tetraédrica.
Óxidos: Todos os óxidos de nitrogênio apresenta ligação múltipla. Os demais elementos tem menos óxidos devido a incapacidade de formar ligação duplas. 
 
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Nitrogênio (N)
Estado de oxidação
Exemplos
+ 5
N2O5; HNO3; NO3-
+ 4
NO2; N2O4
+ 3
HNO2; NO2-; NF3
+ 2
NO
+ 1
N2O; H2N2O2;N2O2; HNF2
0
N2
- 1
NH2OH; NH2F
- 2
N2F4
- 3
NH3; NH4+; NH2-
Gás incolor;
Inodoro;
Sem sabor;
Insípido;
Pouco reativo;
Fórmula: N2;
O nitrogênio constitui 78% da atmosfera terrestre e não é um elemento abundante na crosta terrestre. 
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Nitrogênio (N) – Obtenção e uso
Ele é obtido pela destilação fracionada do ar líquido;
A baixa reatividade do N2, permite usá-lo no embalo de alimentos, fabricação de metais e dispositivos eletrônicos.
O principal uso é na fabricação de fertilizantes, a partir de amônia.
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Nitrogênio (N) - Compostos
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Nitrogênio (N) - Compostos
Se dissolve facilmente em água liberando calor e é uma base fraca.
No laboratório amônia, NH3 pode ser preparado pela ação de NaOH com um sal de amônio:
NH4Cl(aq) + NaOH(aq) → NH3(g) + H2O(l) + NaCl(aq)
A produção comercial de NH3 é realizada pelo processo Haber:
N2(g) + 3 H2(g) → 2 NH3(g) 
gás incolor;
Odor pungente;
Tóxico;
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Nitrogênio (N) - Compostos
É um líquido incolor;
Ácido forte;
Excelente oxidante principalmente concentrado e à quente;
 Quando ele é exposto a luz adquire coloração castanha, devido a sua decomposição em NO2 e O2:
4 HNO3 → 4 NO2 + O2 + 2 H2O
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Fósforo (P)
Propriedades físico-químicas
Foi descoberto em 1669 quando o mercador e alquimista Henning Brant, tentava descobrir o ouro a partir da ureia e urina. O solido branco obtido como produto, brilhava no escuro, por isso então o nome fosforo , do grego “que brilha no escuro”.
Ponto de fusão : 44°C 
Ponto de ebulição: 281°C 
Raio atômico/pm: 110
Configuração eletrônica: 3s23p3
Estados de oxidação : III e V
Eletronegatividade de Pauling: 2,1
Primeira energia de ionização: 1.403
Abundancia relativa: 11°
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Obtenção
O fosforo elementar é obtido pela redução do fosfato de cálcio com o carbono , em forno de arco voltaico a 1500°C. A areia é utilizada para remoção do cálcio, formando silicato de cálcio (6CaSiO3) e oxido de fosforo V (P4O10). Então, o carbono reduz o oxido formando o fosforo elementar:
“Estudos mostram que, no ritmo atual de consumo, a oferta de fósforo vai esgotar-se em 345 anos. No entanto, alguns cientistas acreditavam que um ” pico” de consumo de fósforo ocorrerá em 30 anos e o Institute for Sustainable Futures estima que as reservas serão esgotadas nos próximos 50 a 100 anos .” Geo, Banco de dados mundial
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Alótropos 
Fosforo branco: P4
Altamente perigoso e reativo com o ar à temperatura ambiente
Fósforo vermelho : Pn
Obtido pelo aquecimento do fosforo branco na ausência de oxigênio
Fosforo preto
Obtido pelo aquecimento do fosforo à alta pressão. Sendo a forma termodinamicamente mais estável.
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Fósforo (P) - Ocorrência
O fosforo na forma de adenosina-trifosfato ATP e adenosina difosfato, ADP, é de importância vital no processo de produção de energia nas células;
O Fosforo também é encontrado em minerais como a hidroxiapatita e fluoroapatita.(rochas fosfáticas)
Trifosfato
Difosfato
Mineral Hidroxiapatita: Ca5(PO4)3OH
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Fósforo (P) 
 	
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O ácido fosfórico pode ser obtido a partir da ação do acido sulfúrico concentrado na rocha:
Fluoropatita: Ca5(PO4)3F
Ca5(PO4)3F(S) + 5H2SO4(l)  3H3PO4(l) + 5CaSO4(s) + HF(g)
O poluente em potencial fluoreto de hidrogênio, proveniente do componente fluoreto da rocha, é capturado por reação com silicatos para formar o íon complexo SiF6- , menos reativo.
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Usos e Importância
Bombas (fosforo branco, pela alta reatividade com o ar) ;
Pirotecnia (fogos de artifício);
Fosforo vermelho misturado com o areia é usado na caixa de fosforo;
O fosfato de sódio é usado como amaciante de água;
Acido fosfórico é utilizado como fertilizantes (90% da produção mundial) ;
Fabricação de aço (de baixo carbono ) e ligas.
Biomateriais;
Bomba de fosforo branco
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Compostos do fosforo
Fosfetos: São compostos binários onde o fosforo liga-se com metais ou com íons o fosforo iônico.
Hidrazina: Usada como semicondutores para dopar o silício e para preparar outros compostos semicondutores
 P4(s) +3 OH- + 3H2O(l) → PH3(g) + 3 H2PO2(aq) 
Óxidos de fosforo :
	
