Química inorgânica descritiva

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INTRODUÇÃO 
 
Elemento Químico é um conjunto formado por átomos que possuem o 
mesmo número de prótons em seu núcleo, isto é, o mesmo número atômico (Z). 
Cada elemento é reconhecido por um símbolo. O ouro, por exemplo, tem símbolo 
Au e o Mercúrio é o Hg. 
A Tabela Periódica traz uma enorme quantidade de elementos químicos. A 
maioria dos elementos são encontrados na natureza e são conhecidos como 
elementos naturais. Alguns elementos cujos átomos são criados artificialmente, 
em laboratórios, são chamados de elementos sintéticos. O processo de criação 
desses elementos é conhecido como síntese. 
Todos os elementos químicos possuem número atômico, massa atômica, 
ponto de fusão e ponto de ebulição. No total de 118 elementos, mais de 90 deles 
são elementos naturais e o restante são produzidos de forma artificial. 
Os elementos são distribuídos na Tabela Periódica, seguindo em ordem 
crescente por seus números atômicos e de acordo com a semelhança de suas 
propriedades. 
O homem sempre tentou identificar os elementos químicos de alguma 
maneira. Os alquimistas, por exemplo, representavam o ouro pelo símbolo do 
sol e a prata pelo símbolo da lua. Não importa se o elemento químico é natural 
ou sintético, existe sempre um símbolo atrelado a ele. 
Nos dias de hoje, os símbolos seguem critérios internacionais, o que 
permite que um elemento químico da Tabela Periódica seja identificado em 
qualquer lugar do mundo, independente da língua ou alfabeto. Em outras 
palavras, o símbolo dos elementos químicos passou a ser universal. 
O padrão adotado para a escolha da simbologia é sempre baseado no 
nome do elemento em latim com sua letra inicial em maiúscula, seguido, se 
houver necessidade, de uma segunda letra, dessa vez minúscula. 
Na Química Descritiva estuda-se a ocorrência dos elementos na natureza, 
os locais onde podem ser encontrados, o estado físico em que se apresentam e 
suas combinações químicas mais comuns. Estuda-se também os processos 
usados para obtenção dos elementos, a partir de fontes naturais e como são 
fabricadas algumas substâncias de grande interesse industrial e comercial. 
Tem-se como objetivo do trabalho, pesquisar sobre elementos da tabela 
periódica, abordando sua obtenção, modos de recuperação, histórico e suas 
principais aplicações. 
 
O Hidrogênio 
O hidrogênio não está associado a nenhum grupo na tabela periódica. As 
vezes ele é colocado no início dos metais alcalinos por possuírem a mesma 
configuração do elétron de valência. O hidrogênio não é um metal sob condições 
normais, ou seja, para ser considerado um metal, precisaria ser submetido a 
altas pressões. Porém seria mais coerente se ele fosse um elemento do grupo 
7A, pois ele tende a ganhar elétrons, como se fosse um halogênio, que requer 
um elétron para completar sua camada de valência. 
Existem três tipos de isótopos de hidrogênio, que são: o hidrogênio (¹H), o 
deutério (D, ²H), e o trítio (T, ³H), e que apresentam nomes distintos, diferença 
significativa em suas massas, diferenças nas propriedades físicas que derivam 
da massa, assim como, as velocidades de reações de clivagem de ligação. 
Essas diferentes propriedades tornam-se úteis como traçadores, que nada mais 
são isótopos que podem ser seguidos por diversas reações, como por exemplo, 
a espectroscopia infravermelha (IV) ou RMN. 
O isótopo ¹H é o mais leve e mais abundante, o deutério possui abundancia 
variável, cerca de 0,016%. O trítio, é radioativo, que decai pela perda de partícula 
β, que produz um isótopo raro e mais estável. As propriedades físicas e químicas 
são semelhantes, mas o mesmo não é verdadeiro, o H é substituído por D, 
porque a massa do átomo é duplicada. 
Ao detectar o efeito isotópico cinético pode ajudar a manter o mecanismo 
da reação proposto, porque as velocidades das reações são diferentes, onde há 
processos de quebra de ligação, ou formação ou rearranjos. Este efeito cinético 
é observado quando um H é transferido de um átomo ao outro em um complexo 
ativo. Quando ocorre a transferência, que é o efeito na velocidade, chamamos 
de efeito isotópico primário. Isto é, a transferência do H, é dez vezes maior que 
a transferência do átomo D. 
Já o efeito isotópico secundário ocorre quando o H não é transferido. 
O isótopo que apresenta maior peso resulta em menor frequência, pelo fato 
de que as frequências de transições entre os níveis vibracionais dependem da 
massa atômica, que influência a substituição de D por H. Isso ajuda a determinar 
se uma transição infravermelha envolve movimento significativo do hidrogênio. 
O núcleo do hidrogênio tem seu spin I = 
1
2
, utilizado em RMN (os núcleos 
do D e T são 1 e 
1
2
). A utilização do RMN de próton ajuda a identificar a presença 
de átomos de H em um composto, ou então se o hidrogênio está ligado, isso pelo 
deslocamento ou o acoplamento spin-spin com outro núcleo. 
Hidretos metálicos são compostos que o hidrogênio forma com metais, e 
apenas os compostos do Grupo 1e 2 são considerados como contendo íon 
hidreto, H¯, por serem altamente eletropositivos. Assim, quando esses 
compostos são combinados com compostos eletronegativos, identificados a 
direita da tabelo periódica, a ligação E-H é identificada como polar e covalente, 
quando o H carrega uma carga positiva muito pequena. Os ácidos fortes 
possuem sinais de RMN de próton desprotegidos, por sua eletronegatividade, o 
hidrogênio é designado ao número de oxidação – 1: combinações relacionadas 
a metais e +1 quando relacionados a não metais. 
Para formar um plasma que contenha uma quantidade significativa de 𝐻 , 
𝐻+, 𝐻2
+ e 𝐻3
+. O cátion de hidrogênio livre (𝐻+, o próton), por ter uma carga 
grande é considerado um ácido de Lewis forte. Já os cátions 𝐻2
+ e 𝐻3
+ não 
existem em solução, só existem em transição na forma gasosa. E também em 
alguns planetas como Júpiter, Urânio e Saturno que é encontrado nas auroras 
desses planetas. 
 
