Trabalho Química descritiva Inorgânica UFLA Ruy

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Química descritiva 
Introdução 
Na Química Descritiva estudaremos a ocorrência dos elementos na natureza, os locais onde podem ser encontrados, o estado físico em que se apresentam e suas combinações químicas mais comuns. Estudarmos os processos usados para obtenção dos elementos, a partir de fontes naturais e como são fabricadas algumas substâncias de grande interesse industrial e comercial. 92 dos 111 elementos químicos conhecidos são naturais. Significa que são encontrados na natureza (litosfera, hidrosfera, atmosfera) em diversas 
combinações. 
Litosfera: é a parte sólida da Terra. A crosta terrestre, camada exterior da litosfera, com 30 Km de espessura;
Hidrosfera: É a parte líquida que cobre 80% da superfície da Terra. 3,3% da água do mar são sais dissolvidos, o que representa uma fonte de obtenção dessas substâncias;
Atmosfera: É a parte gasosa ao redor da Terra. Sua composição pode variar em função do local, clima, altitude e uma série de outros fatores.
 
O Hidrogênio
O hidrogênio não está associado a nenhum grupo na tabela periódica. As vezes ele é colocado no início dos metais alcalinos por possuírem a mesma configuração do elétron de valência, o hidrogênio não é um metal sob condições normais, ou seja, para ser considerado um metal, precisaria ser submetido a altas pressões. Porém seria mais coerente se ele fosse um elemento do grupo 7A, pois ele tende a ganhar elétrons, como se fosse um halogênio, que requer um elétron para completar sua camada de valência.
Existem três tipos de isótopos de hidrogênio, que são: o hidrogênio (¹H), o deutério (D, ²H), e o trítio (D, ³H), e que apresentam nomes distintos, diferença significativa em suas massas, diferenças nas propriedades físicas que derivam da massa, assim como, as velocidades de reações de clivagem de ligação. Essas diferentes propriedades tornam-se úteis como traçadores, que nada mais são isótopos que podem ser seguidos por diversas reações, como por exemplo, a espectroscopia infravermelha (IV) ou RMN.
O isótopo ¹H é o mais leve e mais abundante, o deutério possui abundancia variável, cerca de 0,016%. O trítio, é radioativo, que decai pela perda de partícula β, que produz um isótopo raro e mais estável.As propriedades físicas e químicas são semelhantes, mas o mesmo não é verdadeiro, o H é substituído por D, porque a massa do átomo é duplicada.
Ao detectar o efeito isotópico cinético pode ajudar a manter o mecanismo da reação proposto, porque as velocidades das reações são diferentes , onde há processos de quebra de ligação, ou formação ou rearranjos. Este efeito cinético é observado quando um H é transferido de um átomo ao outro em um complexo ativo. Quando ocorre a transferência, que é o efeito na velocidade, chamamos de efeito isotópico primário. Isto é, a transferência do H, é dez vezes maior que a transferência do átomo D.
Já o efeito isotópico secundário ocorre quando o H não é transferido.
O isótopo que apresenta maior peso resulta em menor frequência, pelo fato de que as frequências de transições entre os níveis vibracionais dependem da massa atômica, que influência a substituição de D por H. Isso ajuda a determinar se uma transição infravermelha envolve movimento significativo do hidrogênio.
O núcleo do hidrogênio tem seu spin I = , utilizado em RMN ( os núcleos do D e T são 1 e ). A utilização do RMN de próton ajuda a identificar a presença de átomos de H em um composto, ou então se o hidrogênio está ligado, isso pelo deslocamento ou o acoplamento spin-spin com outro núcleo.
Hidretos metálicos são compostos que o hidrogênio forma com metais, e apenas os compostos do Grupo 1e 2 são considerados como contendo íon hidreto,H¯ , por serem altamente eletropositivos. Assim, quando esses compostos são combinados com compostos eletronegativos, identificados a direita da tabelo periódica, a ligação E-H é identificada como polar e covalente, quando o H carrega uma carga positiva muito pequena. Os ácidos fortes possuem sinais de RMN de próton desprotegidos, por sua eletronegatividade, o hidrogênio é designado ao número de oxidação – 1: combinações relacionadas a metais e +1 quando relacionados a não metais.
Para formar um plasma que contenha uma quantidade significativa de , , e . O cátion de hidrogênio livre (, o próton), por ter uma carga grande é considerado um ácido de Lewis forte. Já os cátions e não existem em solução, só existem em transição na forma gasosa. E também em alguns planetas como Júpiter, Urânio e Saturno que é encontrado nas auroras desses planetas.
Aplicação industrial
O hidrogênio molecular tem que ser produzido para satisfazer as necessidades da indústria, pois sua quantidade na atmosfera e no subterrâneo não é o suficiente. O principal processo de produção é a reforma a vapor, reação catalisada de água e hidrocarbonetos a altas temperaturas.
