QUÍMICA INORGÂNICA LIPPY UERJ

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Elementos do grupo 16
Aula 8
Prof. Dr. Lippy Faria Marques
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1. Introdução
Família 16 (VIA)
Calcogênios
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Família 16 (VIA) 
Configurações eletrônicas: ns2np4
São conhecidos como “elementos formadores de minérios” (diversos minérios se apresentam como óxidos ou sulfetos de metais);
Diversos produtos químicos contendo elementos desses grupos são importantes: H2SO4 e H2O2.
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Família 16 (VIA) 
Elementos apresentam a tendência de aumento do caráter metálico ao se descer o grupo;
Tal fato se reflete nas suas reações químicas, nas estruturas dos elementos e na tendência em se formar o íon divalente M2+;
O e S  não-metais, Se e Te não-metais (com maior caráter metálico) e Po metal.
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Tabela I. Configurações eletrônicas dos elementos do grupo 16 
Configuração eletrônica da camada de valência: ns2 np4 
 Alguns desses elementos possuem diferentes estados de oxidação.
 Como tais elementos podem conseguir a estabilidade eletrônica?
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*os estados de oxidação em negrito são os mais estáveis de cada espécie;
* Os estados de oxidação entre parênteses, são os estados de oxidação de existência duvidosa.
Tabela II. Estados de oxidação dos elementos do grupo 16. 
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Tabela III. Propriedades dos elementos do grupo 16.
* Valores de eletronegatividade dados pela escala de Pauling
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ESTADOS DE OXIDAÇÃO (+II), (+IV) e (+VI)
O oxigênio nunca apresenta valência superior a dois, pois depois de formar duas ligações covalentes ele assume uma configuração eletrônica estável.
Nesse elemento não existem orbitais de baixa energia disponíveis para formar outras ligações;
Contudo, os elementos S, Se, Te e Po possuem orbitais d vazios que podem ser utilizados para formar ligações!
Exemplo: SF6
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O ELEMENTO OXIGÊNIO
Apresenta diversas diferenças em relação aos demais elementos do grupo (menor tamanho e elevada E.N):
Falta de orbitais d adequados para formar ligações;
 Estabelecem fortes ligações pp-pp;
 Formam em seus compostos fortes ligações de hidrogênio;
Ligações pp-pp
CSe2 : se polimeriza
CTe2: desconhecido
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O oxigênio não possui elétrons em subníveis d ou f: difere dos elementos mais pesados do grupo: Se, Te e Po;
É o segundo elemento mais eletronegativo, só perdendo para o flúor;
A diferença de eletronegatividade entre o oxigênio e metais é grande: devido a isso a maioria dos óxidos metálicos são iônicos!
Formação de íons O2-
É um elemento extremamente abundante e ocorre em duas formas alotrópicas:
Oxigênio molecular
Gás ozônio
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Molécula diamagnética ou paramagnética??
Experimentos mostram a atração por um campo magnético...
E agora????
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Pela Teoria dos Orbitais Moleculares, resolvemos essa questão:
Elétrons desemparelhados
O2: paramagnética
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OBTENÇÃO DO GÁS OXIGÊNIO
O oxigênio é obtido industrialmente pela destilação fracionada do ar líquido;
Os gases N2, Ar e O2 são fracionados e separados na coluna de destilação.
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Grande parte do oxigênio produzido em escala industrial é utilizado para a fabricação do aço;
O oxigênio molecular pode ser produzido em pequena escala no laboratório:
2KCℓO3(s) + calor  2 KCℓ(s) + 3O2(g)
O oxigênio também pode ser obtido através da decomposição catalítica de hipocloritos:
2HCℓO(s)  2HCℓ(g) + O2(g) catalisador: Co2+
Praticamente todos os elementos reagem com o oxigênio, à temperatura ambiente ou com aquecimento (exceções: gases nobres, metais nobres como Pt, Au e W)
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O oxigênio é essencial na respiração (para a liberação de energia para o organismo) tanto em animais quanto em plantas;
Composto formado entre o oxigênio e a hemoglobina (pigmento vermelho do sangue):
Hemácias
Hemoglobina
Radical heme
Oxiemoglobina
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PROPRIEDADES GERAIS DOS ÓXIDOS:
Praticamente todos os elementos reagem com o oxigênio formando os óxidos;
Há diversos critérios utilizados para se classifica os óxidos: em função de sua estrutura ou reatividade química;
Exemplo: 
Óxidos Básicos: geralmente ocorrem com os óxidos metálicos (óxidos dos metais dos grupos 1, 2 e lantanídeos). Reagem com água formando base:
CaO + H2O  Ca(OH)2
Na2O + H2O  2NaOH
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Óxidos ácidos: são os óxidos dos elementos não metálicos e geralmente são covalentes. Reagem com água resultando em um ácido.
SO2 + H2O  H2SO3
CO2 + H2O  H2CO3
B2O3 +3 H2O  2 H3BO3
Óxidos neutros: alguns poucos óxidos que não apresentam características nem básicas e nem ácidas (N2O, NO e CO);
Óxidos anfóteros: Óxidos que reagem tanto com ácidos como com bases fortes (Al2O3, Ga2O3, BeO, PbO, ZnO, SnO).
Al2O3 + 6HCl  2Al3+ + 6Cl- + 3H2O
Al2O3 + 4OH-  2 [Al(OH)4]-
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Existem ainda os peróxidos e superóxidos!
H2O2 = peróxido de hidrogênio
(água oxigenada)
Presença do íon O-  Peroxo
Peróxidos:
Superóxidos: São formados por metais alcalinos, alcalinos terrosos e possuem oxigênio no estado de oxidação -1/2.
Exemplos: Na2O4, Li2O4, CaO4, MgO4
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O que significa os “10 volumes” no frasco?
Reação de decomposição do peróxido de hidrogênio:
O volume do frasco está relacionado ao volume de gás O2 liberado na reação de decomposição do peróxido de hidrogênio.
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O ELEMENTO ENXOFRE
O enxofre possui mais formas alotrópicas do que qualquer outro elemento: as formas diferem entre si pelo grau de polimerização dos átomos de S nas estruturas cristalinas.
Enxofre rômbico
Enxofre monoclínico
As formas se interconvertem (temperatura)
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OBTENÇÃO DO ENXOFRE
Recuperação a partir do gás natural (48%): o gás natural contem grandes quantidades de H2S; (mau cheiro)!
 A partir do petróleo (20%); 
 - A partir de piritas (17%);
- O enxofre reage com o oxigênio do ar formando SO2 e SO3.
Chuvas ácidas
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A eliminação total da poluição por SO2 não é possível tanto por razões econômicas como por razões técnicas. Contudo podemos reduzir tal poluição pela lavagem dos gases emitidos com uma suspensão de Ca(OH)2:
Ca(OH)2 + SO2  CaSO3 + H2O
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H2SO4
Ácido sulfúrico
65% : produção de fertilizantes
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Utilização industrial do H2SO4
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...já que estamos falando de ácido sulfúrico...