2 PROPRIEDADES PERIÓDICAS DOS ELEMENTOS

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PROPRIEDADES PERIÓDICAS DOS ELEMENTOS
Desenvolvimento da Tabela Periódica
Em 2002, haviam 115 elementos conhecidos.
A maior parte dos elementos foi descoberta entre 1735 e 1843.
Como organizar 115 elementos diferentes de forma que possamos fazer previsões sobre elementos não descobertos?
 Apesar de alguns elementos químicos serem conhecidos desde a antiguidade (Au, Ag, Sn, Cu, Pb e Hg), a primeira descoberta científica ocorreu em 1669 por Henning Brand, o fósforo.
Histórico da Tabela Periódica
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Aula 1: Química de Elementos
Brand, Henning (?-1669-?), químico, oficial militar e médico alemão
Descobriu o elemento Fósforo em 1669, em Hamburgo. 
Brand deixou 50 baldes de urina putrificar e "criar vermes"; então ele ferveu o material até que se tornou uma pasta cerosa branca da qual em seguida destilou uma substância que, devido à sua luminosidade no escuro, chamou Fósforo (Phosphorus, "portador da luz"). 
Técnicas de Pesquisa
 Em 1829, Johann W. Dobereiner agrupou os elementos em tríades, baseando-se nas massa atômicas.
Histórico da Tabela Periódica
Elemento
Massa Atômica
Cálcio
40
Estrôncio
88>>(40+137)/2=88,5
Bário
137
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Aula 1: Química de Elementos
Döbereiner observou que em grupos de três elementos com propriedades químicas muito semelhantes, o peso atômico do elementos médio era aproximadamente igual à média aritmética dos pesos atômicos dos elementos externos 
Técnicas de Pesquisa
 Em 1863, A. E. Béguyer de Chancourtois dispôs os elementos numa espiral traçada nas paredes de um cilindro, em ordem crescente de massa atômica.
Histórico da Tabela Periódica
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Aula 1: Química de Elementos
Técnicas de Pesquisa
 Em 1864, Jonh A. R. Newlands sugeriu que os elementos poderiam ser arranjados num modelo periódico de oitavas, ou grupo de oito, na ordem crescente de massas atômicas.
Histórico da Tabela Periódica
 Este modelo não contemplava elementos já conhecidos como o ferro e o cobre, não sendo aceito pela Sociedade Química.
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Aula 1: Química de Elementos
Técnicas de Pesquisa
 Em 1869, Dmitri Ivanovitch Mendeleiev (1834-1907), organizou os elementos em ordem crescente de massas atômicas, distribuídas em oito colunas verticais e doze faixas horizontais.
Histórico da Tabela Periódica
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Aula 1: Química de Elementos
Técnicas de Pesquisa
Histórico da Tabela Periódica
 Dos atuais 105 elementos químicos conhecidos, cerca de 60 já haviam sido isolados (ferro, cobre, ouro, prata...) e estudados em 1869, quando o químico russo Dmitri Mendeleev se destacou na organização metódica desses elementos.
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Aula 1: Química de Elementos
Técnicas de Pesquisa
O desenvolvimento da tabela Periódica
A primeira tentativa (Mendeleev e Meyer) ordenou os elementos em ordem crescente de massa atômica.
Faltaram alguns elementos nesse esquema. 
 Em 1869, Julius Lothar Meyer (1830-1895), organizou os elementos em classificação periódica de massa atômica. No entanto, as suas idéias não foram consideradas científicas.
 Em 1882, Mendeleiev e Meyer receberam a medalha Davy pela Sociedade Britânica para o Progresso da ciência.
 Em 1887, a mesma medalha foi oferecida a Newlands, pela classificação baseada nas oitavas musicais.
 Em 1913, Henry Moseley descobriu que o número de prótons no núcleo de um átomo era sempre o mesmo. Este fato é atualmente a base da classificação periódica dos elementos.
