aula_03_ma_mat

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PROF. HELDER ALMEIDA 
METAIS ALCALINOS E METAIS 
ALCALINOS TERROSOS 
Fonte dos elementos 
 Energia de Coesão 
 No grupo I são iguais à metade da energia de coesão do grupo II e 
um terço dos elementos do grupo III. 
 A magnitude das energias de coesão determina a dureza, e ela 
depende do número de elétrons que podem participar da ligação. 
 ABUNDÂNCIA E OCORRÊNCIA 
SÓDIO – água do mar (NaCl:sal-gema), Na2B4O7.10H2O(bórax), 
Na2CO3 (soda), Na2CO3NaHCO32H2O (trona), NaNO3 (salitre) e 
Na2SO4 (mirabilita). 
MAGNÉSIO: sais de magnésio, dolomita (MgCO3
.CacO3), magnesita 
(MgCO3), silicatos (Mg,Fe)2SiO4 - olivina, Mg3(OH)2Si4O10 - talco, 
Mg3(OH)4Si2O5 - crisolito, K
+[Mg3(OH)2(AlSi3O10)]
- - mica. 
CÁLCIO: calcário (CaCO3) – calcita (romboédrica) e aragonita 
(otorrombica), fluoroapatita [3(Ca3(PO4)2
.CaF2], gesso (CaSO4
.2H2O), 
anidrita (CaSO4), fluorita (CaF2). 
POTÁSSIO – depósitos de silvita (KCl), silvinita (KCl + NaCl) e 
carnalita (KCl.MgCl2
.6H2O). 
OCORRÊNCIA E OBTENÇÃO 
 TODOS OS METAIS PODEM SER OBTIDOS 
 POR ELETRÓLISE DOS SEUS 
CLORETOS FUNDIDOS 
 
OBTENÇÃO DOS METAIS ALCALINOS E 
ALCALINOS TERROSOS 
E
L
E
T
R
Ó
L
I
S
E
 
Eletrólise ígnea do NaCl 
OBTENÇÃO DOS METAIS 
Fonte de corrente direta Fonte de corrente direta 
cátodo cátodo ânodo ânodo 
e- e- e- e
- 
- + 
CÉLULA DE DOWNS (Produção de Na) 
Mistura eutética (NaCl + CaCl2) 
 Vantagens de se Trabalhar com uma Mistura 
1. Diminui o ponto de fusão com economia para se 
manter o material fundido; 
2. Menor temperatura acarreta menor pressão de vapor 
do sódio, o que diminui o risco do sódio vir a se 
inflamar (não explode quando puro pois há constante 
injeção de gás inerte, não há oxigênio, etc.); 
3. Temperatura mais baixa. O sódio liberado não se 
dissolve na mistura. 
TESTE DE CHAMA 
TAMANHO DOS ÁTOMOS E ÍONS 
ENERGIA DE IONIZAÇÃO E ELETRONEGATIVIDADE 
19 
Cálculo de Energias de Rede: 
 Ciclo de Born-Haber 
Na(s) + 1/2 Cl2(g) 
Hof [NaCl(g)] 
Na(g) + 1/2 Cl2(g) 
Hof [Na(g)] 
Na(g)+ Cl(g) 
Hof [Cl(g)] 
Na+(g) + e
- + Cl(g) 
I1(Na) 
NaCl(s) 
-En
ergia d
e red
e d
e N
aC
l 
 En
ergia d
e red
e d
e N
aC
l 
E (Cl) 
Na+(g) + Cl
-
(g) 
22 
Influência da carga iônica e da distância sobre a 
dureza 
ânion Metal Mg Ca Sr Ba 
O2- Distância (A) 
Dureza 
2,10 
6,5 
2,40 
4,5 
2,57 
3,5 
2,77 
3,3 
S2- 
 
