Aula 05-02 - Noção de propriedade periódica

Prévia do material em texto

QUÍMICA GERAL
Aula 05-02 - Noções de propriedade periódica
Autor: EXATAS para Engenheiros Data: 7 de janeiro de 2021.
1 Noção de Propriedade Periódica
Já dissemos que os grupos da Classificação Periódica reúnem elementos com semelhan-
ças no comportamento químico. Quanto às propriedades físicas, podemos notar uma variação
gradativa numa mesma vertical.
Só faremos um estudo mais completo das variações de propriedades dos elementos em outra
aula. No entanto, você pode desde já ter uma noção da variação gradativa de propriedades.
Observe o esquema, onde estão representados alguns diâmetros atômicos em escala:
Figura 1: Diâmetros atômicos em escala.
Os períodos horizontais da Classificação Periódica, tem o diâmetro dos seus átomos redu-
zido da esquerda para a direita e aumentado nos grupo (verticais), de cima para baixo.
É por essa razão que o "tamanho"do átomo é uma propriedade periódica. já que esse valor
vai diminuindo ao longo de um período, para em seguida crescer, sendo os valores máximos
1
atingidos no mesmo grupo (no caso 1A). São essas regularidades que fazem da Classificação
Periódica um instrumento importante para o estudo dos elementos.
No gráfico abaixo, você encontra a curva que representa a variação de uma propriedade
periódica (energia de ionização) em função do número atômico (Z).
Figura 2: Energia de ionização em função de Z
A energia de ionização é a energia necessária para retirar o elétron mais externo de um
átomo (no estado gasoso).
A partir do gráfico você pode notar que a periodicidade, na tabela periódica, não é rigorosa.
Você provavelmente esperava uma curva matematicamente periódica.
No entanto, dentro desta "relativa"periodicidade é possível prever uma série de comporta-
mentos dos elementos quanto às várias propriedades.
No caso particular do gráfico de energia de ionização em função de Z, você pode notar que
os elementos para os quais se gasta mais energia para remover elétron são os gases nobres (pi-
cos) e os que mais facilmente perdem elétrons (gastam menos energia) são os alcalinos - (1A).
Se compararmos os valores de energia de ionização para os diversos gases nobres, notamos que
a energia de ionização decresce com o aumento de Z.
2 Metais, não-metais e semi-metais
2.1 Metais
Panelas de alumínio, pregos feitos de ferro, fios elétricos feitos de cobre, colocam-nos todos
os dias em contato com os metais.
As propriedades usadas como critério para agrupar estes elementos, são provavelmente co-
nhecidas por você:
• Brilho e cor - os metais possuem brilho característico e cor cinzenta (exceção de ouro e
cobre). Esta característica é normalmente usada na vida diária para nos referirmos a um
material como sendo um metal.
• Bons condutores de calor - os metais conduzem bem o calor. É por esta razão que, ao
segurarmos uma panela de alumínio quente, usamos seu cabo, que é feito de material
isolante (mau condutor de calor). O mesmo ocorre ao lidarmos com um ferro elétrico.
2
Figura 3: Metais
• Bons condutores de eletricidade - devido ao fato de os metais conduzirem bem a eletrici-
dade, são usados nos fios elétricos, normalmente feitos de cobre e recobertos de plástico.
• Estado físico nas condições ambientes padronizadas - para que você perceba o estado
físico dos metais, observe alguns valores de pontos de fusão (temperatura em que ocorre a
mudança sólido −→ líquido) e de pontos de ebulição (temperatura em que há a mudança
líquido −→ gás).
METAL PONTO DE FUSÃO (ºC) PONTO DE EBULIÇÃO (ºC)
Lítio (Li) 179 1336
Rubídio (Rb) 38 700
Césio (Cs) 29 670
Cobre (Cu) 1083 2310
Prata (Ag) 960 1950
Ouro (Au) 1063 2600
Magnésio (Mg) 651 1107
Mercúrio (Hg) -39 357
Cobalto (Co) 1490 2900
Tungstênio (W) 3370 5930
Por esta tabela, você pode notar que os metais têm ponto de fusão geralmente alto. Alguns
podem ter P.F. baixo: rubídio, césio, sendo porém sólidos nas condições ambientais padroniza-
das. O único metal líquido nessas condições é o mercúrio, utilizado nos termômetros por ser o
melhor condutor de calor que se mantém líquido no intervalo de temperatura em que é usado.
Como você pode notar, a maioria dos elementos são metais.
3
2.2 Não-metais
As propriedades dos não-metais são contrárias às dos metais. Assim, são em geral maus
condutores de calor e eletricidade, não possuem brilho e têm coloração variável (enxofre -
amarelo, iodo - cinzento, bromo - vermelho).
Alguns são gases nas condições ambientes, outros são sólidos e o bromo é líquido. Observe:
NÃO-METAL P. F. (ºC) P. E. (ºC)
Flúor -223 -187
Cloro -102 -36,4
Bromo -7 -59
Iodo 114 183
Oxigênio -219 -183
Enxofre 119 445
Fósforo (branco) 44 280
Nitrogênio -210 -196
2.3 Semi-metais
São os elementos que não possuem propriedades "marcantes"de metais ou não-metais. São
todos sólidos e constituem-se num grupo bem pequeno (B, Si, Ge, As, Sb, Te, Po), que foi
separado de forma mais ou menos arbitrária, já que, como vimos, a variação de propriedades se
faz de forma gradual na tabela periódica.
O silício e o germânio são usados na fabricação de transistores.
4