O hidrogênio é usado com N2 para a produção de amônia, matéria prima para substância que contenham nitrogênio, plásticos e fertilizantes.
Uma pesquisa realizada pela USP mostra a produção de hidrogênio a partir da vinhaça. “A vinhaça possui potencial para produção biológica de hidrogênio e metano devido à sua alta concentração de matéria orgânica e conteúdo nutricional, favorável ao crescimento microbiano”, declarou Ferraz.
Assim, o tratamento anaeróbico apresenta vantagens, como o principal a recuperação de energia na forma de biogás (hidrogênio e metano).
Outros ramos que o hidrogênio é usado na indústria, que são: a hidrogenação de gorduras e óleos, hidroalquilações, hidrossulfuração, fonte de energia para combustíveis em transportes, entre outros.
A classificação de compostos de hidrogênio
Veremos agora as principais tendências nas propriedades para a classificação dos compostos binários. É de se observar que há uma graduação de tipos estruturais, e que alguns compostos que se formam com o hidrogênio não se encaixam em nenhuma categoria, e que são divididos em três classes:
Compostos moleculares: compostos binários de um elemento e hidrogênio na forma de moléculas individuais e discretas;
Hidretos salinos: sólidos não voláteis, eletricamente não condutores e cristalinos;
Hidretos metálicos: sólidos não estequiométricos e eletricamente condutores.
Compostos moleculares
Compostos moleculares de hidrogênio são comuns para os elementos eletronegativos dos grupos 13/III ao 17/VII, e exemplos incluem B2H6 (deficiente em elétrons), CH4 ( número exato de elétrons), NH3 e H2O ( ricos em elétrons), HF.
Classificação
Os nomes sistemáticos dos compostos moleculares de hidrogênio são formados a partir do nome do elemento e o sufixo - ano, como em fosfano para PH3. Os nomes não sistemáticos amônia e água são universalmente usados ao invés de seus nomes sistemáticos azano e oxidano. E assim podemos classificar os compostos moleculares em três categorias:
Composto com número exato de elétrons: todos os elétrons de valência do átomo central estão envolvidos nas ligações;
Composto deficiente em elétrons: há poucos elétrons para que possa se escrita uma estrutura de Lewis para a molécula;
Composto rico em elétrons: há mais pares eletrônicos no átomo central do que o necessário para a formação da ligação.
(GRÁFICO da transparência 57)
- Os hidretos tem o ponto de ebulição menor que dos chacolgenios porque os halogênios fazem menos ligações que os chalcogenios (6A).
- Existe uma relação direta entre o ponto de ebulição e a massa molar, pois quanto maior a massa de uma substância, maior será seu ponto de ebulição.
- O HF, H2O e NH3 apresentam comportamento anômalo por causo das pontes de hidrogênio que aumenta a interação das moléculas.
- Todas as substâncias com ponto de ebulição abaixo de 0ºC são gasosas nas CN
Hidreto Salinos são insolúveis em solventes não aquosos comuns, mas eles dissolvem em haletos álcalis fundidos. A eletrólise destas soluções de sal fundido produz gás hidrogênio no ânodo: 
2 (fundido) → + 2
Esta reação fornece a química para a existência de . A reação de hidretos salinos com águaé perigosamente vigorosa:
+ → + 
Realmente, hidreto de sódio finamente pode inflamar -se se for deixado posto a umidade.
A reação entre hidretos metálicos e a água é empregada no laboratório para remover traços de água de solventes e de gases inetes, como o nitrogênio e o argônio:
 + → + 
O hidreto de cálcio é preferido nesta aplicação porque ele é mais barato dos hidretos salinos, e está disponível na forma granulada, que é fácil manusear.
Hidretos metálicos
Hidretos metálicos não estequiométricos são formados por todos os elementos do bloco d dos Grupos 3, 4 e 5 e pelos elementos do bloco f .Porém o único hidreto do Grupo 6 é o CrH. A maioria dos hidretos metálicos são condutores e possuem composição variável
Síntese dos compostos de hidrogênio
Muitas das propriedades química dos compostos de hidrogênio podem estar relacionadas às tendências periódicas em suas estabilidades termodinâmicas e em suas polaridades. Além disso, as reações em cadeias radicalares menos previsíveis, mas importante, tem papel principal nas reações em fase gasosa do hidrogênio com o oxigênio e com os halogênios. 