Distância (A) 
Dureza 
2,59 
4,5 
2,84 
4,0 
3,00 
3,3 
3,18 
3,0 
Se2- 
 
Distância (A) 
Dureza 
2,74 
3,5 
2,96 
3,2 
3,12 
2,9 
3,31 
2,7 
Dureza (moh) com 
distância M-X 
Cristais como NaCl 
LiF MgO NaF CaO LiCl SrO 
Distância M-X (A) 
Dureza 
2,02 
3,3 
2,10 
6,5 
2,31 
3,2 
2,40 
4,5 
2,57 
3 
2,57 
3,5 
LiCl MgS NaCl CaS LiBr MgSe 
Distância M-X (A) 
Dureza 
2,57 
3,0 
2,59 
4,5-5 
2,81 
2,5 
2,84 
4,0 
2,75 
2,5 
2,73 
3,5 
Como a blenda CuBr ZnSe GaAs GeGe 
Distância M-X (A) 
Dureza 
2,46 
2,4 
2,45 
3,4 
2,44 
4,2 
2.43 
6 
Dureza (moh) com 
carga iônica 
Cristais como NaCl 
SOLUBILIDADE E ENERGIA RETICULAR 
ESTRUTURA CRISTALINA DOS METAIS: DUREZA E 
ENERGIA DE COESÃO 
(a)Lítio, b) sódio, potássio, ATKINS, P. 2006) 
•Torna-se mais vigorosa à medida que se desce no grupo; 
 
•Reação com a água – reagem formando hidróxidos e H2. 
 
PROPRIEDADES QUÍMICAS 
PROPRIEDADES QUÍMICAS 
RESUMÃO! 
PRINCIPAIS COMPOSTOS: ÓXIDOS, 
PERÓXIDOS E SUPERÓXIDOS 
 Óxidos normais – monóxidos 
 São iônicos; sólidos brancos; 
 Os óxidos típicos são fortemente alcalinos; 
 Reagem com água formando bases fortes. 
Li2O + H2O 2LiOH 
 Peróxidos e superóxidos 
 