Histórico da Tabela Periódica
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Aula 1: Química de Elementos
Técnicas de Pesquisa
O desenvolvimento da Tabela Periódica
 Em 2002, haviam 115 elementos conhecidos.
 A maioria foi descoberta entre 1735 e 1843.
 Como organizar 115 elementos diferentes de forma que possamos fazer previsões sobre elementos não descobertos?
 Ordenar os elementos segundo as suas propriedades químicas e físicas.
 A forma moderna da tabela periódica reflete a estrutura eletrônica fundamental dos elementos.
 Um grupo de elementos indica o tipo de subcamada que está preenchida.
 Um período indica o número quântico principal (n) da camada.
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Aula 1: Química de Elementos
Técnicas de Pesquisa
Carga nuclear efetiva
A carga nuclear efetiva é a carga sofrida por um elétron em um átomo polieletrônico.
Tamanho dos átomos e dos íons
Tendências periódicas nos raios atômicos
O tamanho 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:
Número quântico principal, n, e
a carga nuclear efetiva, Zef.
Tendência Periódicas
À medida que o número quântico principal aumenta (ex., descemos em um grupo), a distância do elétron mais externo ao núcleo aumenta. 
Tendências nos tamanhos dos íons
 - Os cátions deixam vago o orbital 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.
Energia de ionização
Variações nas energias de ionização sucessivas
Energia de ionização
Afinidades eletrônicas
Afinidades eletrônicas
Afinidades eletrônicas
Nível de
energia
Camada ou nível
Número máximo
de elétrons
K
1ª
2
L
2ª
8
M
3ª
18
N
4ª
32
O
5ª
32
P
6ª
18
Q
7ª
8
Os elétrons estão distribuídos em camadas ao redor do núcleo. 
Admite-se a existência de 7 camadas eletrônicas.
 Na natureza, todos os sistemas tendem a adquirir a maior estabilidade possível;
 Os átomos ganham ou perdem elétrons para aumentar a sua estabilidade;
 Os átomos dos gases nobres são estáveis;
 São os únicos que possuem a camada de valência completa, isto é, com oito elétrons (dois, no caso da camada K).
Teoria do Octeto
Verifica-se que a última camada de um átomo 
não pode ter mais de 8 elétrons 
Quando isto ocorrer, devemos colocar na mesma camada, 
8 ou 18 elétrons 
(aquele que for imediatamente inferior ao valor cancelado) e, 
o restante vai para a camada seguinte 
Ca
40
20
K = 2
L = 8
M = 10
M = 8
N = 2
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
Exemplos:
	Distribuir os elétrons dos átomos abaixo em ordem de camada:
Na11 
Cl17 
Ca20 
Ba56 
Pb82 
K-2; L-8; M-1.
K-2; L-8; M-7. 
Exemplos:
	Distribuir os elétrons dos átomos abaixo em ordem de camada:
Na11 
Cl17 
Ca20 
Ba56 
Pb82 
K-2; L-8; M-1.
K-2; L-8; M-7. 
K-2; 
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
Exemplos:
	Distribuir os elétrons dos átomos abaixo em ordem de camada:
Na11 
Cl17 
Ca20 
Ba56 
Pb82 
K-2; L-8; M-1.
K-2; L-8; M-7. 
K-2; L-8; 
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
Exemplos:
	Distribuir os elétrons dos átomos abaixo em ordem de camada:
Na11 
Cl17 
Ca20 
Ba56 
Pb82 
K-2; L-8; M-1.
K-2; L-8; M-7. 
K-2; L-8; M-10; 
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
Exemplos:
	Distribuir os elétrons dos átomos abaixo em ordem de camada:
Na11 
Cl17 
Ca20 
Ba56 
Pb82 
K-2; L-8; M-1.
K-2; L-8; M-7. 
K-2; L-8; M-10; 
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
Exemplos:
	Distribuir os elétrons dos átomos abaixo em ordem de camada:
Na11 
Cl17 
Ca20 
Ba56 
Pb82 
K-2; L-8; M-1.