Há três tipos de sintetizas compostos binários de hidrogênio:
- combinação direta dos elementos:
 + →
- Protonação de uma sabe de Bronsted:
 + → + 
- Metátese (dupla troca) de um haleto com um hidreto:
 + → + 
Amônia
A amônia (NH3) é um dos produtos químicos mais importantes para o ser humano, sendo uma das cinco substâncias produzidas em maior quantidade no mundo. Sua importância está relacionada ao seu uso direto como fertilizante e por se constituir matéria-prima para a fabricação de outros fertilizantes nitrogenados. A amônia também é utilizada na produção de explosivos de plásticos.
Em 1898, Sir William Ramsey (1852-1916) – o descobridor dos gases nobres – previu uma catástrofe para a humanidade: a escassez de fertilizantes nitrogenados para meados do século XX, o que provocaria uma redução desastrosa na produção de alimentos em todo o mundo. Na época, o nitrogênio era obtido de depósitos naturais de nitratos de sódio (NaNO3) e potássio (KNO3) ou de excrementos de aves marinhas (guanos).
A catástrofe prevista por Ramsey não ocorreu graças ao trabalho de dois alemães: o químico Fritz Haber (1868-1934) e o engenheiro William Carl Bosch (1874-1940). Eles criaram um processo no qual conseguiram sintetizar a amônia a partir de seus elementos constituintes.
Fritz Haber (1868-1934), Prêmio Nobel de Química, em 1918, por ter desenvolvido um método eficaz de síntese da amônia. O processo criado por Haber permitiu que a Alemanha reduzisse consideravelmente o custo de fabricação de explosivos durante a primeira guerra mundial.
Ele observou que a amônia, por oxidação, produz o acido nítrico – essencial para a produção de pólvora. Apesar dos serviços prestados à pátria, Haber, por ser judeu, foi perseguido pelos nazistas, tendo de fugir da Alemanha, em 1933, para não ser morto por seus compatriotas.
Fosfina, Arsina e Estibina
A arsina e a fosfina são usadas na indústria de semicondutores para dopar o silício e preparar outros compostos semicondutores, como GaAs por decomposição de vapor químico. Essas reações de decomposição térmica refletem a energia de formação de Gibbs positiva desses hidretos.
A síntese comercial de PH3, desproporcionamento de fósforo branco e solução básica: 
 + + → + 
A arsina e a estibina podem ser preparadas de fotólise de compostos que contenham um metal eletropositivo em combinação com o arsênio e o antimônio:
+ → + (E= As, Sb)
A fosfina e a arsina são gases venenosos que inflaman-se protamente em contato com o ar.
Sulfeto, seleneto e telureto de hidrogênio
 + → + 
A basicidade de Bronsted do H2S e dos membros mais pesados dessa série é desprezível el solução aquosa: assim, um solvente não-aquoso e um ácido forte são necessários para distinguir suas basicidades.
Em adição aos compostos simples de hidrogênio de formúla EH2 uma séria de pollisulfetos pode ser preparada pela protonação de um pollisulfeto metálico:
 + → + (n= 4 a 6)
As moléculas de pollisulfetos de hidrogênio consistem de cadeias em ziguezague de átomos de S que são determinados na extremidade por átomos de H.
Haletos de hidrogênio
Os haletos de hidrogênio podem ser formados pela reação direta dos elementos em reação em cadeia radicalar. Como os halogênios mais leves (F e Cl2), a reação é explosiva sob uma gama ampla condições. Porém todo HF comercial e a maioria do HCl é sintetizado pela protonação de íons haletos:
 + → + 
Esta reação não pode ser usada para a preparação de HI, porque o ácido sulfúrico concentrado oxida o produto a iodo; pode ser usada para preparar HBr se a concentração de foi controlada.
Metais
A maioria dos metais tem condutividades elétrica e térmica elevadas, e são maleáveis e dúcteis. Entretanto, existe uma gama de propriedades dentro dessa uniformidade geral. Um aspecto dessa diversidade é a força de coesão entre átomos, como indicado pela variação nas entalpias de vaporização.
Bloco s
Os cátions dos metais alcalinos (Grupo 1) e alcalino-terrosos (Grupo 2) são normalmente encontrados em minerais e águas naturais, e alguns são constituintes importantes de fluidos biológicos como o sangue. Os metais mais baratos (lítio, sódio, potássio e cálcio) são comumente utilizados como poderosos agentes redutores para reações químicas em solventes não aquosos. Os NOX característicos dos elementos do bloco s são os mesmos dos números de seus grupos: +1 para os metais alcalinos e +2 para os alcalinos terrosos. Quando ar e água são removidos, alguns compostos incomuns com os metais em estados de oxidação baixos podem ser preparados (incluindo sodetos, contendo ). A fraqueza das ligações metal ligante para os elementos do bloco s significam que até recentemente poucos complexos de metais s haviam sido caracterizados. Porém, o advento de ligantes polidentados que conseguem “prender” cátions ocasionou o ressurgimento de pesquisas de complexos desses metais.