P(III)	P4(s) + 3O2(g) P4O6(s)
P(V)	P4(s) + 5O2(g)  P4O10(s)
 
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Arsênio (As), Antimônio (Sb) e Bismuto (Bi)
Ocorrências e obtenções
O Arsenio é geralmente obtido das poeiras das chaminés das fundições de cobre e chumbo.
Aquecendo os minérios a 700°C na presença de O2
		FeAsS(s) → FeS(s) + As(g)
O antimônio é obtido a partir do minério estibinita, Sb2S3, e ulmanita, NiSbS.
Aquecimento da estibinita com raspas de ferro:
	Sb2S3(s) + 3 Fe(s) → 2 Sb(s) + 3 FeS(s)
O Bismuto ocorre como bismita, Bi2O3 e bismutinita, Bi2S
É produzido como subproduto da obtenção de cobre, estanho, chumbo e zinco.
Antimonita/Estibinita
Bismutinita
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Arsênio (As), Antimônio (Sb) e Bismuto (Bi)
Arsênio	
dopante em componentes do estado sólido(circuitos integrados e lasers);
Pesticidas;
Antimônio
tecnologias de semicondutores, produzindo detectores de infravermelho e diodos de emissores de luz;
Bismuto
Cosméticos
Pigmentos
Eletrônica
Vidro ótico
Produção de aço
Usos
Compostos
Hidretos
arsina (AsH3) e estibina (SbH3) são gases tóxicos, bismutina (BiH3) . São produzidos por hidrolises de compostos binários.
Óxidos de Arsênio, antimônio e bismuto III
Haletos
N
19
33°
P
1.120
11°
As
1,8
52°
Sb
0,2
64°
Bi
0,008
71°
ppm
22
Grupo 16
Elementos do grupo:
Oxigênio
Enxofre
Selênio
Telúrio
Polônio
22
23
Características gerais do Grupo 16
Calcogênios: grego “formadores de cobre” → minérios → Cu
Propriedades
O
S
Se
Te
Po
Massaatômica (g/mol)
16
32
78
127
209
Configuração eletrônica
2s22p4
3s23p4
4s24p4
5s25p4
6s26p4
P.Fusão (°C)
    -229
114
    221
   452
254
P.Ebulição (°C)
  -183
 445
  685
 1087
 962
Energia de ionização (KJ/mol)
1314
1000
941
869
812
Classificação metálica
Não metal
Não metal
Não metal
Não metal
Metal
23
24
	Características gerais do Grupo 16
Configuração eletrônica e estados de oxidação:
Elemento
Estado de oxidação
O
-2, -1
S
-2,+2,+4 +6
Se
+2,+4,+6
Te
+2,+4,+6
Po
+2,+6
  
ns2np4 → octeto → recebendo ou compartilhando elétrons; 
 
 ≠ de eletronegatividade entre O e metais é grande → óxidos metálicos são iônicos e contém O2- 
(aq)
 (s)
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Ocorrência dos calcogênios
O2(g) 21% em V da atmosfera e 49% das moléculas da crosta terrestre;
O S é encontrado livre na natureza: 
 Compostos:
Pirita (FeS) Esfarelita (ZnS) Galena (PbS)
O Se, Te e Po
 
Lv (livermório) → ununhéxio → artificial → INSTÁVEL
 Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL).
 
- Pirita, sulfeto de ferro que, pela cor amarela e brilho metálico é muitas vezes denominada falso ouro.
Decaimento radioativo: os núcleos atômicos instáveis emitem partículas e radiações eletromagnéticas para se transformarem em núcleos mais estáveis.
Livermório: Elemento artificial, sintetizado no Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL). Antes de receber este nome, ele era chamado provisoriamente de ununhéxio. Durante os experimentos foram sintetizados apenas poucos átomos de livermório, que, por ser extremamente instável, dura menos de um segundo. Não se tem muito conhecimento a respeito de suas propriedades, mas supõe-se que os compostos deste elemento sejam bem malcheirosos.
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Os elementos do Grupo 16 
Definição de alotropia ou poliformismo; 
Exceto o telúrio, são polimórficos;
	Oxigênio
Industrialmente → Destilação fracionária do ar → P.E. -183°C;
Laboratorialmente → Decomposição catalítica (MnO2):
	 	
 
 O2(g) 
 