K-2; L-8; M-7. 
K-2; L-8; M-8;
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
Exemplos:
	Distribuir os elétrons dos átomos abaixo em ordem de camada:
Na11 
Cl17 
Ca20 
Ba56 
Pb82 
K-2; L-8; M-1.
K-2; L-8; M-7. 
K-2; L-8; M-8; N-2.
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
Exemplos:
	Distribuir os elétrons dos átomos abaixo em ordem de camada:
Na11 
Cl17 
Ca20 
Ba56 
Pb82 
K-2; L-8; M-1.
K-2; L-8; M-7. 
K-2; L-8; M-8; N-2.
K-2; L-8;
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
Exemplos:
	Distribuir os elétrons dos átomos abaixo em ordem de camada:
Na11 
Cl17 
Ca20 
Ba56 
Pb82 
K-2; L-8; M-1.
K-2; L-8; M-7. 
K-2; L-8; M-8; N-2.
K-2; L-8; M-18; 
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
Exemplos:
	Distribuir os elétrons dos átomos abaixo em ordem de camada:
Na11 
Cl17 
Ca20 
Ba56 
Pb82 
K-2; L-8; M-1.
K-2; L-8; M-7. 
K-2; L-8; M-8; N-2.
K-2; L-8; M-18; N-28; 
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
Exemplos:
	Distribuir os elétrons dos átomos abaixo em ordem de camada:
Na11 
Cl17Ca20 
Ba56 
Pb82 
K-2; L-8; M-1.
K-2; L-8; M-7. 
K-2; L-8; M-8; N-2.
K-2; L-8; M-18; N-28; 
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
Exemplos:
	Distribuir os elétrons dos átomos abaixo em ordem de camada:
Na11 
Cl17 
Ca20 
Ba56 
Pb82 
K-2; L-8; M-1.
K-2; L-8; M-7. 
K-2; L-8; M-8; N-2.
K-2; L-8; M-18; N-18;
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
Exemplos:
	Distribuir os elétrons dos átomos abaixo em ordem de camada:
Na11 
Cl17 
Ca20 
Ba56 
Pb82 
K-2; L-8; M-1.
K-2; L-8; M-7. 
K-2; L-8; M-8; N-2.
K-2; L-8; M-18; N-18; O-10
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
Exemplos:
	Distribuir os elétrons dos átomos abaixo em ordem de camada:
Na11 
Cl17 
Ca20 
Ba56 
Pb82 
K-2; L-8; M-1.
K-2; L-8; M-7. 
K-2; L-8; M-8; N-2.
K-2; L-8; M-18; N-18; O-10
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
Exemplos:
	Distribuir os elétrons dos átomos abaixo em ordem de camada:
Na11 
Cl17 
Ca20 
Ba56 
Pb82 
K-2; L-8; M-1.
K-2; L-8; M-7. 
K-2; L-8; M-8; N-2.
K-2; L-8; M-18; N-18; O-8; P-2.
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
Exemplos:
	Distribuir os elétrons dos átomos abaixo em ordem de camada:
Na11 
Cl17 
Ca20 
Ba56 
Pb82 
K-2; L-8; M-1.
K-2; L-8; M-7. 
K-2; L-8; M-8; N-2.
K-2; L-8; M-18; N-18; O-8; P-2.
K-2; L-8; M-18; N-32; O-22
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
Exemplos:
	Distribuir os elétrons dos átomos abaixo em ordem de camada:
Na11 
Cl17 
Ca20 
Ba56 
Pb82 
K-2; L-8; M-1.
K-2; L-8; M-7. 
K-2; L-8; M-8; N-2.
K-2; L-8; M-18; N-18; O-8; P-2.
K-2; L-8; M-18; N-32; O-22
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
Exemplos:
	Distribuir os elétrons dos átomos abaixo em ordem de camada:
Na11 
Cl17 
Ca20 
Ba56 
Pb82 
K-2; L-8; M-1.
K-2; L-8; M-7. 