Aplicação industrial 
O hidrogênio molecular tem que ser produzido para satisfazer as 
necessidades da indústria, pois sua quantidade na atmosfera e no subterrâneo 
não é o suficiente. O principal processo de produção é a reforma a vapor, reação 
catalisada de água e hidrocarbonetos a altas temperaturas. 
O hidrogênio é usado com N2 para a produção de amônia, matéria prima 
para substância que contenham nitrogênio, plásticos e fertilizantes. 
Uma pesquisa realizada pela USP mostra a produção de hidrogênio a partir 
da vinhaça. “A vinhaça possui potencial para produção biológica de hidrogênio e 
metano devido à sua alta concentração de matéria orgânica e conteúdo 
nutricional, favorável ao crescimento microbiano”, declarou Ferraz. 
Assim, o tratamento anaeróbico apresenta vantagens, como o principal a 
recuperação de energia na forma de biogás (hidrogênio e metano). 
Outros ramos que o hidrogênio é usado na indústria, que são: a 
hidrogenação de gorduras e óleos, hidroalquilações, hidrossulfuração, fonte de 
energia para combustíveis em transportes, entre outros. 
 
A classificação de compostos de hidrogênio 
Veremos agora as principais tendências nas propriedades para a 
classificação dos compostos binários. É de se observar que há uma graduação 
de tipos estruturais, e que alguns compostos que se formam com o hidrogênio 
não se encaixam em nenhuma categoria, e que são divididos em três classes: 
Compostos moleculares: compostos binários de um elemento e hidrogênio 
na forma de moléculas individuais e discretas; 
Hidretos salinos: sólidos não voláteis, eletricamente não condutores e 
cristalinos; 
Hidretos metálicos: sólidos não estequiométricos e eletricamente 
condutores. 
 
Compostos moleculares 
Compostos moleculares de hidrogênio são comuns para os elementos 
eletronegativos dos grupos 13/III ao 17/VII, e exemplos incluem B2H6 (deficiente 
em elétrons), CH4 (número exato de elétrons), NH3 e H2O (ricos em elétrons), 
HF. 
 
 
 
ClassificaçãoOs nomes sistemáticos dos compostos moleculares de hidrogênio são 
formados a partir do nome do elemento e o sufixo - ano, como em fosfano para 
PH3. Os nomes não sistemáticos amônia e água são universalmente usados ao 
invés de seus nomes sistemáticos azano e oxidano. Assim podemos classificar 
os compostos moleculares em três categorias: 
Composto com número exato de elétrons: todos os elétrons de valência do 
átomo central estão envolvidos nas ligações; 
Composto deficiente em elétrons: há poucos elétrons para que possa ser 
escrita uma estrutura de Lewis para a molécula; 
Composto rico em elétrons: há mais pares eletrônicos no átomo central do 
que o necessário para a formação da ligação. 
• Os hidretos possuem o ponto de ebulição menor que dos calcolgenios 
porque os halogênios fazem menos ligações que os calcogênios (6A). 
• Existe uma relação direta entre o ponto de ebulição e a massa molar, pois 
quanto maior a massa de uma substância, maior será seu ponto de ebulição. 
• O HF, H2O e NH3 apresentam comportamento anômalo por causa das 
pontes de hidrogênio, que aumenta a interação das moléculas. 
• Todas as substâncias com ponto de ebulição abaixo de 0ºC são gasosas 
nas condições normais. 
Hidreto Salinos são insolúveis em solventes não aquosos comuns, mas 
eles dissolvem em haletos álcalis fundidos. A eletrólise destas soluções de sal 
fundido produz gás hidrogênio no ânodo: 
2H− (fundido) → H2 + 2e
− 
Esta reação fornece a química para a existência de H−. A reação de 
hidretos salinos com água é perigosamente vigorosa: 
NaH(s)+ H2O(l) → H2(g) + NaOH(aq) 
Realmente, hidreto de sódio finamente pode inflamar -se se for deixado 
posto a umidade. 
A reação entre hidretos metálicos e a água é empregada no laboratório 
para remover traços de água de solventes e de gases inertes, como o nitrogênio 
e o argônio: 
CaH2(g) + 2H2O(l) → Ca(OH)2(s) + 2H2(g) 
O hidreto de cálcio é preferido nesta aplicação porque ele é o mais barato 
dos hidretos salinos, e está disponível na forma granulada, que é fácil manusear. 
 
Hidretos metálicos 
Hidretos metálicos não estequiométricos são formados por todos os 
elementos do bloco d dos Grupos 3, 4 e 5 e pelos elementos do bloco f. Porém 
o único hidreto do Grupo 6 é o CrH. A maioria dos hidretos metálicos são 
condutores e possuem composição variável. 
 
Síntese dos compostos de hidrogênio 
Muitas das propriedades química dos compostos de hidrogênio podem 
estar relacionadas às tendências periódicas em suas estabilidades 
termodinâmicas e em suas polaridades. Além disso, as reações em cadeias 
radicalares menos previsíveis, mas importante, tem papel principal nas reações 
em fase gasosa do hidrogênio com o oxigênio e com os halogênios. 
Há três tipos de sintetizar compostos binários de hidrogênio: 
- Combinação direta dos elementos: 
2E + H2(g) →2EH 
- Protonação de uma base de Bronsted: 
E− + H2O(aq) → EH + OH
− 
- Metátese (dupla troca) de um haleto com um hidreto: 
E∓H− + EX → E∓X− + EH 
 
