Grupos I e II.pptx

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Grupo I- Metais Alcalinos
Grupo II- Metais Alcalino-terrosos
Curso: Química Licenciatura
Componente Curricular: Inorgânica I
Docente: Ildemar Mayer
Discentes: Daiane H. Mumbach, Fernanda Vorpagel, 
Marilei Menin Maciel, Martinho Kroetz e 
Natália Polanczyk
Introdução
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O metais alcalinos formam um grupo bastante homogêneo e tem a química 
mais simples que outro grupo da tabela periódica. As propriedades físicas e 
químicas desses elementos estão relacionadas com sua estrutura eletrônica e 
seu tamanho.
 
São excelentes condutores de eletricidade, são moles e altamente reativos.
São univalentes e formam compostos iônicos e incolores.
Os metais alcalinos-terrosos são metais reativos, mas menos reativos 
que os metais alcalinos.
São divalentes e formam compostos iônicos e incolores.
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Grupo I - Metais Alcalinos
É formado pelos metais:
Litio ( Li) 
Sódio (Na) 
Potássio (K ) 
Rubídio ( Rb) 
Césio ( Cs) 
Frâncio ( Fr)
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Ocorrência e Obtenção 
Lítio
O lítio não ocorre livre na natureza e abundância 
natural é baixa sendo o trigésimo quinto elemento 
mais abundante, ou seja, 0,002%.
É obtido a partir de minerais 
do grupo dos silicatos.
Espodumênio (LiAl(SiO3)2
Lepidolita 
K(Li,Al)3(Si,Al)4O10(F,OH)2
Os metais alcalinos podem ser obtidos por eletrolise de um 
sal fundido, geralmente dos haletos fundidos.
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Sódio
O Sódio ocorre como mineral sal-gema (NaCl), 
nos lagos salgados e na água do mar.
Compõe 2,6% da massa da biosfera.
O metal é extraído pelo processo de Down, que 
consiste da eletrolise do cloreto de sódio fundido. 2 NaCl(l) → 2Na(l) + Cl2(g)
Este processo também 
é usado para produção 
industrial do cloro.
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Potássio
O Potássio pode ser obtido eletrolicamente, mas a alta 
reatividade do elemento torna isso muito perigoso.
O Potássio ocorre como deposito de KCl (silvita), de uma mistura de 
KCl e NaCl (silvinita) e do sal duplo KMgCl3· 6H2O (carnalita)
Então... Aquece uma mistura de sódio e cloreto de potássio fundidos, formando assim, o potássio e o cloreto de sódio.
 Na(l) + KCl(l) ⇌ NaCl(l) + K(g)
7 Rubídio
Ocorre como constituinte menor do mineral lepidolita 
(K(Li,Al)3(Si,Al)4O10(F,OH)2), a partir dos quais são obtidos como 
subprodutos da obtenção do lítio.
É obtido a partir do cloreto fundido por redução com 
cálcio ou bário.
Cristal de lepidolita em rocha
2 RbCl(l) + Ca(l) → CaCl2(l) + 2 Rb(l)
8 Césio
Ocorre como constituinte menor do mineral lepidolita 
(K(Li,Al)3(Si,Al)4O10(F,OH)2), a partir dos quais são obtidos como 
subprodutos da obtenção do lítio.
O césio também ocorre como o mineral polucita (Cs4Al4Si9O29•H2O)
É obtido por eletrólise do cloreto ou cianeto de césio fundido.
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Frâncio
É extremamente raro na costa terrestre.
 O método de obtenção dá-se pelo bombardeio de tório com 
prótons; rádio ou astato com nêutrons.
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 Aplicação
Pelo fato de serem moles e reativos, os metais alcalinos não 
podem ser utilizados para fins estruturais.
O lítio é usado na fabricação de ligas, por exemplo, com o alumínio é utilizado para fabricação 
de peças de aviões, com magnésio para fabricar chapas de blindagens.
O sódio tem sido 
aproveitado como 
trocador de calor em 
reatores nuclear por 
causa da sua alta 
condutividade térmica.
