Semelhanças e Diferenças nas Propriedades Químicas de Elementos de uma mesma Família da Tabela Periódica.

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INTRODUÇÃO
As propriedade químicas de um elemento são em grande parte determinadas pelo número de elétrons existentes no nível mais externo e sua distribuição nos orbitais. Se os elementos químicos forem dispostos em grupos com a mesma distribuição eletrônica no nível mais externo, então tais elementos devem apresentar propriedades químicas e físicas semelhantes. 
A grande vantagem que advém disso é o fato de não ser necessário estudar o comportamento de cada um dos elementos, mas apenas dos diferentes grupos.
 Nesta prática, veremos experimentalmente semelhanças e diferenças entre os elementos na forma elementar ou iônica nas seguintes famílias:
Metais Alcalinos – as propriedade químicas e físicas desses elementos estão intimamente relacionadas com sua estrutura eletrônica e seu tamanho. Todos esses elementos são metais; são excelentes condutores de eletricidade; moles e altamente reativos.
Metais Alcalinos – Terrosos – esses elementos formam uma serie bem comportada de metais altamente reativos, mas menos reativos que os metais da família dos alcalinos, apresentam as mesmas tendências nas propriedades que foram observadas na família dos alcalinos, segundo LEE, 2009.
Halogênios – tem alta afinidade eletrônica, por isso, estes elementos ganham elétrons em muitas de suas reações. As reatividades variam grandemente e dependem da afinidade eletrônica e da estabilidade do (s) produto (s) de reação.
OBJETIVOS
Verificar quais elementos de uma mesma família possuem propriedades químicas semelhantes;
Verificar a diferença de eletropositividades (no caso de metais) e eletronegatividades (no caso de ametais) entre os elementos de uma mesma família.
PARTE EXPERIMENTAL
MATERIAIS 
Tubos de ensaio;
Becker de 50 ml;
H2O deionizada;
Pinça metálica;
Pipeta 
 REAGENTES
Sódio (Na);
Solução alcoólica do indicador Fenolftaleína;
Ácido nítrico (HNO3) 1,0 mol/L;
Potássio (K);
Óxido de cálcio (CaO);
Magnésio (fitas);
Solução de NaCl 0,1 mol/L;
Solução de Pb(NO3)2 0,05 mol/L;
Solução de AgNO3 0,10 mol/L;
Solução de KBr 0,1 mol/L;
Solução de 0,1 mol/L de KI;
EXPERIMENTO 1 - VERIFICAÇÃO DA ELETROPOSITIVIDADE E SEMELHANÇAS ENTRE ELEMENTOS DA FAMÍLIA DOS METAIS ALCALINOS.
EXPERIMENTO UTILIZANDO O METAL SÓDIO (NA)
1. Primeiramente observou-se as características físicas do sódio.
2. Adicionou-se um pedaço do sódio a um béquer contendo cerca de 20 mL de água deionizada;