 Ferro-gusa → aço 
 Medicina: Enriquecer o ar
 Alótropos: O2 e O3
 2KClO3(s)  2KCl(s) + 3O2(g) 2H2O2(aq)  2H2O(l) + O2(g) 
Aplicações
Principal: oxidante
Soldagens
 ferro gusa, material metálico composto majoritariamente por ferro, porém contendo também altos teores de carbono (da ordem de 4,5 %) e altos teores de impurezas (enxofre, fósforo e outros elementos)
Coque metalúrgico (basicamente o resultado da coqueificação do carvão mineral ou vegetal), a qual é sucedida pela conversão do ferro gusa em aço na chamada aciaria, onde nos conversores ocorre basicamente a oxidação do excesso de carbono e das impurezas, que são assim removidos, resultando numa liga ferrosa com teor de carbono bem mais baixo (em geral inferior a 1 %) e com baixíssimo nível de impurezas, que pode ser considerado residual.
Medicina: O Oxigénio gasoso, que abastece hospitais e indústrias, comercialmente vendido em cilindros de alta pressão, pode ser obtido por meio de um processo de separação do ar, utilizando peneira molecular, chamado adsorção com alternância de pressão.
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Dioxigênio (O2 )
Molécula diatômica estável → £ na forma de (g) CNTP;
Incolor, inodoro, insípido, comburente e pouco solúvel em água;
 Ligação não tão simples quanto possa parecer:
O2 segundo a TOM
Um dos 1ºs Êxitos 
Essa molécula é formada durante a fotossíntese das plantas que absorvem dióxido de carbono (CO2) e libertam oxigénio, e é utilizada pelos seres vivos no processo de respiração.
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2. Ozônio (O3 )
Variedade alotrópica triatômica do oxigênio.
Absorve radiação ultravioleta; 
Ele é instável e se decompõe a O2:
	O3(g)  O2(g) + O(g)
 Alótropo obtido pela passagem de i → O2 seco:
 		3O2(g)  2O3(g)
Melhor oxidante que O2 
 		O3(g) + 2H+ (aq) + 2e-  O2(g) + H2O(l),
 E = 2,07 V
O2(g) + 4H+ (aq) + 4e-  2H2O(l), 	 
E = 1,23 V.
 
	
- O ozônio possui cor azulada e forma uma camada (ozonosfera) ao redor do planeta Terra numa altitude de 16 a 30 km (na estratosfera). Esta camada de ozônio serve para absorver a radiação ultraviolenta proveniente do Sol, protegendo, desta forma, os seres vivos que habitam o planeta. Sem esta proteção, os raios solares seriam extremamente nocivos aos seres humanos.
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Enxofre
Produção mundial→ 57 milhões de toneladas ( EUA, Rússia, Canadá, China e Japão
Maior parte S → H2SO4
 
 Extraído de depósitos subterrâneos (Frasch)
 Obtenção:
Pólvora
30
O S é amarelo;
Elemento que possui + formas alotrópicas;
 Cristalinas comuns:
enxofre-α ou rômbico
enxofre-β ou monoclínico
se interconvertem 
30
Selênio (Se) 
31
Formas Alotrópicas 
32
Existem seis formas alotrópicas.
Três vermelhas não metálica
Vermelha amorfa 
Duas variedades cinza 
32
Obtenção e uso 
33
Clausthalite e crookésite 
Telúrio (Te)
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Aplicação do Telúrio 
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Sylvanite 
Reação de precipitação 
TeO2(s) + 4 H+(aq) + 4é → Te(s) + 2 H2O(l)
4 H2O(l) + 2 SO2(g) → 4é + 8 H+(aq) + 2 SO42-
TeO2(s) + 2 H2O(l) + 2 SO2(g) → 4 H+(aq) + 2 SO42-(aq) + Te(s) 
Polônio (Po) 
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Forma Alotrópica 
37
Polônio α (cúbica simples)
Polônio β (romboédrica)
Obtenção e uso
Pilhas nucleares 
Fonte de nêutrons 
Agente antiestático 
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Obtenção artificial
Extração 
 
TIPOS DE ÓXIDOS
Óxidos normais
Peróxidos
Subóxidos
Óxidos básicos 
Óxidos anfóteros
Óxidos ácidos
Óxidos neutros
Oxoácidos de enxofre 
Oxoácidos de selênio e telúrio
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40
Referências Bibliográficas
1 Disponível em: http://www.foz.unioeste.br/~lamat/downquimica/capitulo3.pdf. Pág.: 61 à 85. Acesso em: 02/03/2016 às 13h00; 
2 SHRIVER, D.; ATKINS, P. Química inorgânica. 4° ed. Tradução de Roberto de Barros Faria. Porto Alegre: Bookman, 2008. Pág.: 369 à 420; 
3 LEE, J. D. Química inorgânica não tão concisa. 5° ed. Tradução de Henrique E. Toma, Koiti A. e Reginaldo C. R. São Paulo: Edgard Blucher, 1999. Pág.: 236 à 292;
4 Disponível em: http://www.quiprocura.net/elementos/descricao/grupo16.htm Acesso em: 02/03/2016 às 17h00;
5 CANHAM, R. G. Química inorgânicas descriptiva. 2° ed. Editorial Pearson, 2000. Pág.: 339;