Muitos compostos dos metais alcalinos, em particular os de sódio e 
potássio, são industrialmente importantes. O hidróxido de sódio (cujo nome 
comum é “soda cáustica”) e o hidróxido de potássio ("potassa cáustica") 
são usados na fabricação de um vários produtos, como sabões, tintas, 
pigmentos, graxas e produtos para papel.
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95% dos compostos de potássio são usados como fertilizantes. KOH é usado 
na fabricação de fosfatos de potássio. KNO3 é usado em explosivos.
O Rubídeo é usado como catalizador em algumas reações.
Na medicina são usados como sedativos e no tratamento da epilepsia.
O césio apresenta um forte efeito fotoelétrico, parcialmente por causa de 
sua energia de ionização muito baixa, e por isso é aplicado em fotocelas 
de fotocondutividade.
Não há aplicações comerciais para o frâncio devido a sua vida muito curta, também não é 
possível obter este elemento em quantidades comerciais significativas.
As propriedades físicas e 
químicas dos elementos estão 
intimamente relacionadas com 
sua estrutura e seu tamanho.
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Propriedades Físicas dos metais alcalinos 
São moles e poucos densos.
São sólidos à temperatura ambiente, à exceção do 
césio e do frâncio que se encontram no estado líquido.
Apresentam pontos de fusão e ebulição baixos.
Têm brilho metálico quando a superfície esta 
recentemente cortada.
São bons condutores de corrente elétrica.
Ardem com uma chama característica
ESTRUTURA ELETRÔNICA
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Têm um elétron de valência no orbital mais externo 
e esse se encontra bem afastado do núcleo.
É fracamente ligado pelo núcleo e pode ser 
removido com facilidade.
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TAMANHO DOS ÁTOMOS E ÍONS
Os átomos 
são maiores 
nos seus 
respectivos 
períodos.
TAMANHO DOS ÁTOMOS E ÍONS
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Quando os elétrons externos são removidos para formar os correspondentes íons 
positivos, o tamanho diminui consideravelmente, pois a camada eletrônica mais externa 
foi totalmente removida.
Os íons positivos são sempre menores que os 
átomos correspondentes.
Os íons são muito grandes e seu tamanho aumenta do Li+ até 
Fr+, a medida que camadas adicionais de elétrons são 
acrescentadas. 
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DENSIDADE
Como os átomos são grandes, eles 
apresentam densidades muito 
baixas.
A densidade do lítio metálico é cerca da metade da 
densidade da água.
PRIMEIRA ENERGIA DE IONIZAÇÃO
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ENERGIA DE IONIZAÇÃO 
São menores que 
dos elementos de 
qualquer outro 
grupo da tabela 
periódica. Os átomos são muito 
grandes e os elétrons 
mais externos são 
fracamente atraídos 
pelo núcleo.
O tamanho dos 
átomos aumenta 
na sequência Li, 
Na, K, Rb e Cs.
Os elétrons mais 
externos são ligados 
mais fracamente, 
fazendo com que as 
energias de ionização 
diminuam ao se 
descer pelo grupo.
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SEGUNDA ENERGIA DE IONIZAÇÃO
É extremamente elevada, sempre maior que a primeira.
Ela envolve a remoção de um elétron de um íon positivo 
menor, e não de um átomo neutro maior.
A diferença entre a 
primeira e a segunda 
energias de ionização 
é mais acentuada pois 
ela implica na 
remoção de um 
elétron de um nível 
eletrônico totalmente 
preenchido.
O segundo elétron nunca é removido, porque a energia necessária é maior 
que aquela necessária para ionizar os gases nobres.
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Eletronegatividade do Na → 0,9
Eletronegatividade do Cl→ 3,0
Diferença de eletronegatividade→ 2,1
● Esse valor de 2,1 implica que a ligação 
do NaCl é predominantemente iônica.
● A diferença de eletronegatividade no LiF 
é 3,0 e no KBr é 2,0 e ambos são 
compostos iônicos.
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ELETRONEGATIVIDADE
Os valores de eletronegatividade desse grupo 
são relativamente muito pequenos, menores do 
que qualquer outro elemento.
Quando eles reagem com outros elementos para 
formarem compostos, geralmente existe uma grande 
eletronegatividade entre eles.