Amônia 
A amônia (NH3) é um dos produtos químicos mais importantes para o ser 
humano, sendo uma das cinco substâncias produzidas em maior quantidade no 
mundo. Sua importância está relacionada ao seu uso direto como fertilizante e 
por se constituir matéria-prima para a fabricação de outros fertilizantes 
nitrogenados. A amônia também é utilizada na produção de explosivos de 
plásticos. 
Em 1898, Sir William Ramsey (1852-1916) – o descobridor dos gases 
nobres – previu uma catástrofe para a humanidade: a escassez de fertilizantes 
nitrogenados para meados do século XX, o que provocaria uma redução 
desastrosa na produção de alimentos em todo o mundo. Na época, o nitrogênio 
era obtido de depósitos naturais de nitratos de sódio (NaNO3) e potássio (KNO3) 
ou de excrementos de aves marinhas (guanos). A catástrofe prevista por 
Ramsey não ocorreu graças ao trabalho de dois alemães: o químico Fritz Haber 
(1868-1934) e o engenheiro William Carl Bosch (1874-1940). Eles criaram um 
processo no qual conseguiram sintetizar a amônia a partir de seus elementos 
constituintes. 
Fritz Haber (1868-1934), Prêmio Nobel de Química em 1918 por ter 
desenvolvido um método eficaz de síntese da amônia. O processo criado por 
Haber permitiu que a Alemanha reduzisse consideravelmente o custo de 
fabricação de explosivos durante a primeira guerra mundial. 
Ele observou que a amônia, por oxidação, produz o ácido nítrico – essencial para 
a produção de pólvora. Apesar dos serviços prestados à pátria, Haber, por ser 
judeu foi perseguido pelos nazistas, tendo de fugir da Alemanha em 1933 para 
não ser morto por seus compatriotas. 
 
Fosfina, Arsina e Estibina 
A arsina e a fosfina são usadas na indústria de semicondutores para dopar 
o silício e preparar outros compostos semicondutores, como GaAs por 
decomposição de vapor químico. Essas reações de decomposição térmica 
refletem a energia de formação de Gibbs positiva desses hidretos. 
A síntese comercial de PH3, desproporcionamento de fósforo branco e 
solução básica: 
P4(s) + 3OH(aq)
− + 3H2O(l) → PH3(g) + 3H2PO2(aq)
− 
A arsina e a estibina podem ser preparadas de fotólise de compostos que 
contenham um metal eletropositivo em combinação com o arsênio e o antimônio: 
Zn3E2(s)+ 6H(aq)
+ → 2EH3(g) + 3Zn(aq)
+ (E= As, Sb) 
A fosfina e a arsina são gases venenosos que inflamam prontamente em 
contato com o ar. 
 
Sulfeto, seleneto e telureto de hidrogênio 
Na2E(s) + 2H(aq)
+ → 2Na(aq)
+ + H2E(g) 
A basicidade de Bronsted do H2S e dos membros mais pesados dessa série 
é desprezível em solução aquosa: assim, um solvente não-aquoso e um ácido 
forte são necessários para distinguir suas basicidades. 
Em adição aos compostos simples de hidrogênio de fórmula EH2 uma séria 
de poli sulfetos pode ser preparada pela protonação de um poli sulfeto metálico: 
Na2Sn + 2H(aq)
+ → 2Na(aq)
+ + H2Sn (n= 4 a 6) 
As moléculas de poli sulfetos de hidrogênio consistem de cadeias em 
ziguezague de átomos de S que são determinados na extremidade por átomos 
de H. 
 
Haletos de hidrogênio 
Os haletos de hidrogênio podem ser formados pela reação direta dos 
elementos em reação em cadeia radicalar. Como os halogênios mais leves (F e 
Cl2), a reação é explosiva sob uma gama ampla de condições. Porém todo HF 
comercial e a maioria do HCl é sintetizado pela protonação de íons haletos: 
CaF2(s) + H2SO4(aq) → CaSO4(s)+ 2HF(g) 
Esta reação não pode ser usada para a preparação de HI, porque o ácido 
sulfúrico concentrado oxida o produto a iodo; pode ser usada para preparar HBr 
se a concentração de H2SO4 foi controlada. 
 
OS METAIS DOS GRUPOS S E P 
Os elementos de transição encontram-se nos grupos 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 
11 e 12 da tabela periódica. A característica comum a esses elementos é o 
elétron de diferenciação alojado no sub nível tipo d ou f. 
Elétron de diferenciação é o último elétron que se adiciona à eletrosfera 
seguindo o diagrama de Linus Pauling. Quando o elétron de diferenciação está 
no sub nível d, temos elementos de transição simples ou externa. Quando está 
no sub nível f, temos elementos de transição interna. 
Entre os elementos conhecidos, 90 são metais. Todos ficam no lado 
esquerdo da tabela e possuem algumas propriedades comuns. São maleáveis, 
dúcteis, conduzem bem a eletricidade e o calor e apresentam brilho. 
Os metais são todos sólidos em condições ambientes, com exceção do 
mercúrio, e apresentam de 1 a 3 elétrons em sua camada de valência. Essa 
característica os faz doadores de elétrons nas ligações químicas que formam. 
 
METAIS DO BLOCO S 
Os metais presentes no grupo 1A e 2A da tabela periódica possuem 
algumas das substancias mais abundantes na crosta terrestre do nosso planeta, 
com exceção do lítio e berílio. (Edgard Blücher, 1999.) 
Os metais que constituem o grupo s são: Lítio (Li), Sódio (Na), Potássio (K), 
Berílio (Be), Magnésio (Mg), e Cálcio. A principal característicadesse grupo é ter 
em sua última camada um elétron, pronto para ser doado a algum elemento mais 
eletronegativo. (Griffiths, David. -1995). 
O Lítio é mais comumente encontrado na natureza como LiAl(SiO3)2 e sua 
extração é realizada por meio de um processo de eletrólise de LiCl + KCl fundido. 
O Sódio é encontrado na forma de Sal-gema, NaCl e nas águas do mar, e 
do mesmo modo do Lítio sua extração é feita por Eletrólise. 
A extração do potássio é utilizando sódio a 850°C a partir dos minerais 
Silvita e /ou de uma salmoura. 
O Berílio é encontrado na sua forma elementar na crosta terrestre, e na 
forma do mineral Be3AlSi6O18, sua extração é feita por eletrólise de BeCl2 fundido 
assim como o CaCl2 a partir de minerais de CaCo3. (PEDROSO, A. C. P., et al., 
2007.) 
 
