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Propriedades periódicas A lei periódica estabelece que se os elementos são ordenados em ordem crescente do número atômico, pode-se observar a repetição periódica das suas propriedades. Propriedades periódicas são aquelas que se repetem de período em período. Em nosso dia-dia temos alguns algumas repetições periódicas.. Por exemplo, os dias da semana possuem uma repetição periódica a cada sete dias. A maneira mais simples de se descobrir se uma propriedade é periódica ou não, é através de um gráfico da propriedade versus o número atômico. A característica do gráfico de uma propriedade periódica é apresentada pelos máximos e mínimos em intervalos regulares. Já as propriedades aperiódicas apenas crescem ou decrescem com o número atômico, um exemplo é a massa atômica dos elementos, que é proporcional ao número atômico. Veja o gráfico: As propriedades periódicas dos elementos são: raio atômico, potencial ou energia de ionização, eletroafinidade ou afinidade eletrônica, eletronegatividade, eletropositividade, densidade, volume atômico, ponto de fusão e ebulição. A variação das propriedades periódicas na tabela é representada por setas que sempre indicam o sentido de aumento da propriedade. A seguir vamos detalhar cada uma dessas propriedades. Propriedades periódicas São aquelas que apresentam variação periódica na tabela, crescendo e decrescendo, à medida que o Z aumenta. 1) Raio atômico: o raio atômico corresponde ao tamanho do átomo. Em uma família o raio cresce de cima para baixo e em um período da direita para esquerda. Obs.: ➢ Quando um átomo perde elétrons (forma cátion), a repulsão da nuvem eletrônica diminui, diminuindo o seu tamanho. Inclusive pode ocorrer perda do último nível de energia, e quanto menor a quantidade de níveis, menor o raio. ➢ Quando um átomo ganha elétrons (forma ânion), aumenta a repulsão da nuvem eletrônica, aumentando o seu tamanho. ➢ Íons isoeletrônicos são os que apresentam igual número de elétrons e, portanto, o número de níveis é o mesmo. Assim, quanto maior for o número atômico, maior será a atração do núcleo pela eletrosfera e menor será o raio. Carga nuclear efetiva(Z*) ➢ Z* = É a carga nuclear líquida que atua sobre o último nível , após considerado o efeito blindagem ocasionado pelos elétrons dos níveis internos.De modo simplificado podemos calcular a carga nuclear efetiva da seguinte forma: Z* = Z – (n0 e- internos) ➢ Blindagem = Os elétrons dos níveis internos diminuem a atração do núcleo sobre os elétrons do último nível. 2) Potencial de ionização ou energia de ionização (PI):é a energia mínima necessária para retirar um elétron de um átomo (ou íon) isolado no estado gasoso. Em uma família o potencial de ionização cresce de baixo para cima, e em um período da esquerda para direita. X(g) + energia X + (g) + e - Obs.: ➢ O PI é sempre um processo endotérmico (absorve energia). ➢ Quando um átomo perde elétron o seu raio diminui, aumentando a força de atração sobre os elétrons restantes, dificultando a retirada do próximo elétron (aumenta o PI). ➢ O gap de energia (salto) indica que ocorreu mudança de nível de energia(camada). 3) Eletroafinidade ou afinidade eletrônica:é a quantidade de energia mínima liberada ou absorvida quando um átomo neutro, isolado no estado gasoso, recebe um elétron. Geralmente é um processo exotérmico (libera energia). Em uma família a eletroafinidade cresce de baixo para cima, e em um período da esquerda para direita. X(g) + e - X -(g) + energia Obs.: ➢ Os gases nobres possuem os menores valores de afinidade eletrônica da tabela. Eles não apresentam tendência de receber elétrons por que já são estáveis. ➢ Quanto mais negativa(exotérmica) for a afinidade eletrônica, maior será a atração do átomo por um elétron. ➢ Uma afinidade eletrônica positiva (endotérmica) indica que o íon negativo tem energia mais elevada que o átomo separado do elétron. 