a) Peróxidos 
 Características dos peróxidos: contém o íon (-O-O-)2-; 
 Todos os e- estão emparelhados e são agentes oxidantes; 
 São sais de ácidos dibásicos, pois reagem com água e ácido 
formando peróxido de hidrogênio; 
Na2O2 + 2H2O NaOH + H2O2 
b) Superóxidos 
 características: possui o íon [O2]
-, que possui um elétron 
desemparelhado e são coloridos; 
 são agentes oxidantes ainda mais forte que os peróxidos e 
reagem com água ou ácidos desprendendo H2O2 eO2: 
2KO2 + 2H2O 2KOH + H2O2 + ½O2 
 O K2O é usado em cápsulas espaciais, submarinos e máscaras 
de respiro: 
4KO2 + 2CO2 2K2CO3 + 3O2 
 O superóxido de sódio é produzido industrialmente com bons 
rendimentos (450°C e 300 atm); 
Na2O2 +O2 2NaO2 
 Geralmente átomos ou íons grandes formam ligações mais 
fracas que átomos ou íons pequenos; 
 Cátions grandes podem ser estabilizados por ânions grandes; 
 Nº de cordenação, energia reticular; 
b) Superóxidos 
 características: possui o íon [O2]
-, que possui um elétron 
desemparelhado e são coloridos; 
 são agentes oxidantes ainda mais forte que os peróxidos e 
reagem com água ou ácidos desprendendo H2O2 eO2: 
2KO2 + 2H2O 2KOH + H2O2 + ½O2 
 O K2O é usado em cápsulas espaciais, submarinos e máscaras 
de respiro: 
4KO2 + 2CO2 2K2CO3 + 3O2 
 O superóxido de sódio é produzido industrialmente com bons 
rendimentos (450°C e 300 atm); 
Na2O2 +O2 2NaO2 
 Geralmente átomos ou íons grandes formam ligações mais 
fracas que átomos ou íons pequenos; 
 Cátions grandes podem ser estabilizados por ânions grandes; 
 Nº de cordenação, energia reticular; 
b) Superóxidos 
 características: possui o íon [O2]
-, que possui um elétron 
desemparelhado e são coloridos; 
 são agentes oxidantes ainda mais forte que os peróxidos e 
reagem com água ou ácidos desprendendo H2O2 eO2: 
2KO2 + 2H2O 2KOH + H2O2 + ½O2 
 O K2O é usado em cápsulas espaciais, submarinos e máscaras 
de respiro: 
4KO2 + 2CO2 2K2CO3 + 3O2 
 O superóxido de sódio é produzido industrialmente com bons 
rendimentos (450°C e 300 atm); 
Na2O2 +O2 2NaO2 
 Geralmente átomos ou íons grandes formam ligações mais 
fracas que átomos ou íons pequenos; 
 Cátions grandes podem ser estabilizados por ânions grandes; 
 Nº de cordenação, energia reticular; 
b) Superóxidos 
 características: possui o íon [O2]
-, que possui um elétron 
desemparelhado e são coloridos; 
 são agentes oxidantes ainda mais forte que os peróxidos e 
reagem com água ou ácidos desprendendo H2O2 eO2: 
2KO2 + 2H2O 2KOH + H2O2 + ½O2 
 O K2O é usado em cápsulas espaciais, submarinos e máscaras 
de respiro: 
4KO2 + 2CO2 2K2CO3 + 3O2 
 O superóxido de sódio é produzido industrialmente com bons 
rendimentos (450°C e 300 atm); 
Na2O2 +O2 2NaO2 
 Geralmente átomos ou íons grandes formam ligações mais 
fracas que átomos ou íons pequenos; 
 Cátions grandes podem ser estabilizados por ânions grandes; 
 Nº de cordenação, energia reticular; 
b) Superóxidos 
 características: possui o íon [O2]
-, que possui um elétron 
desemparelhado e são coloridos; 
 são agentes oxidantes ainda mais forte que os peróxidos e 
reagem com água ou ácidos desprendendo H2O2 eO2: 
2KO2 + 2H2O 2KOH + H2O2 + ½O2 
 O K2O é usado em cápsulas espaciais, submarinos e máscaras 
de respiro: 
4KO2 + 2CO2 2K2CO3 + 3O2 
 O superóxido de sódio é produzido industrialmente com bons 
rendimentos (450°C e 300 atm); 
Na2O2 +O2 2NaO2 
 Geralmente átomos ou íons grandes formam ligações mais 
fracas que átomos ou íons pequenos; 
 Cátions grandes podem ser estabilizados por ânions grandes; 
 Nº de cordenação, energia reticular; 
b) Superóxidos 
 características:possui o íon [O2]
-, que possui um elétron 
desemparelhado e são coloridos; 
 são agentes oxidantes ainda mais forte que os peróxidos e 
reagem com água ou ácidos desprendendo H2O2 eO2: 
2KO2 + 2H2O 2KOH + H2O2 + ½O2 
 O K2O é usado em cápsulas espaciais, submarinos e máscaras 
de respiro: 
4KO2 + 2CO2 2K2CO3 + 3O2 
 O superóxido de sódio é produzido industrialmente com bons 
rendimentos (450°C e 300 atm); 
Na2O2 +O2 2NaO2 
 Geralmente átomos ou íons grandes formam ligações mais 
fracas que átomos ou íons pequenos; 
 Cátions grandes podem ser estabilizados por ânions grandes; 
 Nº de cordenação, energia reticular; 
 Hidróxidos 
 
 Bases fortes em soluções aquosas; 
 Muito solúveis em água, exceto LiOH; 
 Reagem com ácidos e formam sais e água, neutralização; 
NaOH + HCl Na2CO3 + H2O 
 Reagem com CO2 e formam carbonatos; 
2NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O 
 Reagem com óxidos anfóteros Al2O3 formando Aluminatos; 
 Reagem com sais amônio e complexos liberando gás amônia; 
NaOH + NH4Cl NH3 + NaCl + H2O 
 Reagem com H2S p/ formar sulfetos S
-e hidrogenossulfetos HS-; 
NaOH + H2S NaSH Na2S 
 Reagem com alcoóis formando alcóxidos; 
NaOH + EtOH NaOEt + H2O 
 (Etóxido de sódio) 
 Hidróxidos 
 
 Bases fortes em soluções aquosas; 
 Muito solúveis em água, exceto LiOH; 
 Reagem com ácidos e formam sais e água, neutralização; 
NaOH + HCl Na2CO3 + H2O 
 Reagem com CO2 e formam carbonatos; 
2NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O 
 Reagem com óxidos anfóteros Al2O3 formando Aluminatos; 
 Reagem com sais amônio e complexos liberando gás amônia; 
NaOH + NH4Cl NH3 + NaCl + H2O 
 Reagem com H2S p/ formar sulfetos S
-e hidrogenossulfetos HS-; 
NaOH + H2S NaSH Na2S 
 Reagem com alcoóis formando alcóxidos; 
NaOH + EtOH NaOEt + H2O 
 (Etóxido de sódio) 
 Hidróxidos 
 