Reações 
Oxi-redução 
Os metais alcalinos são facilmente oxidados pois tem grande tendência a 
perder seu elétron da camada de valência, abaixo temos a reação do sódio com 
a água: 
Na(s) + H2O(l) Na+(aq) + OH-(aq) +H2(aq) 
Todos os elementos desse grupo reagem da mesma forma resultando em 
hidróxidos. 
 Os Metais alcalinos terrosos reagem com a água da seguinte forma: 
 M(S) + 2H2O(l) M+2(aq) +2(OH)-(aq) +H2(g) 
Os alcalinos terrosos reagem com facilidade com halogênios e formam sais 
iônicos e em reação com água formam hidróxidos. Apresentam dois elétrons no 
seu último nível de energia e há tendência de perdê-los transformando-se em 
íons bi positivos, M2+. (Edgard Blücher, 1999.) 
Reação Iônica 
X= Haletos 
M + X MX 
Ex: 2Na++ Cl2 2NaCl 
 
COMPLEXOS 
A maioria dos complexos de íons do bloco s surgem de interações 
coulombicas com doadores pequenos e duros, como os que possuem átomos 
de Oxigênio ou Nitrogênio. Portanto, os íons dos grupos 1 e 2 são classificados 
como quimicamente duros. 
Os complexos mais notáveis dos cátions do grupo 1 e dos metais pesados 
do grupo 2 (do cálcio ao bário) são formados por ligantes polidentados. Ligantes 
monodentados são fracamente ligados, devido às fracas interações 
coulombicas. 
Um detalhe a ser notado na clorofila, é a quantidade de ligações 
conjugadas. É a ressonância dessas ligações que dá à clorofila sua coloração 
esverdeada/amarelada. 
Outra classe importante de compostos formados pelos metais do bloco s 
são os organometálicos, que têm grande aplicação em sínteses orgânicas e 
inorgânicas. Dois exemplos familiares são os reagentes de Grignard, como o 
CH3MgBr, e o metil-lítio, Li4(CH3)4. 
 
OS METAIS DO BLOCO P 
Pode-se dizer que, ao contrário dos elementos no bloco d, os metais mais 
pesados do bloco p favorecem os estados de oxidação mais baixos. 
Nos metais do grupo 13, Tl, In, Ga e Al, o estado máximo de oxidação é 
facilmente atingido pelo Gálio Ga (III), mas não pelo Tálio, Tl (III). O último 
favorece o estado de oxidação +1. Essa tendência a favorecer um estado de 
oxidação 2 unidades menor do que o do resto do grupo também ocorre nos 
grupos 14 e 15, e é um exemplo do efeito do par inerte. O efeito do par inerte é 
atribuído às baixas entalpias de ligação M – X para os elementos pesados do 
bloco p, e o fato de que eles requerem menos energia para oxidar um elemento 
a um baixo EOx do que a um alto EOx. Essa energia deve ser fornecida por 
ligações iônicas ou covalentes, de modo que, se a ligação com um elemento em 
particular é fraca, um estado de oxidação maior pode ser inacessível. 
Os estados de oxidação mais comumente encontrados para os três 
elementos mais pesados nesses grupos são: Tl(I), Pb(II) e Bi(III). Os compostos 
contendo esses elementos nos estados de oxidação de seus grupos, Tl (III), Pb 
(IV) e Bi (V) são facilmente reduzidos. 
Ocorrência e obtenção 
As abundâncias dos metais do bloco p na crosta terrestre variam 
largamente, desde o alumínio – terceiro elemento mais abundante (ficando atrás 
apenas do oxigênio e do silício) – ao bismuto, que é o elemento mais pesado 
com apenas um isótopo estável. O gálio, que é mais abundante que o lítio, boro, 
chumbo, e muitos outros elementos familiares, é um elemento bastante caro 
porque encontra-se disperso em minerais de alumínio e de ferro. É difícil de 
recuperá-lo porque as propriedades químicas do Ga (III), Al (III) e Fe (III), são 
similares, devido à similaridade de seus raios e de suas propriedades ácido-
base. 
Reações e principais compostos 
Apesar de a reação direta do alumínio ou do gálio com halogênios levarem 
a formação de haletos, ambos metais também reagem com HCl ou HBr gasosos, 
e este costuma ser um caminho mais conveniente para a produção dos haletos: 
2Al(s) + 6HCl(g) →2AlCl3(g) + 3H2(g) 
Os haletos de ambos elementos são comercialmente disponíveis, mas é 
comum sintetizá-los em laboratório quando se requer um produto livre de 
hidrólises. Haletos de Ga (I) e Ga (II), como GaCl e GaCl2, podem ser preparados 
por uma reação de comproporcionamento, na qual o haleto de gálio (III) é 
aquecido com o gálio metálico: 
2GaX3 + Ga + Δ → 2GaX2; x= Cl, Br ou I, mas não F. 
Como o ânion fluoreto, 𝐹−, é muito pequeno, os fluoretos AlF3 e GaF3 são 
sólidos duros que têm pontos de fusão e entalpias de sublimação muito maiores 
do que os outros haletos. Suas altas entalpias reticulares também resultam nas 
suas limitadas solubilidades na maioria dos solventes, e eles não se comportam 
como ácidos de Lewis com simples moléculas doadoras. Em contraste, os 
haletos mais pesados são solúveis numa variedade de solventes polares e são 
excelentes ácidos de Lewis. Entretanto, apesar de suas baixas reatividades 
contra a maioria dos doadores, o AlF3 e o GaF3 formam sais do tipo Na3AlF6 e 
Na3GaF6, que contêm íons complexos octaédricos [MF6]
3 −
 
