Natureza e Tipos de Elementos Representativos

Prévia do material em texto

4. Natureza e Tipos de Elementos Representativos 
a) elementos monoatômicos: 
 gases nobres (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) 
b) moléculas diatômicas: 
 H2,O2, N2, F2, Cl2, Br2, I2 
 
 gases sólido 
 líquido 
c) moléculas poliatômicas: 
 O3 
P4(fósforo branco) 
 
Teoria dos orbitais moleculares em moléculas 
poliatômicas 
TOM : quando orbitais atômicos se sobrepõem, para formar uma 
ligação química, há formação de orbitais moleculares que se estendem 
por toda a molécula. 
 
Os orbitais moleculares são obtidos pelo método da combinação linear 
de orbitais atômicos (LCAO-MO) 
AB = A  B 
 
Os orbitais moleculares podem ser construídos procedendo-se da 
seguinte forma: 
1. Determine a estrutura básica da molécula ou íon 
2. Some o número total de elétrons da camada de valência de todos 
os átomos envolvidos e adicione ou subtraia o número de elétrons 
necessários para a formação de íons. 
 
3. Calcule o número de elétrons formados na ligação  e pares não 
ligantes e então determine o número de elétrons que irão participar 
das ligações  subtraindo esse valor do número total de elétrons. 
 
 
 
 
 
 
4. Determine o número de orbitais atômicos que podem formar ligações 
 
 
 
 
Chemistry and Chemical Reactivity, Volume 2 
 John C. Kotz, Paul Treichel, John Raymond Townsend, 
2009 
• Enxofre de Engel (S6) : Conformação de cadeira 
 Obtenção: Na2S2O3 + 2HCl  S + SO2 + 2NaCl +H2O 
 
• Enxofre ortorrômbico e monoclínico (S8) 
 
 
• Carbono: Em 1985, Kroto, Curl e Smalley (Prêmio Nobel 1996) 
relataram a descoberta do buckminsterfulereno 
 
 C60: 32 faces hexagonais e 
 12 pentagonais 
 
 
 
 
Estoque de H2(Chem News2007, 3abril) 
K3C60 :c.f.c. (Supercondutor T<18K) 
 
 
Fonte: Lygia (3N-20102S) 
C60 e arte: http://vimeo.com/71474416 
Um professor de Química aposentado começou a fazer 
esculturas de argila baseado no C60. 
Fonte: Ghierse (4N-20142S) 
https://www.youtube.com/watch?v=Kbbud-gPZAU 
 
Natureza e Tipos de Elementos Representativos (cont.) 
Grafenos (2004 – A. Geim e K. Novoselov - Prêmio Nobel de Física de 2010) 
 www. nobelprize.org 
Propriedades físicas inéditas são associadas à estrutura de monocamada do 
grafeno: os cientistas o descrevem como sendo o material mais fino e um dos 
mais resistentes conhecidos atualmente. Ele possui condutividades térmica e 
elétrica respectivamente 80 e 150 vezes superiores àquelas do silício. À 
temperatura ambiente, a mobilidade dos elétrons no interior do grafeno é de 
200.000 cm2 por volt, por segundo, o que corresponde a uma velocidade de 
1000 km/s, enquanto aquela do silício não é senão de 1.400 cm2/V.s-1 (7 km/s). 
Segundo pesquisas recentes, o grafeno teria certas propriedades adesivas, 
permitindo-lhe, sob forma de membrana, ser um purificador de água ou um 
separador de gás. O grafeno parece, portanto, um forte candidato a substituir o 
silício e, assim, permitir a miniaturização extrema dos transistores. 
 
http://lqes.iqm.unicamp.br/canal_cientifico/lqes_news/lqes_news_cit/lqes_news_2012/lqes_news_novidades_1675.html 
 
http://www.observatorio.ufmg.br/Pas101.htm 
The transparent samples can be fixed to 
any surface and bent or twisted without 
damaging them. When the technique is 
perfected, such films could be used in 
solar cells as well as any number of 
bendy, thin, transparent gadgetry, such 
as crystal-clear, flexible displays. 
http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/7827148.st
m 
http://www.youtube.com/watch?v=-
YbS-YyvCl4 
O grafeno pode ser cortado em fitas, que são descritas por suas bordas 
• Fósforo vermelho: unidades P4 unidas 
 Pbranco → Pvermelho (a quente) 
 
• Fósforo preto: 
 Pbranco → Ppreto (altas T e P) 
 
 
 
 
 
 
• http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=fosforeno#.WdvXKVtSzIU 
 
• Enxofre plástico: cadeias espiraladas de átomos de S 
• Obtenção ocorre através da 
 adição de enxofre fundido em água 
 
e) metais: 
 M  Mn+ + ne- 
 
 
Ligação ocorre através da atração eletrostática 
 entre os íons positivos e o “gás de elétrons”. 
 
 
 
Estruturas cristalinas mais comuns: 
 Cúbica primitiva: Ex: Po 
 
 
 Número de Coordenação: 
 Número de espécies /cela unitária: 
 
 
 
 
http://www.quimica3d.com/animations/48.php 
 
 Cúbica de corpo centrado: Ex: elementos do grupo 1, Ba e Ra 
 
 
 Número de Coordenação: 
 Número de espécies /cela unitária: 
 
 
 
 Cúbica de face centrada: Ex: Ca e Sr 
 
 
 
 
 
 Número de Coordenação: 
 Número de espécies/cela unitária: 
http://www.quimica3d.com/animations/41.php 
 
 
 
http://www.quimica3d.com/animations/45.php 
 
 
• Hexagonal: Ex: Be e Mg 
 
 
 
 
 
 
 
 
Número de Coordenação: 
Número de espécies /cela unitária: 
http://www.quimica3d.com/animations/37.php 
 
ENADE 2005 
 
 
 
 
 
 
 
ENC 2003: 
Questão 39 
 
Larger (smaller) 
spheres are 
oxygen (titanium) 
ions 
Chem. Soc. Rev., 
2008, 37, 2328–2353 
Provão 2000 
Provão 2002, questão 38 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Brown, QG 
Exercícios (Atkins, IC) 
 
1. The ReO3 structure is cubic with Re at each corner of the unit cell 
and one O atom on each unit cell edge midway between the Re 
atoms. Sketch this unit cell and determine the coordination number 
of the cation and anion. 
 
2. In the structure of MoS2, the S atoms are arranged in close-packed 
layers that repeat themselves in the sequences AAA...The Mo 
atoms occupy holes with C. N. = 6. Show that each Mo atom is 
surround by a trigonal prism of S atoms 
 
 
Provão 2001 
ENADE 2008