 Bases fortes em soluções aquosas; 
 Muito solúveis em água, exceto LiOH; 
 Reagem com ácidos e formam sais e água, neutralização; 
NaOH + HCl Na2CO3 + H2O 
 Reagem com CO2 e formam carbonatos; 
2NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O 
 Reagem com óxidos anfóteros Al2O3 formando Aluminatos; 
 Reagem com sais amônio e complexos liberando gás amônia; 
NaOH + NH4Cl NH3 + NaCl + H2O 
 Reagem com H2S p/ formar sulfetos S
-e hidrogenossulfetos HS-; 
NaOH + H2S NaSH Na2S 
 Reagem com alcoóis formando alcóxidos; 
NaOH + EtOH NaOEt + H2O 
 (Etóxido de sódio) 
 Hidróxidos 
 
 Bases fortes em soluções aquosas; 
 Muito solúveis em água, exceto LiOH; 
 Reagem com ácidos e formam sais e água, neutralização; 
NaOH + HCl Na2CO3 + H2O 
 Reagem com CO2 e formam carbonatos; 
2NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O 
 Reagem com óxidos anfóteros Al2O3 formando Aluminatos; 
 Reagem com sais amônio e complexos liberando gás amônia; 
NaOH + NH4Cl NH3 + NaCl + H2O 
 Reagem com H2S p/ formar sulfetos S
-e hidrogenossulfetos HS-; 
NaOH + H2S NaSH Na2S 
 Reagem com alcoóis formando alcóxidos; 
NaOH + EtOH NaOEt + H2O 
 (Etóxido de sódio) 
 Hidróxidos 
 
 Bases fortes em soluções aquosas; 
 Muito solúveis em água, exceto LiOH; 
 Reagem com ácidos e formam sais e água, neutralização; 
NaOH + HCl Na2CO3 + H2O 
 Reagem com CO2 e formam carbonatos; 
2NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O 
 Reagem com óxidos anfóteros Al2O3 formando Aluminatos; 
 Reagem com sais amônio e complexos liberando gás amônia; 
NaOH + NH4Cl NH3 + NaCl + H2O 
 Reagem com H2S p/ formar sulfetos S
-e hidrogenossulfetos HS-; 
NaOH + H2S NaSH Na2S 
 Reagem com alcoóis formando alcóxidos; 
NaOH + EtOH NaOEt + H2O 
 (Etóxido de sódio) 
 Hidróxidos 
 
 Bases fortes em soluções aquosas; 
 Muito solúveis em água, exceto LiOH; 
 Reagem com ácidos e formam sais e água, neutralização; 
NaOH + HCl Na2CO3 + H2O 
 Reagem com CO2 e formam carbonatos; 
2NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O 
 Reagem com óxidos anfóteros Al2O3 formando Aluminatos; 
 Reagem com sais amônio e complexos liberando gás amônia; 
NaOH + NH4Cl NH3 + NaCl + H2O 
 Reagem com H2S p/ formar sulfetos S
-e hidrogenossulfetos HS-; 
NaOH + H2S NaSH Na2S 
 Reagem com alcoóis formando alcóxidos; 
NaOH + EtOH NaOEt + H2O 
 (Etóxido de sódio) 
 Hidróxidos 
 
 Bases fortes em soluções aquosas; 
 Muito solúveis em água, exceto LiOH; 
 Reagem com ácidos e formam sais e água, neutralização; 
NaOH + HCl Na2CO3 + H2O 
 Reagem com CO2 e formam carbonatos; 
2NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O 
 Reagem com óxidos anfóteros Al2O3 formando Aluminatos; 
 Reagem com sais amônio e complexos liberando gás amônia; 
NaOH + NH4Cl NH3 + NaCl + H2O 
 Reagem com H2S p/ formar sulfetos S
-e hidrogenossulfetos HS-; 
NaOH + H2S NaSH Na2S 
 Reagem com alcoóis formando alcóxidos; 
NaOH + EtOH NaOEt + H2O 
 (Etóxido de sódio) 
 Hidróxidos 
 