3. Adicionaram-se ao béquer algumas gotas de solução alcoólica do indicador fenolftaleína;
4. Adicionaram-se á solução, alguns mL de Ácido nítrico (HNO3) 1,0 mol/L, sob agitação, até o desaparecimento da cor resultante da operação anterior 
EXPERIMENTO UTILIZANDO O METAL POTÁSSIO (K)
1. Adicionou-se um pedaço do mesmo a um béquer contendo cerca de 20 mL de H2O.
2. Colocou-se um pedaço de potássio a um béquer contendo cerca de 20 mL de água deionizada;
3. Adicionaram-se ao béquer algumas gotas de solução alcoólica do indicador fenolftaleína.
4. Adicionaram-se á solução alguns mL de Ácido nítrico (HNO3) 1,0 mol/L, sob agitação, até desaparecimento da cor resultante da operação anterior.
EXPERIMENTO 2 - VERIFICAÇÃO DA ELETROPOSITIVIDADE E SEMELHANÇAS ENTRE ELEMENTOS DA FAMÍLIA DOS METAIS ALCALINO-TERROSOS. 
1. Adicionou-se cálcio (na forma de óxido de cálcio – cal) a um béquer de 50 mL, contendo aproximadamente 30mL de H2O deionizada.
2. Adicionaram-se algumas gotas de solução de fenolftaleína. Aguardou-se.
3. Adicionou-se magnésio (na forma de fita) a um béquer de 50 mL, contendo aproximadamente 30 mL de H2O.
4. Adicionaram-se algumas gotas de solução. Aguardou-se.
EXPERIMENTO 3 - VERIFICAÇÃO DE SEMELHANÇAS ENTRE ELEMENTOS DA FAMÍLIA DOS HALOGÊNIOS.
1. Colocou-se num tubo de ensaio cerca de 2 mL de solução 0,1 mol/L de NaCl (fonte do ânion Cl-) e adicionou-se 2 mL de solução 0,05 mol/L de Pb(NO3)2 (fonte do cátion Pb²+). 
Em outro tubo de ensaio, colocou-se cerca de 2 mL de solução 0,1 mol/L de NaCl (fonte do ânion Cl-) e adicionou-se 2 mL de solução 0,10 mol/L de AgNO3 (fonte do cátion Ag+). 
2. Colocou-se em um tubo de ensaio cerca de 2mL de solução 0,1 mol/L de KBr (fonte do ânion Br-) e adicionou-se 2 mL de solução 0,05 mol/L de Pb(NO3)2 (fonte do cátion Pb²+). 
Em outro tubo de ensaio, colocou-se cerca de 2mL de solução 0,1 mol/L de KBr (fonte do ânion Br-) e adicionou-se 2 mL de solução 0,10 mL mol/L de AgNO3 (fonte do cátion Ag+). 
3. Colocou-se em um tubo de ensaio cerca de 2 mL de solução 0,1 mol/L de KI (fonte do ânion I-) e adicionou-se 2 mL de solução 0,05 mol/L de Pb(NO3)2 (fonte do cátion Pb²+). 
Em outro tubo de ensaio, colocou-se cerca de 2 mL de solução 0,1 mol/L de KI (fonte do ânion I-) e adicionaram-se 2 mL de solução de 0,10 mol/L de AgNO3 (fonte do cátion Ag+). 
RESULTADOS E DISCUÇÕES
EXPERIMENTO 1 - VERIFICAÇÃO DA ELETROPOSITIVIDADE E SEMELHANÇAS ENTRE ELEMENTOS DA FAMÍLIA DOS METAIS ALCALINOS.
TABELA DE RESULTADOS
	