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ESTRUTURA CRISTALINA DOS METAIS, 
DUREZA E ENERGIA DE COESÃO
A energia de coesão é a força que mantém unidos os 
átomos ou íons no sólido.
A magnitude 
das energias 
de coesão 
determina a 
dureza. Ela 
depende do 
número de 
elétrons que 
podem 
participar das 
ligações.
Associado ao 
grande tamanho 
dos átomos e á 
natureza difusa 
do elétron 
externo, é 
responsável pela 
baixa energia de 
coesão, 
pequena força 
de ligação.
Os átomos se tornam maiores descendo o grupo, Portanto, existe 
uma tendência das ligações se tornarem mais fracas, as energias 
de coesão diminuírem e os metais se tornarem mais moles.
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As baixas energias 
de coesão se 
refletem nos valores 
muito baixos das 
temperaturas de 
fusão e ebulição dos 
elementos.
Os pontos de 
fusão variam de 
181°C para o 
lítio, a 28,5°C 
para o césio.
PONTOS DE FUSÃO E EBULIÇÃO
Os pontos de fusão e 
ebulição decrescem de 
cima para baixo.
São valores 
extremamente 
baixos de pontos 
de fusão para 
metais.
PONTO DE FUSÃO E EBULIÇÃO
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As energias de coesão 
decrescem de cima para 
baixo bem como os pontos 
de fusão e ebulição.
As baixas energias de coesão se refletem nos valores 
muito baixos das temperaturas de fusão e de ebulição 
dos elementos do grupo.
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Propriedades Químicas metais alcalinos
Não se encontram livres na natureza 
devido à sua extrema reatividade
Expostos ao 
ar oxidam-se 
rapidamente;
Apresentam 
brilho 
metálico;
Guardam-se ao 
abrigo do ar (em 
petróleo ou tolueno, 
numa atmosfera 
inerte);
Formação 
de ligações 
metálicas e 
iônicas;
Formam íons monopositivos;
26 Reação com Água
Todos os metais alcalinos reagem com água, liberando H2 e formando hidróxidos;
A reação se torna cada vez mais vigorosa descendo o grupo.
Li: reage a uma velocidade moderada;
Na: funde na superfície da água e o metal fundido desliza vigorosamente, podendo 
inflamar-se;
K: funde e sempre se inflama.
27
28
Reação com Ar
Metais alcalinos são quimicamente muito reativos;
Perdem o brilho quando expostos ao ar;
Na, K, Rb e Cs: formam óxidos de vários tipos;
Li: forma uma mistura de óxido e nitreto Li3N (cor vermelho-rubi).
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Os metais alcalinos são fortes agentes redutores
A capacidade que uma espécie tem de tirar elétrons de outra 
espécie é medida pelo potencial de redução, E°.
Reação com nitrogênio 
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O lítio é o único elemento do grupo que reage diretamente com o nitrogênio,formando o nitreto.
Duas das reações são 
importantes:
Reage com água 
formando amônia.
Ele se decompõe 
gerando os elementos 
constituintes, quando 
aquecidos a altas 
temperaturas.
31
Reatividade 
 
A reatividade de um elemento está relacionada com a perda ou o ganho de 
elétrons. 
Quanto maior a 
eletropositividade, maior 
a reatividade, isso no 
caso dos metais, como 
por exemplo, césio (Cs) 
e frâncio (Fr), 
considerados os mais 
reativos.
32 Todos esses elementos são metais; são excelentes condutores de 
eletricidade, moles e altamente reativos.
Os metais desse grupo são reativos demais para serem encontrados 
livres na natureza. Seus compostos estão entre os mais estáveis ao 
calor, de modo que sua decomposição térmica é praticamente 
impossível. Como esses metais se situam no topo da serie 
eletroquímica eles reagem com água. 
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Os metais alcalinos são os agentes redutores mais fortes, pois 
não e possível obter por redução de seus óxidos.
O deslocamento de um dos elementos por outro situado acima dele na serie 
eletroquímica, seja impraticável em solução aquosa.
34 Todos os elementos devem ser guardados 
submersos em um solvente hidrocarboneto 
para evitar a reação com o oxigênio 
atmosférico, embora lítio, sódio e potássio 
possam ser manuseados ao ar por 
pequenos períodos.