Ocorrência e obtenção
A abundância dos metais dos grupos 1 e 2 na crosta terrestre segue uma variação ampla, desde o cálcio (o quinto metal mais abundante), sódio (o sexto), magnésio (o sétimo) e potássio (oitavo) até os metais relativamente raros, como berílio e césio. As baixas abundâncias do lítio e do berílio devem-se a detalhes da nucleossíntese. As baixas abundâncias dos metais alcalinos e alcalino-terrosos pesados estão associadas com o declínio nas energias de ligação nuclear dos elementos além do ferro.
Reações de oxi-redução
Os potenciais padrão dos metais alcalinos e alcalino-terrosos sugerem que eles são todos capazes de serem oxidados pela água.
As oxidações por água liberam gás hidrogênio, como mostram as reações abaixo:
Alcalinos: + + + 
A. terrosos: + + + 
Essa reação é tão rápida e exotérmica para o sódio e seus congênitos mais pesados que o hidrogênio expelido inflama. O vigor destas reações está associado ao baixo ponto de fusão dos metais, porque, uma vez fundido, uma superfície metálica limpa é mais facilmente exposta e uma reação rápida se processa. No grupo 2, ambos berílio e magnésio estão protegidos deuma oxidação maior por uma fina cobertura de óxido e, por isso, sobrevivem na presença de água e de ar.
Compostos binários
Um aspecto distintivo dos cátions alcalinos é sua alta solubilidade em água na maioria dos sais simples. As principais exceções a essa regra são os cátions grandes ( + ao ) em combinação com ânions grandes. Por exemplo, a solubilidade de percloratos de metais alcalinos pesados é muito menor do que a solubilidade dos de metais alcalinos leves. A concentração molar de uma solução saturada de CsClO4 é 0,09 mol/L, enquanto a de LiClO4 é 4,5 mol/L. Os sais de tetrafenilborato de potássio e dos metais alcalinos mais pesados são ainda menos solúveis em água. Similarmente, os cátions metálicos alcalino-terrosos mais pesados formam sais insolúveis com íons dinegativos grandes: um exemplo comum é o sulfato de cálcio hidratado. O padrão acerca da menorsolubilidade em água crescente conforme descemos num grupo é bastante evidenciado: MgSO4 é altamente solúvel, enquanto a solubilidade do CaSO4 · 2H2O é 5 xmol/L, e a do BaSO4 é de apenas mol.
Complexos
A maioria dos complexos de íons do bloco s surgem de interações coulombicas com doadores pequenos e duros, como os que possuem átomos de Oxigênio ou Nitrogênio. Portanto, os íons dos grupos 1 e 2 são classificados como quimicamente duros.
Os complexos mais notáveis dos cátions do grupo 1 e dos metais pesados do grupo 2 (do cálcio ao bário) são formados por ligantes polidentados. Ligantes monodentados são fracamente ligados, devido às fracas interações coulombicas.
Um detalhe a ser notado na clorofila, é a quantidade de ligações conjugadas. É a ressonância dessas ligações que dá à clorofila sua coloração esverdeada/amarelada.
Outra classe importante de compostos formados pelos metais do bloco s são os organometálicos, que têm grande aplicação em sínteses orgânicas e inorgânicas. Dois exemplos familiares são os reagentes de Grignard, como o CH3MgBr, e o metil-lítio, Li4(CH3)4.
Bloco p
Pode-se dizer que, ao contrário dos elementos no bloco d, os metais mais pesados do bloco p favorecem os estados de oxidação mais baixos.
Nos metais do grupo 13, Tl, In, Ga e Al, o estado máximo de oxidação é facilmente atingido pelo Gálio Ga(III), mas não pelo Tálio, Tl(III). O último favorece o estado de oxidação +1. Essa tendência a favorecer um estado de oxidação 2 unidades menor do que o do resto do grupo também ocorre nos grupos 14 e 15, e é um exemplo do efeito do par inerte. O efeito do par inerte é atribuído às baixas entalpias de ligação M – X para os elementos pesados do bloco p, e o fato de que eles requerem menos energia para oxidar um elemento a um baixo EOx do que a um alto EOx. Essa energia deve ser fornecida por ligações iônicas ou covalentes, de modo que, se a ligação com um elemento em particular é fraca, um estado de oxidação maior pode ser inacessível.
Os estados de oxidação mais comumente encontrados para os três elementos mais pesados nesses grupos são: Tl(I), Pb(II) e Bi(III). Os compostos contendo esses elementos nos estados de oxidação de seus grupos, Tl(III), Pb(IV) e Bi(V) são facilmente reduzidos.