Bateria chumbo-ácida 
Hoje as baterias são lacradas pois são de chumbo. Quando não possuem 
mais utilidade, especialistas abrem e produzem 𝑃𝑏𝑆𝑂4. 
-Seu estado totalmente carregado: ânodo 
Pb(s) + (SO4 )
−2
(aq) → PbSO4. + 2e
− 
- Quando está produzindo corrente: cátodo 
PbO2(s) + (HSO4)(aq)
−1 + 3H(aq)
+ + 2e− → PbSO4 + 2H2O(l) 
 
GRUPO DO BORO 
Nesse grupo a configuração eletrônica forma cátions de número de 
oxidação +3, sendo o Boro o representante do grupo e possuindo um caráter de 
ametal, diferente dos outros integrantes desse grupo. 
O composto mais importante formado com boro é o bórax, muito utilizado 
na indústria de vidros e na produção de polímeros, como a amoeba, sua 
utilização vem de tempos antigos (Medeiros, M. A 2004.) 
O Boro é um elemento com grande ocorrência na crosta terrestre e 
apresenta características de alta finidade pelo oxigênio e flúor. 
O Boro tem cor escura, é um semicondutor e sua principal fonte na natureza 
é o Borax, por um processo de pirólise com Magnésio é possível isolar o Boro. 
Reações 
Sua alta afinidade com halogênios da origem a vários compostos 
halogenados, como por exemplo BF3, BCl3, BI3. 
Sua alta afinidade com o oxigênio gera óxidos que reagindo com água 
formam ácidos. 
B2O3 + 3H2O 2H3BO3 
O ácido obtido é o ácido bórico muito utilizado como adubo e inseticida, 
também têm usos em medicamentos. 
 
B2O3(s) Fusão B2O3(l) (resfriamento rápido= vidro de borato) 
 
Na2B3O6 fusão+Si02 vidro de borossilicato (Pirex) 
Esse vidro obtido é muito utilizado em cozinhas e laboratórios, já que 
aguenta fortes mudanças de temperatura, mesmo de modo brusco devido sua 
baixa expansão térmica. 
Boro é altamente reativo com compostos a base de nitrogênio: 
 
B2O3 + 2NH3 1200°C 2BN(s) + 3H2O 
 
GRUPO DO CARBONO 
O Carbono é o principal elemento deste grupo de não-metais, e a sua 
importância é tão grande que é a principal parte estudada na química orgânica, 
tudo isso devido ao grande número de compostos a base de carbono existente. 
Sua ocorrência na natureza pode ser livre, na forma de diamante, grafite, 
carvão, mas também é encontrado na forma de compostoscomo CO2, etc. 
Esse grupo tem como integrante o Silício, sendo ele muito abundante e 
encontrado na forma de diversos silicatos pela crosta terrestre, sendo o seu 
composto mais importante a sílica SiO2. Compostos a base de silício tem 
diversas aplicações desde fabricação de polímeros e vidros até matérias 
semicondutores utilizados na produção de computadores. 
O grupo ainda é constituído pelo germânio que é obtido comercialmente da 
extração do minério de zinco, pelo estanho que é encontrado em forma de 
minerais. 
O Chumbo também faz parte desse grupo e pode ser obtido na sua forma 
livre na natureza, e também acaba sendo obtido da Galena, seu mineral mais 
comum. (JOÃO CARLOS SIHVENGER,2006) 
 
Reações 
A forma de arranjo dos carbonos acaba por formar diferentes compostos, 
um exemplo são as diferentes formas alotrópicas do carbono na natureza, que 
pode nos dar o grafite e o diamante. 
 
Figura 1: formas alotrópicas do carbono 
 
Os carbonetos também chamados de carbetos são gerados pela reação de 
átomos de carbono com um elemento eletropositivo, essas reações respeitam a 
fórmula geral ExCy, esses compostos podem ser classificados como iônicos ou 
covalentes. 
Os carbetos iônicos são chamados de salinos pois são altamente iônicos, 
possuem caráter sólido, e são produtos da reação entre carbono e os elementos 
do grupo 1 e 2 da tabela, o carbono assume um nox negativo. 
Em reação com a água ocorre a formação de óxido e/ou hidróxidos do 
elemento e um hidrocarboneto. 
Os carbetos covalentes são formados por carbonos com outros elementos 
com aproximadamente a mesma eletronegatividade, um exemplo é o carbeto de 
silício SiC. São substâncias muito duras utilizadas geralmente como abrasivas. 
 
GRUPO DO NITROGÊNIO 
 
O grupo 15 da tabela é conhecido por todos seus elementos apresentarem 
cinco elétrons na sua camada de valência, O Nitrogênio é o elemento que dá 
nome a esse grupo, sendo encontrado geralmente em forma de gás incolor, 
inodoro e insípido. Os outros elementos que compõe esse grupo se encontram 
na forma sólida e possuem várias formas alotrópicas. 
O fósforo é geralmente encontrado na forma de um pó branco, que em 
temperatura ambiente é sólido, mole, tóxico e altamente reativo. Essa molécula 
reage com o ar úmido e a 35°C inflama-se espontaneamente. Esse sólido 
quando aquecido a 250°C forma um sólido polimérico chamado de fósforo 
vermelho, uma forma muito mais estável que so sofre ignição a 400°C. 
Se o fósforo branco for aquecido com pressões elevadas, é obtido o fósforo 
preto, que é altamente polimerizado e muito mais estável. 
No grupo ainda encontramos O arsênio, o antimônio e o bismuto sendoq 
eu esses três componentes se encontram no estado sólido e possuem diversas 
formas alotrópicas. O bismuto, assim como o germânio e o gálio, expande-se ao 
passar de líquido para sólido. (JOÃO CARLOS SIHVENGER,2006) 
 
O gás nitrogênio é o maior constituinte da atmosfera terrestre, sendo 
responsável por 78% da composição total. Sua ocorrência também se da na 
crosta terrestre, e a forma mais comum é a de nitrato de sódio, encontrado em 
reservas expressivas no norte do Chile, sua extração mais comum se dá pela 
destilação do ar líquido. 
O fósforo não é encontrado de maneira livre na natureza, sua origem se da 
principalmente por rochas fosfatadas que ocorrem na crosta terrestre. O mineral 
mais comum e de maior ocorrência é a apatita, e a maior reserva mundial se 
encontra no território russo na península de Kola. A obtenção é feita pela reação 
a seguir, tendo como produto o ácido fosfórico que é utilizado em festilizante. 
 