Rubídio e césio devem ser sempre manuseados sob atmosfera inerte.
Os metais puros são obtidos por eletrólise de seus respectivos sais.
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Grupo II - Metais Alcalino-Terrosos
É formado pelos metais:
Berílio (Be)
Magnésio (Mg)
Cálcio (Ca)
Estrôncio (Sr)
Bário (Ba)
Rádio (Ra)
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Ocorrência e Obtenção
Ocorre naturalmente como mineral semiprecioso berílo Be3Al2(SiO3)6.
O berilo é a base da pedra preciosa esmeralda, na qual uma pequena 
fração de Al3+ é substituída por Cr3+.
O berílio é obtido por aquecimento do berilo com hexafluorossilicato 
de sódio Na2SiF6, para produzir BeF2, o qual é então reduzido ao 
elemento pelo magnésio.
ESMERALDAS. Mola para relógios, ferramentas antifaiscantes, tubos 
de raio-X
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Magnésio
Ocorre na natureza sob a forma de vários minerais, como a dolomita 
e a magesita.
É o terceiro elemento mais abundante na água do mar de onde ele é 
obtido comercialmente.
É obtido por eletrólise do cloreto de magnésio fundido.
Também a partir da dolomita por aquecimento ao ar para 
formar os óxidos de cálcio e magnésio.
RODA DE LIGA LEVE. Fogos de sinalização, flash, tijolo refratário.
38 Cálcio
É o quinto elemento mais abundante na crosta terrestre e 
ocorre principalmente como calcário.
É obtido por eletrolise do cloreto fundido.
DENTES. Adubo químico, gesso, cimento, concreto e revestimento para 
cabo.
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Estrôncio Bário
São menos abundantes, mas bem conhecidos, porque ocorrem na 
forma de minérios concentrados.
O estrôncio é obtido pela eletrólise do SrCl2 fundido ou pela 
redução do SrO com o aluminio.
O bário é obtido por eletrólise do cloreto fundido ou por redução 
do BaO com alumínio.
Fogos de 
artifício.
 Tinta 
fosforescente
VELA 
PARA 
MOTOR. 
Pigmento 
para papel
40 Rádio É extremamente raro e radioativo.
Isolado pela 1ª vez por Pierre e Marie Curie
Já foi usado no tratamento radioterápico do câncer
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Propriedades Físicas metais alcalinos terrosos
Têm brilho 
metálico quando 
recentemente 
polidos.
Geralmente são 
divalentes e 
formam 
compostos 
iônicos incolores
O Berílio se difere 
no grupo II, porque 
é extremamente 
pequeno, sendo o 
aumento do Be 
para o Mg quatro 
vezes maior do que 
do Li para o Na no 
grupo I.
São mais 
duros e mais 
densos que 
os metais 
alcalinos.
Conduzem bem o 
calor e a 
eletricidade.
São menos 
reativos que os 
metais do grupo I.
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ESTRUTURA ELETRÔNICA
Todos os elementos possuem dois elétrons s no nível eletrônico mais externo.
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Propriedades Químicas metais alcalinos terrosos
Formam facilmente iões, por terem configuração eletrônica de valência ns2. 
Quando reagem com a água formam compostos alcalinos e libertam hidrogênio (apenas o 
berílio não reage com a água).
Nunca aparecem livres na natureza; surgem, quase sempre, sob a forma molecular.
 Quando isolados são muito reativos, embora menos que os do grupo anterior.
Reagem com o oxigênio, originando óxidos.
Reagem com ácidos, dando origem a hidrogênio gasoso.
Possuem energias de ionização mais elevadas do que os do 
grupo anterior.
TAMANHO DOS ÁTOMOS E DOS ÍONS
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Os átomos são grandes, mas menores 
que os do grupo 1, pois a carga adicional 
no núcleo faz com que esta atraia mais 
fortemente os elétrons aumentando a 
carga nuclear efetiva.
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São mais duros, suas 
energias de ligação são 
maiores e seus pontos de 
fusão e de ebulição são muito 
mais elevados que o dos 
metais do grupo I.