Ocorrência e obtenção
As abundâncias dos metais do bloco p na crosta terrestre variam largamente, desde o alumínio – terceiro elemento mais abundante (ficando atrás apenas do oxigênio e do silício) – ao bismuto, que é o elemento mais pesado com apenas um isótopo estável. O gálio, que é mais abundante que o lítio, boro, chumbo, e muitos outros elementos familiares, é um elemento bastante caro porque encontra-se disperso em minerais de alumínio e de ferro. É difícil de recuperá-lo porque as propriedades químicas do Ga(III), Al(III) e Fe(III), são similares, devido à similaridade de seus raios e de suas propriedades ácido-base.
Reações e principais compostos
Apesar de a reação direta do alumínio ou do gálio com halogênios levarem a formação de haletos, ambos metais também reagem com HCl ou HBr gasosos, e este costuma ser um caminho mais conveniente para a produção dos haletos:
 + → + 
Os haletos de ambos elementos são comercialmente disponíveis, mas é comum sintetizá-los em laboratório quando se requer um produto livre de hidrólises. Haletos de Ga(I) e Ga(II), como GaCl e GaCl2, podem ser preparados por uma reação de comproporcionamento, na qual o haleto de gálio (III) é aquecido com o gálio metálico:
 + + Δ → ; x= Cl, Br ou I, mas não F.
Como o ânion fluoreto, , é muito pequeno, os fluoretos AlF3 e GaF3 são sólidos duros que têm pontos de fusão e entalpias de sublimação muito maiores do que os outros haletos. Suas altas entalpias reticulares também resultam nas suas limitadas solubilidades na maioria dos solventes, e eles não se comportam como ácidos de Lewis com simples moléculas doadoras. Em contraste, os haletos mais pesados são solúveis numa variedade de solventes polares e são excelentes ácidos de Lewis. Entretanto, apesar de suas baixas reatividades contra a maioria dos doadores, o AlF3 e o GaF3 formam sais do tipo Na3AlF6 e Na3GaF6, que contêm íons complexos octaédricos [MF6]
Bateria chumbo-ácida
Hoje as baterias são lacradas pois são de chumbo. Quando não mais utilidade. especialistas abrem produzem .
-Seu estado totalmente carregado: ânodo
 + → . + 
- Quando está produzindo corrente: cátodo
 + + + → + 
Grupo B: 13 ou 3A
Os metais do grupo 12 têm um brilho semelhante ao da prata e variações erráticas nos pontos de fusão, descendo em um grupo: Al (660 °C), Ga (30 °C), In (157 °C) e Tl (303 °C). O baixo ponto de fusão do gálio é refletido na estrutura incomum do metal, que contém unidades de Ga2 que persistem ao derreterem. Gálio, Índio e tálio são todos metais mecanicamente moles.
Estado de oxidação baixo
Apesar de a reação direta do alumínio ou do gálio com halogênios levarem a formação de haletos, ambos metais também reagem com HCl ou HBr gasosos, e este costuma ser um caminho mais conveniente para a produção dos haletos:
 + → + 
Os haletos de ambos elementos são comercialmente disponíveis, mas é comum sintetizá-los em laboratório quando se requer um produto livre de hidrólises. Haletos de Ga(I) e Ga(II), como GaCl e GaCl2, podem ser preparados por uma reação de comproporcionamento, na qual o haleto de gálio (III) é aquecido com o gálio metálico:
 + + Δ → X=Cl, Br ou I, mas não F
Gálio
LEDs são extremamente eficientes na conversão de eletricidade em luz. Esse fenômeno resulta de propriedades intrínsecas ou inerentes dos semicondutores dos quais eles são feitos. Semicondutores representam uma importante classe de materiais caracterizados por duas bandas de energia: a banda de valência e a banda de condução. Em um semicondutor intrínseco, sob condições normais, a banda de valência - situada em um menor estado de energia - encontra-se preenchida com um grande número de elétrons, enquanto a banda de condução, a níveis maiores de energia, está praticamente vazia. A condutividade elétrica é atribuída ao transporte de elétrons na banda condutora, e pode ser mudada se ela for dopada com impurezas atômicas apropriadas. Os elétrons contidos na banda de condução são não apenas se movimentam nela, mas podem também cruzar o banda gap e atingir a banda de valência. Nos semicondutores de banda gap direto, onde os mínimos da banda de valência e da banda de condução ocorrem no mesmo valor de momento, normalmente zero, essa transição é radiativa, ou seja, resulta na emissão de fótons.
Um LED, em sua forma mais simples, é produzido fazendo-se crescer um material semicondutor do tipo n em um do tipo p ou vice-versa.
Novos LEDs azuis brilhantes e azuis esverdeados, baseados na heteroconjunção dupla InGaN/AlGaN estão sendo utilizados em industrias automotivas no Japão, como a Toyota.