4) Eletronegatividade:é a capacidade que um átomo possui de atrair elétrons em uma ligação. F > O >N > Cl > Br > I > S >C > P >H Obs.: ➢ Os gases nobres possuem os menores valores de eletronegatividade da tabela. 5) Eletropositividade ou caráter metálic: é a capacidade que um átomo possui de formar cátions (perder elétrons). Possui a mesma variação na tabela que o raio atômico. 6)Reatividade:a reatividade está relacionada com a capacidade que o elemento possui de reagir com outras substâncias.De modo geral, existem dois tipos de reatividade química: tendência de perder elétrons ou tendência de ganhar elétrons.Assim ,temos: ➢ Maior eletropositividade => maior caráter metálico=> maior reatividade do metal =>formação de cátion ➢ Maior eletronegatividade => maior caráter não-metálico=> maior reatividade do ametal =>formação de ânion Portanto, a reatividade apresenta a seguinte variação na tabela periódica: 7) Volume atômico:é o volume ocupado por 1 mol de átomos (6,0 · 1023 átomos) do elemento no estado sólido. Volume atômico = 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑛𝑜 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑑𝑜 𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜 O volume atômico depende do volume de cada átomo e do espaçamento (empacotamento) entre os átomos no estado sólido. 8) Densidade 9) Ponto de fusão e ebulição Exercícios propostos 01 - (UDESC SC)De acordo com as propriedades periódicas dos elementos químicos, analise as proposições abaixo. I.O tamanho do raio atômico dos elementos químicos cresce da direita para a esquerda nos periódicos e cresce de cima para baixo nos grupos. II.O tamanho do raio atômico dos elementos químicos cresce da esquerda para direita nos periódicos, assim como a eletropositividade. III.O iodo apresenta raio atômico menor do que o cloro. IV.O nitrogênio apresenta raio atômico maior do que o flúor. Analise a alternativa correta. a)Somente a afirmativa I é verdadeira. b)Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. c)Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. d)Somente as afirmativas I e IV são verdadeiras. e)Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras. 02 - (UFPE)As primeiras energias de ionização de K (Z=19), Ca (Z=20) e S (Z=16) são, respectivamente, 418,8 kJ mol-1, 589,8 kJ mol-1 e 999,6 kJ mol-1. Alguns comentários sobre estes números podem ser feitos. 1. O enxofre apresenta a menor energia de ionização, pois é o elemento de menor número atômico entre os três. 2. A energia de ionização do potássio é a menor, pois se trata de um elemento com apenas um elétron na última camada, o que facilita sua remoção. 3. A energia de ionização do potássio é menor do que a de cálcio, pois este último apresenta número atômico maior e dois elétrons de valência, estando com o mesmo número de camadas eletrônicas. 4. As energias de ionização do potássio e do cálcio são mais próximas, pois são elementos vizinhos na tabela periódica. Está(ão) correto(s) apenas: a)1 b)2 c)3 e 4 d)2 e 4 e)2, 3 e 4 03 - (PUC PR) Entre os diagramas a seguir, relacionados com a tabela periódica, quais estão corretos? a)II e V b)II e III c)I e V d)II e IV e)III e IV 04 - (UFMG)Este gráfico apresenta as quatro primeiras energias de ionização de átomos de um metal pertencente ao terceiro período da tabela periódica: 16000 12000 8000 4000 1ª 2ª 3ª 4ª Ionizações 0 en er gi a/ (k J/ m ol ) Com base nessas informações, é INCORRETO afirmar que os átomos desse metal apresentam a)raio atômico maior que o de qualquer dos não-metais do mesmo período. b)afinidade eletrônica menor que a de qualquer dos não-metais do mesmo período. c)2 e 8 elétrons nos dois primeiros níveis de energia. d)4 elétrons no último nível de energia. 