Ca5(PO4)3F(S) + 5 H2SO4 3 H3PO4 (L) + 5 CaSO4(S) + HF(aq) 
 
 
Produção de P elementar: 
 
Ca5(PO4)3 + 6SiO2 + 10C 1500°C 6CaSiO3 + 10CO + P4 
 
O Arsênio assim como o fósforo é encontrado na forma de mineral, sendo 
o mais comum a arsenopirita (FeAsS), esse mineral sempre se encontrado 
combinado com outros minerais como o de chumbo zinco e ferro. As maiores 
reservas desse mineral se encontram na Inglaterra, Bolívia e nos EUA. 
O Antimônio elementar é raramente encontrado na natureza, porém é muito 
comum encontrá-lo na forma de minério. A estibinita é o minério mais importante 
de antimônio. 
O bismuto tem uma ocorrência rara e não é muito abundante na natureza. 
Sua forma elementar ocorre geralmente em veios de rochas cristalinas e 
gnaisse. Ele se encontra associado a minérios de vários metais como prata, 
chumbo, cobalto e zinco. Seu principal mineral é a bismutinita, sendo 
encontradas as maiores reservas no Peru, Bolívia, México, Canadá e nos EUA. 
Tanto o Arsênio, Antimônio e Bismuto podem ser obtidos das poeiras 
liberadas na exaustão do processo de ustulação de sulfetos, podendo ser 
reduzidos utilizando um coque para produção de sua forma elementar. O Arsênio 
ainda é obtido industrialmente pelo seu aquecimento a 700°C na ausência de ar. 
(JOÃO CARLOS SIHVENGER,2006) 
 
As4 → 4 FeAsS (g) + 4 FeS 
 
Reações 
Todos os elementos desse grupo formam Hidretos voláteis de fórmula MH3. 
O Nitrogênio reage formando óxidos onde seu Nox varia de +1 a +6, O Fósforo 
forma óxido de Nox +1 a +5, abaixo a reação dos óxidos 
 
NaN3 + NH3 + NaOH → N2O + 2NaNH2 
As→ As2O3; Sb→Sb2O3 Bi→Bi2O3;P→P4O10 
 
Outros óxidos são: N2O4, N2O3, NO, P4O6. 
Produção da amônia: 
3H2+ N2 → 2NH3 
Nesse grupo temos os oxiânios de Nitrogênio e fósforo, esse reagindo 
com H+ formam os oxiácidos. Ex: P2 O64-, H2PO 2-, NO2-, NO3-. (ANA MARIA DA 
COSTA FERREIRA, 2014) 
 
Reação de produção de ácido nítrico: 
3NO(g) H2O(l) → 2HNO3(aq) NO2(g) 
 
 
GRUPO CALCOGÊNIOS 
 
O grupo dos Calcogênios é formado pelo Oxigênio, Enxofre, Selênio, 
Telúrio e Polônio. Esses elementos fazem parte de vários minérios e de muitas 
substancias químicas que são economicamente importantes. 
O oxigênio é o átomo com menor raio atômico desse grupo, sendo assim o 
mais eletronegativo do grupo e o segundo da tabela periódica. Sua forma mais 
comum é a de O2, onde ele se encontra na forma de um gás que forma cerca de 
21% da atmosfera terrestre. Os compostos que possuem Oxigênio chegam a 
49% das moléculas da crosta terrestre. 
A obtenção do Oxigênio se dá pelo processo de liquefação do ar 
atmosférico e uma destilação fracionada, desse modo é possível separar esse 
gás dos outros componentes atmosféricos. 
O enxofre é encontra tanto em forma livre na natureza, proveniente de 
meteoritos, como na forma composta de minérios como a pirita, esfalerita, 
calcopirita, galena, barita, etc. 
A maior ocorrência do enxofre é em áreas vulcânicas e em rochas 
sedimentares. As maiores reservas de enxofre vulcânico estão localizadas no 
Japão e nos países que fazem parte das cordilheiras dos Andes. Porém as 
maiores reservas mundiais se encontram nos EUA 
O Selênio é mais encontrado na pirita e em outros sulfetos em pequena 
quantidade, já que é considerado um elemento relativamente raro e 
representando uma pequena porcentagem da crosta terrestre, os dois maiores 
produtores são o Japão e os EUA. 
 
O Telúrio ocasionalmente ocorre na forma nativa, porém geralmente é 
encontrado na calaverita (AuTe2), sua obtenção geralmente é feita por meio do 
refino eletrolítico do Cobre. Os maiores produtores mundiais são os EUA, 
Canadá, Peru e Japão. 
O elemento Polônio é um metal que não tem indícios de presença na crosta 
terrestre, ele é um produto do decaimento radioativo, sua obtenção atual é 
artificial por meio de irradiação do bismuto com nêutrons em um reator nuclear. 
(JOÃO CARLOS SIHVENGER,2006) 
Reações 
 
Nesse grupo o oxigênio é conhecido por reagir com outros elementos e 
formar os óxidos como: NaO, CO2, NO2, etc. 
E também a formação de peróxidos como H2O2. E a reação entre os dois 
átomos de oxigênio, muito estável e bem difícil de romper. 
O Enxofre realiza reações com oxigênio formandoos oxiânions que podem 
dar origem aos oxiácidos. Como no exemplo abaixo: 
 
Ocorreu a formação dos oxiânion sulfito e formação do ácido sulfúrico. 
Outra forma comum do enxofre são os sulfetos, que é a combinação de 
enxofre com algum elemento químico, ou um radical: XSn. 
Temos também sua reação entre átomos de enxofre, que formam os 
cristais de enxofre de fórmula S8. 
 
