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Disciplina: Química Aplicada à Engenharia Docente: Elecy Moreno. Fevereiro/2013 Em 1869, Dimitri Ivanovich Mendeleev apresentou uma classificação, que é a base da classificação periódica moderna, colocando os elementos em ordem crescente de suas massas atômicas, distribuídos em oito faixas horizontais (períodos) e doze colunas verticais (famílias). A organização é feita com base na ordem crescente do número atômico (número de prótons no átomo), na configuração eletrônica dos átomos dos elementos, e também de forma a facilitar o entendimento de propriedades químicas semelhantes. A tabela periódica é uma forma de organizar e apresentar algumas informações sobre todos elementos químicos que existem. Os elementos são colocados em faixas horizontais (períodos) e faixas verticais (grupos ou famílias). Na tabela há sete períodos. Cada coluna é chamada de grupo. Há, portanto, 18 grupos numerados de 1 a 18. Os grupos A mais conhecidos são: 1A: Metais alcalinos 2A: Metais alcalinos terrosos 3A: Família do Boro 4A: Família do Carbono 5A: Família do Nitrogênio 6A: Calcogênios 7A: Halogênios 8A: Gases Nobres São chamados de Elementos Representativos. Tabela Periódica e Diagrama de Energia dos Elementos: Por meio da distribuição eletrônica do átomo de um elemento no estado fundamental no diagrama de energia é possível saber sua família e período na tabela periódica. Se analisarmos a distribuição eletrônica de determinado átomo no diagrama de energia (ou diagrama de Pauling) é possível ‘prever’ duas questões referentes à localização do elemento desse átomo na Tabela Periódica: o período e a família. Na (Z = 11): 1s2 / 2s2 2p6 / 3s1. As (Z = 33): 1s2/ 2s2 2p6 / 3s2 3p6 3d10 / 4s2 4p3. I (Z = 53): 1s2 / 2s22p6 / 3s2 3p6 3d10 / 4s2 4p6 4d10 / 5s2 5p5. Camada de Valência É a última camada de distribuição eletrônica. O Diagrama de Pauling estabelece que os átomos podem possuir sete camadas de distribuição atômica. Estas camadas são denominadas K, L, M, N, O, P e Q. Como localizar o elemento químico na Tabela Periódica? Cl17 Ex.: Ca Al K N Elementos naturais: São os elementos químicos encontrados na natureza. Elementos sintéticos: São os elementos químicos cujos átomos são produzidos artificialmente, é a chamada síntese em laboratório. A Tabela Periódica conta com 114 elementos distribuídos em linhas e colunas. Entre eles, são conhecidos 92 elementos naturais, sendo o de maior número atômico o urânio (Z = 92), os outros 22 são sintéticos e se classificam em duas categorias: Cisurânicos: elementos sintéticos que possuem número atômico inferior a 92, por exemplo: Promécio (Pm), Frâncio (Fr). Transurânicos: elementos com número atômico superior a 92. Exemplos: Plutônio (Pu), Mendelévio (Md), Unúmbio (Uub). Elementos transurânicos: Os elementos transurânicos são elementos químicos artificiais que vêm depois do urânio na Tabela Periódica. maior que 92 e, que, portanto, vêm após esse elemento na Tabela Periódica. A obtenção e a descoberta desses elementos em laboratório se devem às experiências realizadas com o bombardeamento com partículas de núcleos atômicos estáveis, de elementos que não são naturalmente radioativos. Assim, eles sofrem transmutação e se transformam em outros elementos. Em 1940 foi realizado pela primeira vez, por Edwin M. McMillan e Philip H. Abelson. Eles bombardearam o núcleo do urânio-238 com um feixe de nêutrons; e o resultado foi a obtenção do primeiro elemento transurânico, o netúnio (Np), com número atômico 93: 92 238U + 0 1n → 93 239Np + -1 0β Se baseia principalmente nas características físicas dos elementos. São subdivididos em três classes: • Metais; • Não-metais e • Gases nobres (gases inertes). O Hidrogênio, devido às suas características especiais, não é enquadrado em nenhuma destas três classes. Classificação da Tabela Periódica: Classificação dos elementos Metais: Eles