05 - (Unimontes MG)As quatro primeiras energias de ionização (EI) do elemento magnésio (Mg) são dadas a seguir: Relacionandoesses valores com as propriedades do Mg, está CORRETO o que se afirma em a)A diferença entre a 2a e 3a EI’s deve-se ao fato de os elétrons ocuparem o mesmo orbital. b)A 4a EI é maior, devido ao aumento da atração entre núcleo e nível mais externo. c)A energia necessária para retirar o primeiro elétron do Mg é igual a 10545 kJ/mol. d)As 3a e 4a EI’s do Mg referem-se à saída de dois elétrons do terceiro nível de energia. 06 - (UFPA)Sobre o processo de ionização de um átomo A, mostrado abaixo, A(g) + energia → A+(g) + e– são feitas as seguintes afirmativas: I.A energia de ionização aumenta à medida que o raio atômico diminui; sendo assim, é necessária uma quantidade de energia maior para remover elétrons de átomos menores. II.O cátion formado possui um raio maior que o raio do átomo pelo fato de a perda do elétron deixar o átomo carregado mais positivamente e assim diminuir a atração entre os elétrons resultantes e o núcleo, o que promove a expansão da nuvem eletrônica. III.A primeira energia de ionização é sempre a maior e, consequentemente, a remoção de elétrons sucessivos do mesmo átomo se torna mais fácil. IV.A energia de ionização em átomos localizados no mesmo período da tabela periódica aumenta no mesmo sentido do aumento da carga nuclear. Estão corretas as afirmativas a)I e III b)II e IV c)II e III d)I e IV e)I, II e IV 07 - (FURG RS)Leia as afirmativas a seguir: I.A primeira energia de ionização cresce da esquerda para a direita, para elementos de um mesmo período da tabela periódica, porque o aumento do número atômico acarreta maior atração dos elétrons pelo núcleo. II.A segunda energia de ionização, para um elemento químico, é menor que a primeira, porque a retirada do segundo elétron é favorecida após a primeira ionização. III.A energia de ionização corresponde à energia liberada quando um elétron é adicionado a um átomo na fase gasosa. Assinale a alternativa que contém a(s) afirmativa(s) correta(s): a)III. b)I . c)II. d)I, II e III. e)II e III. 08 - (UFAM)Qual a opção cujas reações químicas representam corretamente as respectivas energias de ionização e afinidade eletrônica? a)X(s) + Energia → X+1(s) + e; X(s) + e → X-1(s) + Energia b)X(g) + e → X-1(g) + Energia; X(g) + Energia → X+1(g) + e c)X(g) + 2e → X-2(g); X(g) + e → X-1(g) + Energia d)X(g) – 2e → X+2(g) + Energia; X(g) - e → X+1(g) + Energia e)X(g) + Energia → X+1(g) + e; X(g) + e → X-1(g) + Energia 09 - (FGV RJ) Um elemento representativo tem sua configuração eletrônica de camada de valência 5s2 5p2. Sobre este elemento, afirma-se: I.seu cátion bivalente tem configuração de camada de valência 5s2 5p4; II.seu ponto de fusão é mais alto do que o do elemento que tem camada de valência 6s2 6p2; III.tem caráter metálico maior do que o do elemento que tem camada de valência 5s2 5p5. É correto apenas o que se afirma em a)I. b)I e II. c)II. d)II e III. e)III. 10 - (UPE PE)São dadas as afirmativas abaixo, relativas às propriedades dos elementos e a Classificação Periódica. Dentre elas, assinale a VERDADEIRA. a)Os íons 29Cu 1+ e 29Cu 2+ foram colocados em um campo magnético. É de se esperar que o íon 29Cu 1+ seja atraído e o 29Cu 2+ repelido, respectivamente, pelo campo magnético. b)A energia de ionização do lítio é 520 kJ/mol, isto indica que necessitamos adicionar a um átomo de lítio 520 kJ, para remover um elétron desse átomo. c)Para a remoção do segundo elétron do lítio (Z = 3), é necessário fornecer mais energia do que para remover o segundo elétron do boro ( Z = 5). d)Na Tabela Periódica, o raio atômico permanece constante nos períodos, pois o número de camadas eletrônicas de cada átomo é sempre o mesmo. e)Os átomos que apresentam em sua última camada dois elétrons, necessariamente, ocuparão na Tabela Periódica a família dos metais alcalino- terrosos. 