Figura 2: Cristal de enxofre 
 
O Selênio e o Telúrio reagem de forma semelhante, formando hidreto na 
forma de H2Se e H2Te. 
Formam também óxidos SeO2, SeO3, TeO2, TeO3. 
 
 
OS HALOGÊNIOS 
 
A principal característica dos componentes desse grupo é sua alta 
reatividade, reagindo com os não-metais e formando sais com os metais. Nesse 
grupo o Flúor é o elemento mais reativo e também o mais eletronegativo de toda 
tabela periódica. Todos os átomos apresentam a deficiência de apenas um 
elétron em sua última camada, em relação aos gases nobres mais próximos. 
Os Halogênios são muito utilizados como agentes oxidantes, recebendo 
elétrons e oxidando outras substâncias. O Flúor é o elemento mais reativo, 
reagindo com todos elementos da tabela exceto com os gases nobres mais 
leves, essa propriedade se dá pela sua alta eletronegatividade e seu pequeno 
raio atômico, que dá origem a compostos muito estáveis. 
Os produtos Halogenados tem alto interesse econômico e muitas 
aplicações, a obtenção do flúor para produção desses compostos é através de 
minerais da crosta terrestre como a criolita e a fluorapatita. 
O cloro não é encontrado de forma livre, mas suas combinações são 
abundantes principalmente em minerais como arnalita, silvita e halita. 
O bromo é obtido em grande escala da água do mar, e também pode ser 
obtido como subproduto da recuperação de sais de potássio em depósitos 
salinos. Sua maior extração se dá no Brasil e na França. 
Assim como o Bromo o Iodo ocorre na natureza na água do mar, na forma 
de iodetos, ocorre também em salmouras associadas a poços de petróleos, é 
produzido no Chile, EUA, Itália e Japão. 
O Astato ocorre em minérios de Urânio, sua meia vida é de em torno de 0,9 
minutos, estima-se que exista 28 gramas de Astato na crosta terrestre, e não há 
registro em solo brasileiro. (JOÃO CARLOS SIHVENGER,2006) 
 
Reações 
 
O Flúor reage praticamente com toda tabela periódica e tem alto poder 
oxidante, a reação mais comum no grupo é a de halogenação onde um átomo 
da família 7ª substitui outro átomo na molécula. 
 
 
Temos as combinações entre os próprios halogênios: ClF, BrF3, IF7,IBr. 
Podemos reagir o Flúor, Bromo, Cloro E Iodo com H+, e formar ácidos. 
X = (Cl- Br- F- I-) 
H+ + X HX 
 
O Cloro forma oxiânions e consequentemente oxiácidos em reação com 
H+ 
 
H++ ClO3- HClO3 
 
Os componentes desse grupo também realizam reações de oxi-redução 
de desproporcionamento: X = (Cl- Br- I-) 
 
X2(aq) + 2 OH- XO-(aq) + X- (aq)+ H2O(l) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
HÉLIO 
 
O He é o símbolo do elemento químico Hélio pertencente ao grupo dos 
gases nobres, conhecido por família 18A. Esse elemento é considerado o 
segundo mais abundante no universo, perdendo apenas para o Hidrogênio. Seu 
número atômico é 2, logo possui dois prótons em seu núcleo, existem 8 tipos de 
Isótopos. 
Nas CNTP é um gás incolor, sem cheiro e considerado inerte. Sua 
descoberta foi realizada primeiro no sol e somente depois na terra. A primeira 
pessoa a identificar esse elemento foi Pierre Jules C. Janssen, durante um 
eclipse solar na Índia, posteriormente Frankland e Lockyer confirmaram a 
existência do elemento e deram o nome de Hélio, que do grego quer dizer Sol. 
Em 1895 William Ramsay conseguiu identificar o Hélio no planeta terra, a partir 
de estudos com Urânio. 
Dentre as várias finalidades do uso do Hélio a mais comum é o uso para 
encher balões metrológicos, dirigíveis e recreativos. 
Devido suas características físico químicas como seu baixo ponto de 
liquefação e evaporação, é utilizado na refrigeração de reatores nucleares. 
(ALAN EDUARDO WOLINSKI, 2013) 
 
 
Produção de He 
 
Todo Hélio encontrado no planeta hoje foi produzido ao longo do tempo 
como produto de reações químicas nucleares do átomo de Urânio. 
Na atmosfera terrestre o He corresponde apenas 0,0018%, sua produção 
se da pela extração de gás Natural. Sua ocorrência é aprisionado junto com gás 
natural em depósitos que tenham a presença de minerais de Urânio. 
O processo de separação é por meio de resfriamento da mistura gasosa a 
-186°C, liquefazendo todos os componentes da substância com exceção do 
Hélio, depois de separado diminui-se a temperatura até que o Gás atinja sua 
forma liquida, sendo armazenado em cilindros e comercializado. (ALAN 
EDUARDO WOLINSKI, 2013) 
 
NEÔNIO 
 
Pertencente a família dos gases nobres esse gás tem aspecto incolor e 
inerte, sua descoberta ocorreu em 1898 por Sir William Ramsay e Morris W. 
Travers, durante o processo de destilação do argônio líquido a primeira fração 
continha um novo elemento, o Neônio, que do grego quer dizer novo. 
O Ne é o quarto elemento mais abundante no Universo e o quinto na 
atmosfera terrestre. 
Dentre os usos desse gás, o mais comum é em lâmpadas de anúncios 
luminosos geralmente misturados com argônio, essas lâmpadas são conhecidas 
popularmente como neon. (EDUARDO MOTTA ALVES PEIXOTO, 2013) 
 