	Sódio (Na)
	Potássio (K)
	
Caracteristicas
	- Metal Alcalino;
- Prateado e branco;
- Textura macia e brilhante;
	- Metal Alcalino;
- Branco-Prateado;
- Textura mole;
	Reação com água deionzada (H2O)
	Na(s) + H2O NaOH + H2(g) ↑
	2 K + 2 H2O → 2 KOH + H2↑
	Adicionando Fenolftaleína
	Adiquire coloração roxa
	Adiquire coloração roxa
	Adicionando Àcido Nitrico HNO3
	NaOH + HNO3 → NaNO3 + H2O
	KOH+ HNO3 → KNO3 + H2O
TABELA DE INDICADOR DE PH DE FENOLFTALEINA
	Fenolftaleína (indicador de pH)
	pH abaixo de 8
	
	pH entre 8,0 e 10,0
	
	pH entre 10,0 e 12,0
	incolor
	⇌
	Rosa
	⇌
	carmim ou roxa
	
	
	
	
	
Discussões sobre o sódio (Na)
Observou-se que ocorreu uma reação exotérmica em contato com a H2O, ou seja, liberação de muito calor. Observou-se que o sódio ficou flutuando na água até sua completa dissolução, produzindo hidróxido de sódio e a rápida produção de gás hidrogênio, verificado pela efervescência, que é altamente inflamável.
Ao acrescentar gotas de fenolftaleína observou-se que a solução ficou com uma coloração roxa, devido ao produto obtido, NaOH, hidróxido de sódio, que é uma substância alcalina, pH em torno de 12,9.
Ao adicionar Ácido Nítrico (HNO3) verificou-se que ocorreu uma reação de neutralização, pois de rosa a solução ficou incolor, pois quando uma solução de um ácido e de uma base são misturadas, ocorre uma reação de neutralização, portanto, os produtos da reação não tem características de soluções ácidas nem de soluções básicas. Quando um ácido e uma base reagem, eles formam geralmente outro produto além da água. Este produto é chamado de sal. Conforme a equação da reação acima que resultou em nitrato de sódio e água.
Discussões sobre o Potássio (k)
 Ao ser colocado em água, o potássio reagiu violentamente, com uma pequena explosão. Havendo produção de gás hidrogênio que se mostrou altamente inflamável.
Em contato com a solução alcoólica do indicador fenolftaleína, demonstrando à presença do KOH e consequentemente pH básico do meio após a reação, adquirindo também uma coloração roxa.
 Ao adicionar Ácido nítrico (HNO3) 1,0 mol/L, sob agitação, até desaparecimento da cor resultante da operação anterior. Onde novamente se observou uma reação de neutralização pela sua incoloridade resultante.
Através das reações realizadas, observamos que por serem da mesma família da tabela periódica, o sódio e o potássio tem uma coloração branca prateada e suas consistências são macias. Porém as propriedades químicas dos elementos da Família dos alcalinos se correlacionam com a tendência nos seus raios atômicos, levando à diminuição da primeira energia de ionização à medida que descemos no grupo. Uma vez que suas primeiras energias de ionização são baixas, os metais são reativos. Assim o sódio reage vigorosamente e o potássio reage de maneira tão exotérmica que o hidrogênio liberado se inflama resultando uma pequena explosão, com isso podemos concluir que o potássioé mais eletropositivo que o sódio. 
EXPERIMENTO 2 - VERIFICAÇÃO DA ELETROPOSITIVIDADE E SEMELHANÇAS ENTRE ELEMENTOS DA FAMÍLIA DOS METAIS ALCALINO-TERROSOS. 
TABELA DE RESULTADOS
	
	Òxido de Cálcio
	Magnésio (Fita)
	
