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Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques Prof. M. Sc. Maria Alice Moreno Marques UNIVERSIDADE VILA VELHA Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques A TABELA PERIÓDICA • A tabela periódica é utilizada para organizar os 114 elementos de modo significativo. • A tabela periódica moderna organiza os elementos em ordem crescente de número atômico • Como consequência dessa organização, existem propriedades periódicas associadas à tabela periódica. Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques A TABELA PERIÓDICA • As colunas na tabela periódica chamam-se grupos (numeradas de 1A a 8A ou de 1 a 18) • As linhas na tabela periódica chamam-se períodos. • Alguns dos grupos na tabela periódica recebem nomes especiais, que indicam as similaridades entre os membros de um grupo. Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques 1 2 13 14 15 16 17 M e ta is A lc a lin o s M e ta is A lc a lin o s - T E R R O S O S G ru p o d o B o ro G ru p o d o C a rb o n o G ru p o d o N itro g ê n io C a lc o g ê n io s H a lo g ê n io s G a s e s N o b re s 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ELEMENTOS DE TRANSIÇÃO 18 Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques De acordo com a distribuição eletrônica e com a classificação baseada nas propriedades dos elementos, a tabela periódica atual é construída de tal modo que as colunas apresentam os elementos químicos com a mesma configuração eletrônica nos últimos subníveis. Chamam-se grupos ou famílias. As linhas horizontais apresentam elementos com o mesmo número de níveis e são chamados períodos. A localização dos elementos na tabela pode ser determinada indicando-se o período e o grupo em que os elementos se encontram. LOCALIZAÇÃO DOS ELEMENTOS NOS GRUPOS E PERÍODOS Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques OS ELEMENTOS E SUA DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA NA TABELA PERIÓDICA S d p f 1º Período 2º Período 3º Período 4º Período 5º Período 6º Período 7º Período Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques 1- Representativos: são elementos cuja distribuição eletrônica termina em “s” ou “p”. Exemplos: Mg12: 1s 2 2s2 2p6 3s2 Si14: 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p2 As33: 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p3 Uma atenção especial deve ser dada aos gases nobres que, embora apresentem distribuição eletrônica finalizada em “s” ou “p”, têm o último nível completo (8 e-), com exceção do He (2 e-). Exemplo: Ar18: 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 CLASSIFICAÇÃO DOS ELEMENTOS DE ACORDO COM A DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques 2- Transição: são elementos cuja distribuição eletrônica termina em “d”. Alguns elementos de transição não seguem rigorosamente as regras de distribuição eletrônica: aqueles que terminam em “d4” ou “d9” apresentam promoção de um elétron do subnível “s” anterior para o subnível “d”, resultando, respectivamente, as configurações “s1 d5” e “s1 d10”. Exemplos: Sc21: 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 Cr24: 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4 … 4s1 3d5 Cu29: 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s23d9 … 4s1 3d10 CLASSIFICAÇÃO DOS ELEMENTOS DE ACORDO COM A DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques - Transição interna: são elementos cuja distribuição eletrônica termina em “f”. Exemplo: La57: 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f1 CLASSIFICAÇÃO DOS ELEMENTOS DE ACORDO COM A DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques M e ta is A lc a lin o s - s 1 M e ta is A lc a lin o s - T E R R O S O S -s 2 G R U P O D O B O R O - p 1 G R U P O D O C - p 2 G R U P O D O N - p 3 C A L C O G Ê N IO S - p 4 H A L O G Ê N IO S - p 5 G A S E S N O B R E S - p 6 ELEMENTOS DE TRANSIÇÃO d1 - d10 f1 - f14 1A 2A 3 4 5 6 7 1 2 3A 4A 5A 6A 7A B 8 8 A CLASSIFICAÇÃO DOS ELEMENTOS DE ACORDO COM A DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques PERÍODOS Li Li3: 1s 2 2s1 Li está no 2º período; possui, portanto, dois níveis de energia: 2º período Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques PERÍODOS Co4º período Co27: 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d7 4s2 Co está no 4º período; possui, portanto, quatro níveis de energia: Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques Nos grupos A estão os elementos representativos, em que o número de elétrons do último nível é o número do grupo. Exemplos: Mg12: 1s 2 2s2 2p6 3s2} grupo 2A 2 Si14: 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p2} grupo 4A 4 GRUPOS Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques Nos grupos B estão os elementos de transição, cuja soma do número de elétrons s e d é o número do grupo. Exemplos: Sc21: 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 grupo 3B 3 Cr24: 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5 grupo 6B 6 GRUPOS Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques • Nos grupos cuja soma é 8, 9 ou 10, os elementos têm propriedades muito semelhantes e são agrupados em uma tríade: grupo 8B. Exemplo: Co27: 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7 grupo 8B 9 • Nos grupos cuja soma é 11 e 12, os elementos têm o subnível d completo e pertencem aos grupos 1B e 2B. Exemplo: Cu29: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s 1 3d10 grupo 1B 11 • Nos grupos 3B do 6º e do 7º períodos estão os elementos de transição interna. Exemplo: Ce58: 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f2 grupo 3B GRUPOS Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques De acordo com algumas propriedades, podemos classificar os elementos químicos em metais, não-metais e gases nobres: 1- Os metais são bons condutores de eletricidade e calor. São sólidos nas condições ambientes – com exceção do mercúrio – , maleáveis e dúcteis. 2- Os não-metais são maus condutores de calor e de eletricidade, com exceção do carbono na forma de grafite, que é um bom condutor elétrico. São sólidos, líquidos ou gasosos nas condições ambientes. 