Diamante e Grafite
Diamante e grafite, as duas formas cristalinas do carbono elementar são notavelmente diferentes. A diamante efetivamente é um isolante elétrico; o grafite é um bom condutor. O diamante é a substância mais dura conhecida e melhor abrasivo; o grafite impuro é escorregadio e usado como lubrificante. Por causa de sua durabilidade, transparência e alto índice de refração, p diamante é uma das pedras mais apreciadas; o grafite é mole e preto com um lustro metálico e não é durável e nem atrativo. A origem dessas propriedades físicas amplamente diferentes podem estar localizadas nas estruturas e nas ligações muito diferentes nesses dois polimorfos.
Carbetos
É útil classificar os numerosos compostos binários de carbono com metais e metalóides, os carbetos, em três categorias:
Carbetos salinos: são sólidos altamente iônicos.Esses compostos são formados pelos elementos dos Grupos 1 e 2 e pelo alumínio.
Carbetos metálicos: possuem uma condutividade e brilho metálico. Esses compostos sçao formados pelos elementos do bloco d.
Carbetos metalóides: são sólidos duros covalentes, formados pelo boro e pelo silício.
- Reação direta dos elementos com temperaturas elevadas(>2000ºC):
 + → 
- Reação de um óxido metálico e carbono á temperatura elevada(2000ºC):
+ → + 
- Reação de acetileno com uma solução de mateal-amônia:
 + → + 
Carbetos metálicos
A maioria dos carbetos metálicos são formados pelos metais do bloco d. Algumas vezes eles são referidos como carbetos intersticiais, por suas estruturas relacionadas aquelas dos metais pela inserção de átomos de C em buracos octaédricos. Porém, sua nomenclatura passa a impressão errada de que os carbetos metálicos não são compostos legítimos. De fato, a dureza e outras propriedades demonstram que a ligação forte metal-carbono esta presente neles. Alguns desses carbetos são materiais econômicos úteis. O carbeto de tungstênio (WC) é utilizado para ferramentas de corte e aparelhos de pressão elevada, tal como aquele usado para produzir diamante. A cementita,Fe3C, é o constituinte principal do aço e do ferro fundido.
Silício e Germânio
A banda gap e a condutividade do silício são ideias para muitas aplicações dos semicondutores. Mas o germânio foi o primeiro material amplamente utilizado na construção de transitores, porque foi mais facil purifica-lo do que o silício.
O método principal de sintetizar silício de grau semicondutor é reduzir o tetracloreto de silício de alta purezaa com o hidrogênio:
 + → + 
Halogênios e gases nobres
Características
Os halogênios possuem caráter não metálico elevado, sendo o flúor o de maior caráter não metálico.
Os elementos deste grupo possuem configuração eletrônica da camada de valência igual a ns2np5 e todos possuem a capacidade de formar, pelo menos, um íon com número de oxidação -1.
Compostos de halogênios são usados desde a antiguidade. Em aproximadamente 200 a.C. o cloreto de sódio era usado como forma de pagamento, ou seja, como uma espécie de moeda. Evidências arqueológicas mostram que em muito antes de 200 a.C., em 3000 a.C., um sal de halogênio já era utilizado. No entanto, só depois de muitos séculos que os elementos foram obtidos em formas puras.
Os halogênios são bastante abundantes e possuem diversas aplicações, principalmente, seus compostos, que podem ser aplicados no cotidiano das pessoas, assim como na indústria de uma forma em geral.
 O astato é um elemento pertencente a este grupo, no entanto, não há muitos estudos sobre este elemento e seus compostos, uma vez que, seu isótopo mais estável possui meia vida de aproximadamente 7 horas.
Os Gases Nobres apresentam baixos pontos de fusão e ebulição, já que possuem forças de atração interatômicas muito fracas. Por conta disso, mesmo os que apresentam átomos mais pesados, em condições normais, são gasosos. Também não formam facilmente compostos químicos porque todos os gases possuem orbitais dos níveis de energia exteriores completos com elétrons.
Ocorrência e obtenção
Devido à reatividade, os halogênios são encontrados apenas como compostos:
-Flúor: fluorita (CaF2); fluorapatita [3(Ca(PO4)2)CaF2]; criolita
[Na3(AlF6)]
-Cloro: NaCl (jazidas salinas ou evaporação da água do mar)
-Bromo: água do mar (NaBr e KBr)
Iodo: NaIO3 e NaIO4
(impurezas do salitre do Chile, NaNO3)
Na indústria
Flúor
- O HF é usado para gravar vidros e para retirar a sílica (areia) de aços especiais.
- Os CFCs foram empregados numa ampla variedade de aplicações, como pr exemplo, refrigerantes, agentes espumantes, isolantes, etc., porém, como contribuiram para a destrição da camada de ozônio foram sendo substituídos por outros compostos químicos, como os HCFs.