constituem a maioria dos elementos da tabela. São bons condutores de eletricidade e calor, são maleáveis e dúcteis, possuem brilho metálico característico e são sólidos, com exceção do mercúrio. Prata • Refletem a luz, e Têm grande tendência a perderem elétrons, transformando-se em cátions. Não-Metais: São os mais abundantes na natureza e, ao contrário dos metais, não são bons condutores de calor e eletricidade, não são maleáveis e dúcteis e não possuem brilho. Enxofre • Têm grande tendência a ganharem elétrons, transformando-se em ânions. Argônio Gases Nobres: São elementos gasosos cuja característica principal é serem espontaneamente inertes, ou seja, quimicamente estáveis. Estão localizados na última coluna à direita da tabela periódica, estão presentes na natureza em forma de moléculas monoatômicas. São no total 6 elementos. Hidrogênio: É um elemento considerado à parte por ter um comportamento único. Possui propriedades distintas, não se enquadra claramente em nenhum grupo da Tabela Periódica, sendo muitas vezes colocado no grupo 1 (ou família 1A) por possuir apenas 1 próton. O sódio metálico ao entrar em contato com a água é um potencial gerador de explosão. O perigo é decorrente da liberação de hidrogênio durante a reação; cujo gás pode explodir por causa da rápida reação com o oxigênio do ar – potencializado pelo aumento da temperatura. Na + H2O –> NaOH + H2 H2 + 1/2O2 –> H2O Coloração amarela durante a explosão, um típico sinal da presença de sódio. Propriedades Periódicas dos Elementos: 1. Tamanho do Átomo: O raio atômico de um elemento depende de dois fatores: a) Número de níveis eletrônicos (camadas): numa família, quanto maior o número atômico, maior é o raio atômico. b) Carga nuclear (número atômico): num período, quanto maior o número atômico, menor é o raio atômico. O Frâncio possui maior tamanho. 2. Energia de Ionização: É a energia necessária para remover um elétron de um átomo isolado no estado gasoso. À medida que aumenta o tamanho do átomo, aumenta a facilidade para a remoção de um elétron de valência. Portanto, quanto maior o tamanho do átomo, menor o potencial de ionização. 3. Eletronegatividade: É a propriedade pela qual o átomo apresenta maior tendência a ganhar elétrons. Esta propriedade depende de dois fatores: número de elétrons na última camada e tamanho do átomo. O Flúor é o elemento mais eletronegativo da Tabela. Exercícios: 1) Um elemento X tem o mesmo número de massa do 20Ca 40 e o mesmo número de nêutrons do 19K 41. Este elemento está localizado na família: (A) IA. (B) IIA. (C) VIA. (D) VIIA. (E) zero 2) O elemento químico que apresenta configuração eletrônica 2, 8, 2 é um: (A) actinídeo. (B) lantanídeo. (C) metal alcalino terroso. (D) elemento de transição. (E) elemento transurânico. 3) O espetáculo de cores que e visualizado quando fogos de artifício são detonados deve- se a presença de elementos químicos adicionados a pólvora. Por exemplo, a cor amarela e devido ao sódio; a vermelha, ao estrôncio e ao cálcio; a azul, ao cobre; a verde, ao bário; e a violeta, ao potássio. Sobre os elementos químicos mencionados no texto, é correto afirmar: (A) O sódio e o cálcio são metais alcalinos. (B) O estrôncio e o bário são metais alcalino-terrosos. (C) O potássio e o bário são metais alcalino-terrosos. (D) O cálcio é metal alcalino, e o cobre é metal de transição. (E) O cobre é metal detransição, e o potássio é metal alcalino-terroso. 4) Um átomo apresenta normalmente 2 elétrons na primeira camada, 8 elétrons na segunda camada, 18 elétrons na terceira camada e 7 elétrons na quarta camada. A família e o período em que se encontra este elemento são, respectivamente: (A) família dos halogênios, 7° período. (B) família do carbono, 4° período. (C) família dos halogênios, 4° período. (D) família dos calcogênios, 4° período. (E) família dos calcogênios, 7° período.
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