 Bases fortes em soluções aquosas; 
 Muito solúveis em água, exceto LiOH; 
 Reagem com ácidos e formam sais e água, neutralização; 
NaOH + HCl Na2CO3 + H2O 
 Reagem com CO2 e formam carbonatos; 
2NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O 
 Reagem com óxidos anfóteros Al2O3 formando Aluminatos; 
 Reagem com sais amônio e complexos liberando gás amônia; 
NaOH + NH4Cl NH3 + NaCl + H2O 
 Reagem com H2S p/ formar sulfetos S
-e hidrogenossulfetos HS-; 
NaOH + H2S NaSH Na2S 
 Reagem com alcoóis formando alcóxidos; 
NaOH + EtOH NaOEt + H2O 
 (Etóxido de sódio) 
 Hidróxidos 
 
 Bases fortes em soluções aquosas; 
 Muito solúveis em água, exceto LiOH; 
 Reagem com ácidos e formam sais e água, neutralização; 
NaOH + HCl Na2CO3 + H2O 
 Reagem com CO2 e formam carbonatos; 
2NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O 
 Reagem com óxidos anfóteros Al2O3 formando Aluminatos; 
 Reagem com sais amônio e complexos liberando gás amônia; 
NaOH + NH4Cl NH3 + NaCl + H2O 
 Reagem com H2S p/ formar sulfetos S
-e hidrogenossulfetos HS-; 
NaOH + H2S NaSH Na2S 
 Reagem com alcoóis formando alcóxidos; 
NaOH + EtOH NaOEt + H2O 
 (Etóxido de sódio) 
 Hidróxidos 
 
 Bases fortes em soluções aquosas; 
 Muito solúveis em água, exceto LiOH; 
 Reagem com ácidos e formam sais e água, neutralização; 
NaOH + HCl Na2CO3 + H2O 
 Reagem com CO2 e formam carbonatos; 
2NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O 
 Reagem com óxidos anfóteros Al2O3 formando Aluminatos; 
 Reagem com sais amônio e complexos liberando gás amônia; 
NaOH + NH4Cl NH3 + NaCl + H2O 
 Reagem com H2S p/ formar sulfetos S
-e hidrogenossulfetos HS-; 
NaOH + H2S NaSH Na2S 
 Reagem com alcoóis formando alcóxidos; 
NaOH + EtOH NaOEt + H2O 
 (Etóxido de sódio) 
NaCl + H2O 
PRINCIPAIS COMPOSTOS E SUAS REAÇÕES 
HIDRÓXIDOS 
 As soluções de Ca(OH)2 e Ba(OH)2  Detecção de CO2 
A Água nas regiões calcárias e as Reacções de Precipitação 
Uma água dura - rica em cálcio e magnésio - pode significar … 
… Na Natureza … 
- … A água dos solos, levemente ácida, reage com o carbonato de cálcio da rocha calcária e 
que é insolúvel, transformando-o em bicarbonato de cálcio solúvel em água:Quando esta transformação ocorre em profundidade destrói o calcário e dá origem a 
cavernas. 
A Água nas regiões calcárias e as Reações de Precipitação 
Uma água dura - rica em cálcio e magnésio - pode significar … 
… Na Natureza … 
- … A água vai ficando saturada de Bicarbonato de Sódio e com o aumento de temperatura no 
interior da Terra e a diminuição de pressão este transforma-se em Carbonato de Cálcio, que é 
insolúvel e precipita: 
 
 
 
A acumulação deste precipitado dá origem a: 
Estalactites Estalagmites 
DUREZA DA ÁGUA 
II. DUREZA PERMANENTE 
A água dura contém íons carbonatos, bicarbonatos ou sulfatos de 
magnésio e de cálcio dissolvidos. 
 
I. DUREZA TEMPORÁRIA 
DIFERENÇAS ENTRE O LÍTIO E BERÍLIO COM OS 
DEMAIS ELEMENTOS DOS GRUPOS 1 E 2 
 
O lítio e o berílio se diferenciam dos demais elementos do 
grupos 1 e 2, apresentam relações diagonais com o magnésio e 
alumínio, respectivamente. 
 
Li Be B C 
Na Mg Al Si 
 
 •Causas: 
•Pequeno tamanho do cátion Li+ e Be 2+; 
•Forte poder polarizante; 
•Forma ligações de alto caráter covalente; 
•Forte interação íon-dipolo