Produção 
Por ser muito abundante na atmosfera esse gás é produzido pela destilação 
fracionada do Ar, esse processo ocorre em baixas temperaturas, onde esse gás 
se liquefaz sendo separado pelos diferentes pontos de liquefação. (EDUARDO 
MOTTA ALVES PEIXOTO, 2013) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ARGÔNIO 
Gás pertencente à família dos gases nobres, mais denso que o ar e com 
caráter inodoro e incolor. 
Em 1785, Henry Cavendish concluiu que boa parte do ar atmosférico era 
composto por constituintes inertes. No mesmo ano Lord Rayleigh e Sir Wialliam 
Ramsay, baseados nos estudos de Cavendish durante a separação do gás 
nitrogênio do ar, perceberam diferença de peso do mesmo obtido pela síntese 
da amônia, o gás pesado remanescente da separação do nitrogênio e oxigênio. 
Desse modo o Argônio foi o primeiro gás nobre a ser isolado na Terra, 
sendo o ar atmosférico sua principal fonte. O seu nome vem do grego que quer 
dizer inativo. 
Suas principais utilizações são no enchimento de lâmpadas para evitar a 
corrosão dos filamentos de tungstênio, e na proteção de soldas, já que evita a 
oxidação e é o gás utilizado para inflar Airbags. (EDUARDO MOTTA ALVES 
PEIXOTO, 2013) 
 
Produção 
Por ser muito abundante na atmosfera esse gás é produzido pela destilação 
fracionada do Ar, esse processo ocorre em baixas temperaturas, onde esse gás 
se liquefaz sendo separado pelos diferentes pontos de liquefação. (EDUARDO 
MOTTA ALVES PEIXOTO, 2013) 
 
 
 
 
 
 
 
 
CRIPTÔNIO 
 
O símbolo do Criptônio é Kr e ele também pertence ao grupo dos gases 
nobres, possuindo o caráter incolor e inodoro. Sua maior ocorrência se dá na 
atmosfera terrestre. 
Foi descoberto em 1898 por dois cientistas, Sir William Ramsay e Morris 
W. Travers, no resíduo da destilação do ar atmosférico após a retirada dos outros 
componentes com ponto de ebulição menor. O nome vem do grego “Kryptos” 
que tem o significado de escondido. 
Não tem muitas aplicações devido ao alto custo para sua produção, porém 
já foi utilizado nas lâmpadas de flash de fotografias em alta velocidade. 
(EDUARDO MOTTA ALVES PEIXOTO, 2013) 
 
Produção 
 
O ponto de ebulição do Criptônio é em torno de 30°C maior que dos outros 
componentes do ar atmosférico, logo ele se encontra na parcela menos volátil 
de uma destilação fracionada do ar, geralmente junto com o Xenônio, esses dois 
são separados por uma nova destilação e tratados com titânio aquecido para 
remoção de impurezas. (EDUARDO MOTTA ALVES PEIXOTO, 2013)XENÔNIO 
 
O Xenônio é um gás inerte, inodoro e sem cor pertencente a família dos 
gases nobres, apesar de se dizer muito sobre a não reatividade dos gases 
nobres, esse elemento já foi combinado com sucesso em laboratório pelo 
químico Neil Bartlett, que sintetizou o sal Xe(PtF6). 
Sua descoberta ocorreu no ano de 1898 no resíduo da evaporação do ar 
liquido por William Ramsay e Morris W. Travers. Está presente na atmosfera 
terrestre, sendo o gás mais escasso. Seu símbolo é Xe e seu nome vem do grego 
“xenos” que tem como significado estrangeiro. 
Suas principais aplicações são na radioterapia, lâmpadas de alta energia 
de luz ultravioleta e em displays de plasma de televisores. (EDUARDO MOTTA 
ALVES PEIXOTO, 2013) 
 
 
Reações 
 
Esse gás apesar de ser considerado inerte consegue reagir de algumas 
formas mais estáveis, se tornando um sal: XeF2, XeF4, XeSiF6, XeO2F2 e XeO3 
A primeira forma sintetizada em um laboratório foi a Xe[PtF6]2. (EDUARDO 
MOTTA ALVES PEIXOTO, 2013) 
 
 
Produção 
Por ser muito abundante na atmosfera esse gás é produzido pela destilação 
fracionada do Ar, esse processo ocorre em baixas temperaturas, onde esse gás 
se liquefaz sendo separado pelos diferentes pontos de liquefação. (EDUARDO 
MOTTA ALVES PEIXOTO, 2013) 
 
 
 
RADÔNIO 
 
O elemento Radônio também pertence a família dos gases nobres e seu 
símbolo é Rn, seu nome vem do grego “radonium” que significa derivado do 
radio, já que ele foi descoberto emanando em uma nuvem do elemento radio, 
tório e actínio. Por tempos foi considerado um perigo a saúde por estar presente 
na atmosfera terrestre e foi considerado causa isolada do câncer de pulmão. 
É um elemento muito raro no nosso planeta o que acaba dificultando 
estudos sobre ele, sabe-se que é incolor, e inodoro, com densidade maior que a 
do ar, apesar de ser considerado inerte, reage formando fluoreto de radônio. 
Suas aplicações são na radioterapia e radiografia, também é utilizado em 
sismógrafos (JÚLIO CARLOS AFONSO, 2010) 
 
Produção 
Por ser muito abundante na atmosfera esse gás é produzido pela destilação 
fracionada do Ar, esse processo ocorre em baixas temperaturas, onde esse gás 
se liquefaz sendo separado pelos diferentes pontos de liquefação. (JÚLIO 
CARLOS AFONSO, 2010) 
 
 
CONCLUSÃO 
Nesse trabalho podemos concluir que a Química está presente na vida e 
nas condições necessárias para elas, as moléculas que estudamos às vezes 
mesmo sendo tão simples podem ser as mais complexas. E técnicas de 200 
anos podem ser a melhor opção até em um cenário capitalista, como também 
novas descobertas mudam e revolucionam nosso presente. Esse presente 
trabalho teve um ótimo papel para agregar conhecimentos não somente sobre 
elementos, mas sim suas origens e seus mais importantes usos. 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
 
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS. Biblioteca da UFLA. Manual de 
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UNIVERSIDADE FEREDAL DE LAVRAS 
 
 
 
 
 
 
QUÍMICA DESCRITIVA 
 Docente: Ruy Carvalho 
 
 
 
 
 
 
 
 
Paulo Tadashi Bannai Campos 201520564 
 
 
 
 
16 de agosto de 2016 
Lavras, M.G.