3- Os gases nobres apresentam reatividade muito pequena, sendo considerados, até pouco tempo, inertes. CLASSIFICAÇÃO DOS ELEMENTOS Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques Metais Ametais Gases nobres CLASSIFICAÇÃO DOS ELEMENTOS Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques RAIO ATÔMICO • Considere uma molécula diatômica simples. • A distância entre os dois núcleos é denominada distância de ligação. • Se os dois átomos que formam a molécula são os mesmos, metade da distância de ligação é denominada raio covalente do átomo. Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques TENDÊNCIAS PERIÓDICAS NOS RAIOS ATÔMICOS • Como uma consequência do ordenamento na tabela periódica, as propriedades variam periodicamente. • O raio atômico varia consistentemente através da tabela periódica. • Ao descermos em um grupo, os átomos aumentam. • Ao longo dos períodos da tabela periódica, os átomos tornam-se menores. Existem dois fatores agindo: 1. Número quântico principal, n 2. Carga nuclear efetiva, Zef Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques TAMANHO DOS ÁTOMOS E ÍONS Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques TENDÊNCIAS PERIÓDICAS NOS RAIOS ATÔMICOS• À medida que o número quântico principal aumenta (ex., descemos em um grupo), a distância do elétron mais externo ao núcleo aumenta. Consequentemente, o raio atômico aumenta. • Ao longo de um período na tabela periódica, o número de elétrons mais internos mantém-se constante. Entretanto, a carga nuclear aumenta. Consquentemente, aumenta a atração entre o núcleo e os elétrons mais externos. Essa atração faz com que o raio atômico diminua. Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques TENDÊNCIAS NOS TAMANHOS DOS ÍONS • O tamanho do íon é a distância entre os íons em um composto iônico. • O tamanho do íon também depende da carga nuclear, do número de elétrons e dos orbitais que contenhamos elétrons de valência. • Os cátions deixam vago o orbtital mais volumoso e são menores do que os átomos que lhes dão origem. • Os ânions adicionam elétrons ao orbital mais volumoso e são maiores do que os átomos que lhe dão origem Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques TAMANHO DOS ÁTOMOS E ÍONS Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques TENDÊNCIAS DOS TAMANHOS DOS ÍONS • Para íons de mesma carga, o tamanho do íon aumenta à medida que descemos em um grupo na tabela periódica • Todos os membros de uma série isoeletrônica têm o mesmo número de elétrons Quando a carga nuclear aumenta em uma série isoeletrônica, os íons tornam-se menores: 8O 2- > 9F - > 11Na + > 12Mg 2+ > 13Al 3+ 10 ELÉTRONS Raio: Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques ENERGIA DE IONIZAÇÃO • A primeira energia de ionização, I1, é a quantidade de energia necessária para remover um elétron de um átomo gasoso: Na (g) Na + (g) + e – • A segunda energia de ionização, I2, é a energia necessária para remover um elétron de um íon gasoso: Na +(g) Na 2+ (g) + e – Quanto maior a energia de ionização, maior é a dificuldade para se remover o elétron Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques VARIAÇÕES NAS ENERGIAS DE IONIZAÇÃO SUCESSIVAS Há um acentuado aumento na energia de ionização quando um elétron mais interno é removido Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques TENDÊNCIAS PERIÓDICAS NAS PRIMEIRAS ENERGIAS DE IONIZAÇÃO • A energia de ionização diminui à medida que descemos em um grupo. - Isso significa que o elétron mais externo é mais facilmente removido ao descermos em um grupo • À medida que o átomo aumenta, torna-se mais fácil remover um elétrons do orbital mais volumoso. - Geralmente a energia de ionização aumenta ao longo do período. - Ao longo de um período, Zef aumenta. Consequentemente, fica mais difícil remover o elétron • São duas exceções: a remoção do primeiro elétron p e a remoção do quarto elétron p Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques TENDÊNCIAS PERIÓDICAS NAS PRIMEIRAS ENERGIAS DE IONIZAÇÃO Os elétrons s são mais eficazes na proteção do que os elétrons p. Consequentemente, a formação de s2p0 se torna mais favorável. Quando um segundo elétron é colocado em um orbital p, aumenta a repulsão elétron-elétron. Quando esse elétron é removido, a configuração s2p3 resultante é mais estável do que a configuração inicial s2p4. Portanto, há uma diminuição na energia de ionização. Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques ENERGIA DE IONIZAÇÃO Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques ENERGIA DE IONIZAÇÃO Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques CONFIGURAÇÕES ELETRÔNICAS DE ÍONS Cátions: os elétrons são primeiramente removidos do orbital com o maior número quântico principal, n: Ânions: os elétrons são adicionados ao orbital com o mais baixo valor de n disponível 212 121 sLissLi 5326 343 dArFesdArFe 622522 221221 pssFpssF Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques AFINIDADE ELETRÔNICA • A afinidade eletrônica é o oposto da energia de ionização. • A afinidade eletrônica é a alteração de energia quando um átomo gasoso ganha um elétron para formar um íon gasoso: • A afinidade eletrônica pode ser tanto exotérmica (como o exemplo acima), quanto endotérmica: gg CleCl gg AreAr Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques AFINIDADE ELETRÔNICA Analise as configurações eletrônicas para determinar se a afinidade eletrônica é positiva ou negativa O elétron extra no Ar precisa ser adicionado ao orbital 4s, que tem uma energia significativamente maior do que a energia do orbital 3p. Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques AFINIDADE ELETRÔNICA Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques A eletronegatividade é capacidade de um átomo em atrair para si, o par de elétrons compartilhado com o outro átomo, portanto varia da mesma forma que a afinidade eletrônica. ELETRONEGATIVIDADE Nas famílias e períodos, a eletronegatividade cresce com o aumento do número atômico, com exceção dos gases nobres, pois a atração do núcleo pela camada de valência será maior. Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques Hora de estudar !!!
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