- o Politetrafluoroetileno (PTFE) é um polímero denominado teflon, de grande resistêcia química e baixo coeficiente de atrito.
Cloro
É usado desde há muito com fins sanitários e é indispensável para a potabilização da água; utiliza-se também na desinfecção de resíduos industriais e de piscinas. Em virtude das suas propriedades descorantes, é utilizado no branqueamento de fibras vegetais como algodão, linho, etc. e de polpa de papel. Tem larga aplicação na síntese orgânica industrial, como, por exemplo, na produção de tetracloreto de carbono, clorobenzenos, etilenoglicol, glicerina sintética, etc.
Bromo
O bromo molecular é empregado na fabricação de uma ampla variedade de compostos de bromo, usados na indústria e na agricultura. Tradicionalmente, a maior aplicação do bromo tem sido para a produção de 1,2-dibromoetano, que é usado como aditivo nas gasolinas que tem como antidetonante o tetraetil de chumbo. 
O bromo é empregado na fabricação de produtos de pulverização, agentes não inflamáveis, produtos para a purificação de águas, corantes, brometos empregados em fotografia (brometo de prata, AgBr ), desinfetantes, inseticidas e outros. 
Também para a obtenção de brometo de hidrogênio: 
Br2 + H2 → 2HBr
Iodo
Na indústria, o iodo é o elemento essencial na síntese de corante orgânico e pode ser usado como combustível de alcatrão na produção de titânio. Na indústria metalúrgica, iodo pode refinar metal de alta pureza. Na indústria de iluminação, tungstênio - iodo lâmpadas própria luminosidade forte e economizar energia elétrica. No na indústria sofisticada, composto orgânico de iodo tem aditivo de combustível de foguete.
Astato
Acredita-se que existam em minérios de urânio e tório traços de astato que somem menos de 30g como reserva mundial. Ou seja, a quantidade dessa substância é tão irrisória que não apresenta mal algum para o homem (claramente, isso não se aplica a manipulações de radioisótopos sintetizados em laboratórios, que, por serem altamente radioativos, devem ser feitas com bastante cuidado e proteção adequada pelo profissional responsável – pois são capazes de alojarem-se na tireóide, assim como o iodo, e apesar de emitirem radiação possivelmente benéfica para o tratamento de disfunções dessa glândula, como o hipertireoidismo tendem a induzir a formação de tumores. O que inviabilizaria o potencial uso clínico).
Hoje, ainda não se fala em aplicações práticas para o astato (em escala industrial ou não), entretanto, no campo teórico pode servir de objeto de estudo em investigações científicas.
É um elemento radioativo que é capaz de formar compostos inter-halogênicos, como AtI e AtCl.
Pseudo-Haletos
Os pseudo-haletos são constituídos por dois ou mais átomos, onde um destes e o N apresentando propriedades semelhantes a dos íons haletos. Estes pseudo-haletos são monovalentes e formam sais que se assemelham aos haletos. Alguns se juntam para formar dímeros como X2, exemplos são os (CN)2 e (SeCN)2. O pseudo-haleto mais conhecido é CN-, este se assemelha ao Cl-, Br- e I- quando forma ácido(HCN), ou pode se oxidar (CN)2 e ainda um grande número de complexos ou compostos “inter-pseudo-halogenados”.
Gases nobres
Hélio
O Hélio equivale ao segundo elemento químico mais abundante no universo, tornando-se inferior apenas ao hidrogênio. O gás é encontrado em 20 % da matéria das estrelas, mas na atmosfera terrestre encontra-se apenas traços, provenientes da desintegração de alguns elementos.
A densidade do Hélio é menor que a densidade do ar, tornando-o mais leve. O hélio tem o menor ponto de evaporação de todos os elementos químicos, e só pode ser solidificado sob pressões muito grandes.
Na indústria
O gás hélio é usado para o enchimento de balões e como líquido refrigerador de materiais supercondutores. Outra aplicação é como gás engarrafado, utilizado por mergulhadores de grande profundidade. 
Argônio
Como a própria classificação já diz, o argônio é membro da classe dos gases nobres, os gases que não costumam reagir com outros elementos são inertes. Por isso, a maior quantidade de gás Argônio existente na atmosfera se encontra de forma pura.
A mistura gasosa de ar que respiramos tem em sua composição cerca de 0,93% de gás argônio.
Na indústria
Gás vastamente utilizado para proporcionar a conservação de materiais oxidáveis. Como já foi dito anteriormente, o argônio não reage com outras substâncias, essa propriedade o torna excelente material de cobertura para peças que não podem sofrer oxidação. Veja as principais aplicações:
- em peçasde museus, para uma melhor conservação das relíquias.