K-2; L-8; M-8; N-2.
K-2; L-8; M-18; N-18; O-8; P-2.
K-2; L-8; M-18; N-32; O-18; P-4.
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
Pesquisando o átomo, Sommerfeld chegou à conclusão que os elétrons de um mesmo nível não estão 
igualmente distanciados do núcleo 
porque as trajetórias, além de circulares, como propunha Bohr, também podem ser elípticas 
Esses subgrupos de elétrons estão em regiões chamadas de subníveis e podem ser de até 4 tipos
s p d f 
Subníveis de Energia
Subníveis de Energia
Em cada camada ou nível de energia, os elétrons se distribuem em subcamadas ou subníveis de energia, representados pelas letras s,p,d,f, em ordem crescente de energia;
O número máximo de elétrons que cabe em cada subcamada, ou subnível de energia, também foi determinado experimentalmente.
Subnível
s
p
d
f
Número máximo de elétrons
2
6
10
14
 subnível “ s “, que contém até 2 elétrons
 subnível “ p “, que contém até 6 elétrons
 subnível “ d “, que contém até 10 elétrons
 subnível “ f “, que contém até 14 elétrons
 Os subníveis em cada nível são:
K
1s
L
2s
2p
Q
7s
7p
M
3s
3p
3d
P
6s
6p
6d
N
4s
4p
4d
4f
O
5s
5p
5d
5f
50
Estudos sobre as energias dos subníveis, mostram que:
s < p < d < f
Os elétrons de um mesmo subnível possuem a mesma energia.
Os elétrons de um átomo se distribuem em ordem crescente de
energia dos subníveis.
O cientista LINUS PAULING criou uma representação gráfica para
mostrar a ordem CRESCENTE de energia
dos subníveis.
Esta representação ficou conhecida como
DIAGRAMA DE LINUS PAULING
O número máximo de elétrons, em cada subnível, é:
# subnível “ s “ : 2 elétrons. 
# subnível “ p “ : 6 elétrons. 
# subnível “ d “ : 10 elétrons. 
# subnível “ f “ : 14 elétrons. 
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d 
------------------------------------------------------------------------------------> 
		ordem crescente de energia 
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
Exemplos:
	Distribuir os elétrons dos átomos abaixo em ordem de subníveis:
Na11 - 1s2, 2s2, 2p6, 3s1.
Cl17 - 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p5. 
Fe26 - 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d6.
Pb82 - 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p6, 5s2, 4d10, 5p6, 6s2, 4f14, 5d10, 6p2.
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA DE ÍONS
Para os CÁTIONS devemos 
distribuir os elétrons como se eles fossem neutros
e, em seguida, da última camada 
retirar os elétrons perdidos 
20Ca2+
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
4s2
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA DE ÍONS
Para os ÂNIONS devemos 
adicionar os elétrons ganhos aos já existentes no átomo, e, em seguida distribuir o total 
S
2–
16
16 + 2 = 18 elétrons
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA
Comparativo das distribuições eletrônicas:
Na11 - K-2; L-8; M-1.
Na11 - 1s2, 2s2, 2p6, 3s1.
Cl17 - K-2; L-8; M-7.
Cl17 - 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p5. 
Fe26 - K-2; L-8; M-14; N-2.
Fe26 - 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d6.
Pb82 - K-2; L-8; M-18; N-32; O-18; P-4
Pb82 - 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p6, 5s2, 4d10, 5p6, 6s2, 4f14, 	5d10, 6p2.
Distribuição eletrônica de íons
Na11 K-2; L-8; M-1.		
Na111+ K-2; L-8.		
Na11 1s2, 2s2, 2p6, 3s1
Na111+ 1s2, 2s2, 2p6
Cl17 K-2; L-8; M-7.		
Cl171- K-2; L-8; M-8.		 
Cl17 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p5.
Cl171- 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6
Fe26 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d6.
Fe262+ 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 3d6.
Fe263+ 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6,3d5.