11 - (Unimontes MG)Considere a variação nas energias de ionização (I) do carbono mostradas no gráfico: Considerando o gráfico, é INCORRETO afirmar que a)a seqüência das energias de ionização, I1 até I4, representa a perda de elétrons nos orbitais p e s do segundo nível. b)o aumento nas energias de ionização, I5 e I6, representa a perda de elétrons do orbital 1s muito próximo do núcleo. c)a energia de ionização, para remover o 6º elétron, I6, é maior que I5, pois as interações repulsivas são eliminadas. d)a remoção dos quatro elétrons externos do átomo de carbono aumenta a repulsão entre os elétrons remanescentes. 12 - (UFT TO)Analise as proposições a seguir, com relação às propriedades periódicas dos elementos químicos: I.A eletronegatividade é a força de atração exercida sobre os elétrons de uma ligação, e relaciona-se com o raio atômico de forma diretamente proporcional, pois à distância núcleo-elétrons da ligação é menor. II.A eletroafinidade é a energia liberada quando um átomo isolado, no estado gasoso, captura um elétron; portanto, quanto menor o raio atômico, menor a afinidade eletrônica. III.Energia (ou potencial) de ionização é a energia mínima necessária para remover um elétron de um átomo gasoso e isolado, em seu estado fundamental. IV.O tamanho do átomo, de modo geral, varia em função do número de níveis eletrônicos (camadas) e do número de prótons (carga nuclear). É CORRETO o que afirma em: a)Apenas I, III e IV b)Apenas III e IV c)Apenas I e II d)Apenas II e IV e)I, II, III e IV 13 - (UDESC SC)De acordo com as propriedades periódicas dos elementos químicos, analise as proposições abaixo. I.O tamanho do raio atômico dos elementos químicos cresce da direita para a esquerda nos periódicos e cresce de cima para baixo nos grupos. II.O tamanho do raio atômico dos elementos químicos cresce da esquerda para direita nos periódicos, assim como a eletropositividade. III.O iodo apresenta raio atômico menor do que o cloro. IV.O nitrogênio apresenta raio atômico maior do que o flúor. Analise a alternativa correta. a)Somente a afirmativa I é verdadeira. b)Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. c)Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. d)Somente as afirmativas I e IV são verdadeiras. e)Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras. 14 - (UEFS BA)O elemento químico índio é utilizado na dopagem de cristais, na fabricação de transistores e em soldas de baixo ponto de fusão aplicadas em chips de semicondutores, a exemplo de silício.Com base nos conhecimentos dos modelos atômicos e nas propriedades periódicas dos elementos químicos, é correto afirmar: a)A dopagem de semicondutores por átomos de índio é possível porque o raio covalente desse elemento químico é igual ao do átomo do elemento químico semicondutor. b)A configuração eletrônica dos elétrons mais externos do elemento químico índio é representada por 5s25p1. c)A primeira energia de ionização do elemento químico índio é menor do que a do elemento químico tálio. d)A distribuição eletrônica por subníveis de energia do íon In3+ é representada por [Kr] 4d7. e)O índio é o elemento químico de menor ponto de fusão do grupo periódico 13. 15 - (UEFS BA) Em 1913, Henry G. J. Moseley estabeleceu o conceito de número atômico, verificando que esse número caracterizava melhor um elemento químico do que sua massa atômica e, a partir dessa constatação, a lei da periodicidade de Dimitri J. Mendeleyev ganhou um novo enunciado: muitas propriedades físicas e químicas dos elementos químicos variam, periodicamente, na sequência de seus números atômicos.Com base nessas considerações e comparando-se as propriedades dos elementos químicos rubídio e iodo, é correto afirmar: a)O iodo é o elemento químico do quinto período da tabela periódica que tem maior afinidade eletrônica porque, com a adição de um elétron ao seu átomo, absorve maior energia. b)O rubídio e o iodo possuem propriedadessemelhantes porque pertencem ao mesmo período da tabela periódica. c)O raio do íon I− e o ponto de fusão do iodo são, respectivamente, maiores que o raio do Rb+ e o ponto de fusão do rubídio. d)O raio covalente do iodo é maior que o do elemento químico rubídio porque o átomo desse elemento químico tem maior número de camadas eletrônicas. e)A energia de ionização do rubídio é maior porque é mais difícil retirar um elétron do átomo de rubídio gasoso do que do iodo nas mesmas condições. 