PONTOS DE FUSÃO E EBULIÇÃO
ENERGIAS DE IONIZAÇÃO
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Os elétrons estão mais fortemente ligados e a energia necessária para remover o 
primeiro elétron é maior que dos elementos do grupo1.
A energia para remover o segundo elétron é quase o dobro daquela para remover o primeiro. 
Porque depois da remoção do primeiro elétron, a relação entre cargas do núcleo e dos 
elétrons circundantes aumenta, de modo que agora estão mais firmemente ligados.
A terceira energia de 
ionização é tão elevada 
que os íons M3+ nunca 
são formados.
ELETRONEGATIVIDADE
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Mg, Ca, Sr, Ba Diferença de eletronegatividade 
grande. 
Formação de compostos iônicos
Os valores de eletronegatividade dos elementos do grupo 2 são baixos, mas 
maiores que os do grupo 1.
A eletronegatividade do Be é maior que dos demais elementos.
Reagem com Halogênios e O.
SOLUBILIDADE E ENERGIA RETICULAR
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A solubilidade da maioria dos sais diminui com o aumento do peso 
atômico.
Observa-se a tendênciainversa no caso dos fluoretos e hidróxidos deste grupo.
A solubilidade depende da energia reticular do sólido e da energia de 
hidratação dos íons.
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Considerando-se um íon negativo qualquer, a energia reticular decresce 
à medida que aumenta o tamanho do metal.
A energia de hidratação também diminui à medida que os íons metálicos se tornam 
maiores.
A solubilidade depende da energia reticular do sólido e da energia de hidratação dos íons.
SOLUBILIDADE E ENERGIA RETICULAR
50
Descendo pelo grupo os íons 
se tornam maiores, de modo 
que tanto a energia de 
hidratação como a energia 
reticular se tornam cada vez 
menores. Na maioria dos casos, a 
energia de hidratação 
decresce mais 
rapidamente que a energia 
de reticular: logo os 
compostos se tornam 
menos solúveis à medida 
que o metal aumenta de 
tamanho.
No caso dos fluoretos e dos 
hidróxidos, a energia reticular 
diminui mais rapidamente que 
a energia de hidratação, de 
modo que a solubilidade 
desses compostos aumenta 
de cima para baixo dentro do 
grupo.
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Reatividade dos metais alcalino-terrosos 
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2M + O2→ 2MO 
M + H2→ MH2
3M + N2→ M3N2
M=
Be;
Mg;
Ca;
Sr;
Ba;
Ra.
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fonte:LEE, J.D. Química Inorgânica Não Tão Concisa
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Diferença entre o Berílio e os demais elementos do Grupo II
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É muito pequeno e tem uma densidade de carga elevada, 
apresentando uma grande tendência à covalência.
O Be é anfótero, liberando H2 quando reage com NaOH formando berilatos.
O hidreto de berílio é deficiente em elétrons e polimérico, e formam ligações 
multicentradas, tal como o hidreto de alumínio.
Os sais de berílio sofrem hidrólise 
acentuada.
Os sais de berílio se incluem entre os mais 
solúveis que se conhecem.
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O Be forma 
muitos 
complexos.
58
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Reação de saponificação para fabricação de sabão
Óleo ou gordura + base (NaOH) → sabão + glicerina
https://www.youtube.com/watch?v=VcZmntmWrFg60
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REFERÊNCIAS
62
ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente. 3ª 
ed. Porto Alegre: Bookman, 2006.
GONICK, Larry; CRDDLE, Craig. Química geral em quadrinhos. tradução de Henrique Heisi Toma. 
São Paulo: Blucher, 2013.
LEE, J. D. Química orgânica não tão concisa. tradução da 5º ed. inglesa: São Paulo: Blucher, 1999.
SHRIVER, S.; ATKINS, P. Química inorgânica. Tradução Roberto de Barros Faria. 4º ed. Porto Alegre: 
Bookman, 2008.
http://www.manualdaquimica.com/quimica-organica/reacao-saponificacao.htm
http://site.ufvjm.edu.br/flavianatavares/files/2013/04/Metais-Alcalinos-Terrosos-2014.pdf
http://www.alunosonline.com.br/quimica/radio-um-elemento-quimico-radioativo.html