- em lâmpadas incandescentes, para evitar a corrosão do filamento de tungstênio.
- na composição de soldas, para proteger os materiais soldados das substâncias ativas do ar, é a chamada soldagem especial com atmosfera protetora.
Neônio
O Neônio tornou-se mais conhecido em virtude de uma propriedade bem interessante: ao ser atravessado por uma corrente elétrica sob-baixas pressões, o gás emite uma luz brilhante de diferentes tonalidades. 
Nas grandes cidades é comum vermos outdoors luminosos, usados para anúncios publicitários. E saiba que o elemento que permite todo o brilho destes objetos é o Neônio. São as conhecidas luzes de néon, aliás, a nomenclatura para o gás deriva da palavra grega Néon, que significa novo.
Obtenção de Neônio: o gás está presente em pequena quantidade no ar atmosférico, para isolá-lo é preciso submeter o ar liquefeito a uma destilação fracionada. 
Na indústria
- Gás neônio encontra-se presente nas lâmpadas fluorescentes; 
- A mistura de neônio e argônio dá origem a válvulas para raios-X. 
- Os detectores de íons usados em laboratório contêm neônio. 
- As pequenas lâmpadas de sinalização usadas em aparelhos elétricos e eletrônicos contêm gás Neônio em sua composição. 
- O Neônio é usado na forma líquida nos sensores ultrassensíveis de infravermelho.
Não podemos deixar de mencionar uma importante aplicação comercial do neônio: como um líquido criogênico econômico, que é 40 vezes maior que a capacidade refrigerante do hélio por unidade de volume.
Criptônio
O criptônio pode ser obtido através da extração e posterior destilação fracionada de gases vulcânicos e águas termais; o que não consiste em um processo simples.
Em se tratando de locais fora de nosso planeta, estudos constataram a presença de 0,3 ppm de Criptônio na atmosfera do planeta Marte. Digamos que esse é um local de difícil acesso, portanto o gás continuará em pequenas proporções na Terra.
Na indústria
Assim como outros membros da família dos gases nobres, o criptônio é utilizado como componente na obtenção de lâmpadas incandescentes e fluorescentes.
Xenônio
O elemento químico Xenônio de símbolo Xe e de número atômico 54 (54 prótons e 54 elétrons) possui massa atômica igual a 131,3 u e consiste num gás à temperatura ambiente. Pertencente à família dos gases nobres da classificação periódica dos elementos (18 ou 8A), o Xenônio se apresenta como gás inodoro, de peso elevado e incolor.
Na indústria
Mais utilizado em tubos de descargas (tubo de gás néon) onde é produzida uma cor azul esverdeada. Desta forma, o gás torna-se um dispositivo emissor de luz usado em tubos eletrônicos e em lâmpadas ultravioletas (para bronzeamento artificial). 
O Xenônio possui outras diversas utilizações, vejamos algumas delas: 
- Anestésico em anestesia geral.
- Na projeção de foguetes espaciais: neste caso, o gás é submetido a um acelerador de partículas dando origem a íons de Xenônio. 
- Na obtenção dos displays de plasma para os modernos televisores. 
- O gás está presente em lâmpadas especiais para aviação e projeções cinematográficas (lâmpadas de cinema). 
- A aplicação mais recente do Xenônio foi feita em faróis de veículos. A vantagem é que o dispositivo passa a iluminar três vezes mais, e ainda consome 40% a menos de bateria do que os faróis comuns. 
Radônio
O radônio, elemento químico pertencente à família dos gases nobres, é totalmente natural e se forma durante o decaimento do urânio-238. Possui símbolo Rn, número atômico igual a 86 (86 prótons e 86 elétrons), e massa atômica relativa de 222 u. 
Pequenas quantidades de radônio podem ser encontradas em fontes de águas termais. O elemento também é expelido naturalmente pela superfície da terra, principalmente em regiões de solo granítico. 
É um elemento radioativo, incolor, encontra-se no estado gasoso e é inerte, ou seja, não reage com outros elementos. 
Na indústria
É usado no tratamento de câncer, nas chamadas radioterapias e também como componente de cápsulas para aplicação em pacientes com tumores, nesses casos o gás é obtido a partir do elemento químico radioativo Rádio (Ra).
Bibliografia
ATKINS, P.W.; SHRIVER, D.F.; LANGFORD, C.H. Inorganic Chemistry. 3ed. Oxford University Press: Oxford,
UK. 1994.
http://www2.fc.unesp.br/lvq/LVQ_tabela/001_hidrogenio.html
http://www5.usp.br/29954/pesquisa-da-eesc-analisa-producao-de-hidrogenio-a-partir-da-vinhaca/
http://www.ceunes.ufes.br/downloads/2/vichagas-nitrog%C3%AAnio.pdf