Caracteristicas
	- pó branco
- Alcalino
- Pouco soluvel em H2O 
	- Cor prateada 
 - Pouco peso
	Reação com água deionzada (H2O)
	CaO(s) + H2O (l) → Ca(OH)2 (aq)
	Mg(s) + 2H2O → Mg(OH)2 + H2(g)↑
	Adicionando Fenolftaleína
	Adiquire coloração roxa
	Adiquire coloração roxa
Discussões sobre òxido de Calcio (CaO, cal)
Observou-se que o CaO é pouco solúvel em água, se solubilizando bem menos, muitos compostos dos elementos do Grupo 2A são pouco solúveis em água, isto explica a ocorrência comum em muitos minerais. De acordo com a equação da reação o CaO se reagiu com água para formar hidróxido.
Em seguida, adicionaram-se algumas gotas de solução de fenolftaleína e verificou-se que o meio é básico, justificado pela coloração roxa.
Discussões sobre Magnésio (Mg, Fita)
 Observou-se nessa reação, que o magnésio é vagarosamente oxidado pelo H2O à temperatura ambiente, havendo também liberação de gás, uma vez que segundo o magnésio não reage com água fria, mas é capaz de decompor água quente. O Mg forma uma camada protetora de óxido. Assim, apesar de seu potencial de redução favorável, não reage facilmente a não ser que a camada de óxido seja removida por amalgamação com mercúrio. 
Apesar de ser muito pouco solúvel, o hidróxido de magnésio dissolve-se em uma pequena quantidade, e, portanto, se dissocia em íons Mg²+ e OH-. Quando uma solução possui íons OH- dissolvidos, ela tem caráter básico, e a fenolftaleína, que é um indicador básico, apresenta cor roxa, indicando que uma base foi formada na reação.
Através dos procedimentos realizados pode-se observar que assim como a Família dos alcalinos, os alcalinos-terrosos também são brancos prateados, porém são mais duros. Os raios atômicos dos elementos da família dos alcalinos-terrosos são menores que os raios atômicos da família dos alcalinos, essa redução no raio é responsável pela maior densidade e energia de ionização. Uma vez que o potencial padrão se torna mais negativo quando se desce no grupo, os metais se oxidam mais facilmente, assim o cálcio reage mais facilmente com água fria e o magnésio reage lentamente em água à temperatura ambiente, e ao descermos no grupo o elemento se torna mais eletropositivo, sendo o cálcio mais eletropositivo que o magnésio
EXPERIMENTO 3 - VERIFICAÇÃO DE SEMELHANÇAS ENTRE ELEMENTOS DA FAMÍLIA DOS HALOGÊNIOS.
Tabela de Resultados 
	Reagentes
	Reação
	Coloração
	Precipitado
	NaCl + Pb(NO3)2
	2 NaCl(aq) + Pb(NO3)2 → 2 NaNO3 + PbCl2↓
	Incolor
	Sim
	NaCl + AgNO3
	NaCl(aq) + AgNO3 → NaNO3 + AgCl↓
	Branco 
	Sim
	KBr + Pb(NO3)2
	Pb(NO3)2 + KBr = PbBr2 + (NO3)2K
	Incolor
	Não
	KBr + AgNO3
	KBr(aq) + Ag(NO3)2 → KNO3 + PbBr2
	Branco
	Sim
	KI + Pb(NO3)2
	2 KI(aq) + Pb(NO3)2 → 2KNO3 + PbI2 ↓
	Laranja
	Sim 
	KI + AgNO3
	KI(aq) + AgNO3 → KNO3 + AgI↓
	Amarelo
	Sim
A partir das experiências realizadas, podemos notar que os elementos da Família dos halogênios, em sua maioria apresentaram uma coloração leitosa, porém variaram nessa coloração de esbranquiçado ao Laranja e formaram precipitados, por reagirem com Pb(NO3)2 e com AgNO3, pelos mesmos serem elementos de transição, são metais pouco solúveis. 
Os elementos da Família dos halogênios são os elementos não metálicos mais reativos. Esses elementos têm elevados valores das energias de ionização, eletronegatividade e afinidade eletrônica.
CONCLUSÃO
Concluiu-se que elementos de uma mesma família  da tabela periódica são parecidos, pois possuem propriedades químicas e físicas semelhantes.
Através dos procedimentos realizados verificamos que as propriedades químicas dos elementos da Família dos alcalinos se correlacionam com a tendência nos seus raios atômicos, levando à diminuição da primeira energia de ionização à medida que descemos no grupo. Uma vez que suas primeiras energias de ionização são baixas, portanto os metais são mais eletropositivos. 
Já os raios atômicos dos elementos da família dos alcalinos-terrosos são menores que os raios atômicos da família dos alcalinos, essa redução no raio é responsável pela maior densidade e energia de ionização. 
Os elementos da Família dos halogênios são os elementos não metálicos mais reativos. Esses elementos têm elevados valores das energias de ionização, eletronegatividade e afinidade eletrônica.
A eletronegatividade cresce com o aumento do número de elétrons de valência para os metais do Grupo I, II e III, pois é a capacidade que um átomo tem, de atrair elétrons de outro átomo quando os dois formam uma ligação química. Os elementos possuem eletronegatividade diferentes. Os metais possuem uma tendência em doar elétrons (baixa eletronegatividade / alta eletropositividade). Já os ametais possuem uma tendência em receber elétrons (alta eletronegatividade). Assim formando as semelhanças e diferenças químicas da mesma família.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
BROWN L. THEODORE, LEMAY H. EUGENE, BUSRTEN E. BRUCE. Química Ciência Central. 9ª ed. São Paulo – SP. Editora LTC, 2010.
KOTZ, C.J., TREICHEL, M.P., WEAVER. C.G. Química Geral e Reações Químicas. 6ª ed. São Paulo – SP. Editora Cengage Learning, 2010.
RUSSEL J.B. Química Geral. 2ª ed. São Paulo – SP. Editora Pearson Makron Books, 2009.
http://www.infoescola.com/reacoes-quimicas 
http://pt.webqc.org/balance.php