16 - (UFT TO)Analise as proposições a seguir, com relação às propriedades periódicas dos elementos químicos: I.A eletronegatividade é a força de atração exercida sobre os elétrons de uma ligação, e relaciona-se com o raio atômico de forma diretamente proporcional, pois à distância núcleo-elétrons da ligação é menor. II.A eletroafinidade é a energia liberada quando um átomo isolado, no estado gasoso, captura um elétron; portanto, quanto menor o raio atômico, menor a afinidade eletrônica. III.Energia (ou potencial) de ionização é a energia mínima necessária para remover um elétron de um átomo gasoso e isolado, em seu estado fundamental. IV.O tamanho do átomo, de modo geral, varia em função do número de níveis eletrônicos (camadas) e do número de prótons (carga nuclear). É CORRETO o que afirma em: a)Apenas I, III e IV b)Apenas III e IV c)Apenas I e II d)Apenas II e IV e)I, II, III e IV 17 - (UFPA)Sobre o processo de ionização de um átomo A, mostrado abaixo, A(g) + energia → A+(g) + e– são feitas as seguintes afirmativas: I.A energia de ionização aumenta à medida que o raio atômico diminui; sendo assim, é necessária uma quantidade de energia maior para remover elétrons de átomos menores. II.O cátion formado possui um raio maior que o raio do átomo pelo fato de a perda do elétron deixar o átomo carregado mais positivamente e assim diminuir a atração entre os elétrons resultantes e o núcleo, o que promove a expansão da nuvem eletrônica. III.A primeira energia de ionização é sempre a maior e, consequentemente, a remoção de elétrons sucessivos do mesmo átomo se torna mais fácil. IV.A energia de ionização em átomos localizados no mesmo período da tabela periódica aumenta no mesmo sentido do aumento da carga nuclear. Estão corretas as afirmativas a)I e III b)II e IV c)II e III d)I e IV e)I, II e IV 18 - (UFCG PB)O efeito fotoelétrico consiste na emissão de elétrons provenientes de superfícies metálicas, através da incidência de luz de frequência apropriada. Tal fenômeno é inversamente proporcional ao potencial de ionização dos metais, os quais têm sido largamente utilizados na confecção de dispositivos fotoeletrônicos, tais como: fotocélulas de iluminação pública, câmeras fotográficas, etc. Com base nestas informações, assinale a alternativa que representa o metal mais susceptível a exibir o efeito fotoelétrico. a)Fe. b)Hg. c)Cs. d)Mg. e)Ca. 19 - (FGV RJ) Um elemento representativo tem sua configuração eletrônica de camada de valência 5s2 5p2. Sobre este elemento, afirma-se: I.seu cátion bivalente tem configuração de camada de valência 5s2 5p4; II.seu ponto de fusão é mais alto do que o do elemento que tem camada de valência 6s2 6p2; III.tem caráter metálico maior do que o do elemento que tem camada de valência 5s2 5p5. É correto apenas o que se afirma em a)I. b)I e II. c)II. d)II e III. e)III. 20 - (UDESC SC)Assinale a alternativa correta em relação aos seguintes elementos químicos: flúor, iodo, lítio e rubídio. a)Flúor é o elemento mais eletronegativo, e iodo apresenta o maior raio atômico. b)Rubídio tem a maior energia de ionização, e flúor tem a menor energia de ionização. c)Rubídio tem a menor energia de ionização, e iodo apresenta o maior raio atômico. d)Lítio e flúor têm os menores raios atômicos, e iodo e flúor têm as menores energias de ionização. e)Flúor é o elemento mais eletronegativo, e rubídio apresenta o maior raio atômico. GABARITO: 1) Gab: D 2) Gab: E 3) Gab: D 4) Gab: D 5) Gab: B 6) Gab: D 7) Gab: B 8) Gab: E 9) Gab:E 10) Gab: C 11) Gab: D 12) Gab: B 13) Gab: D 14) Gab: B 15) Gab: C 16) Gab: B 17) Gab: D 18) Gab: C 19) Gab:E 20) Gab:E
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