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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO COLÉGIO DE APLICAÇÃO Disciplina: Química Série: 9ª Série Professor:Ana Maria 1 RESUMOS DE QUÍMICA PARA O 9º ANO DO ENSINO FUNDAMENTAL PROFESSORA: ANA MARIA ALVES DE SOUZA UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO COLÉGIO DE APLICAÇÃO Disciplina: Química Série: 9ª Série Professor:Ana Maria 2 5 Ex.: Exp 1 - Carbono + Oxigênio CO 12 g 16 g 28 g Exp 2 - Carbono + Oxigênio CO2 12 g 32 g 44 g Massa de oxigênio Exp 1 16 1 Massa de oxigênio Exp 2 32 2 EVOLUÇÃO DO MODELO ATÔMICO TEORIA ATÔMICA DE DALTON Em 1808 Jonh Dalton apresenta uma teoria sobre a constituição da matéria. Suas idéias podem ser resumidas nas seguintes hipóteses: A matéria é constituída por átomos. (átomos são partículas indivisíveis e indestrutíveis). Os átomos de um elemento químico são idênticos (possuem mesma massa, tamanhos e mesmas propriedades). As substâncias são formados pela combinação dos átomos. Os átomos se combinam na razão de números inteiros e pequenos. (Substâncias compostas são formadas por átomos de diferentes elementos químicos, combinados na razão de números inteiros e pequenos) As reações químicas ocorrem pela combinação e separação entre os átomos. (Os átomos não são criados nem destruídos). Além disso, Dalton criou uma simbologia para representar os átomos, substituindo os símbolos usados pelos alquimistas. Ele atribuiu ao átomo o formato esférico e acreditava serem esses maciços (semelhança com uma bola de bilhar). Abaixo, temos uma representação de alguns elementos: Elemento Alquimistas Dalton Ouro G Obs.: G = Gold (ouro em inglês) Naquela época não se conheciam muitos elementos químicos; e, a proposta de Dalton foi uma tentativa de unificar a representação dos elementos conhecidos. A teoria de Dalton contribuiu para esclarecer as leis de Lavoisier - Conservação das Massas e Proust - Proporções Definidas. Dalton também irá contribuir com uma lei ponderal; a lei das Proporções Múltiplas. “Ao se fixar a massa de uma substância A e combinar com massas diferentes de uma substância B, as massas de B apresentarão uma relação de números inteiros e pequenos.” Obs.: Vejam o vídeo do YouTube sobre o modelo de Dalton. www.youtube.com/watch?v=PUu_Wv HQT18 http://www.youtube.com/watch?v=e7xG3 TvepUQ&NR=1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO COLÉGIO DE APLICAÇÃO Disciplina: Química Série: 9ª Série Professor:Ana Maria 3 TEORIA ATÔMICA DE THOMSON Natureza elétrica da matéria Quando se fricciona uma caneta de plástico sobre o cabelo, observa-se que ao se aproximar pequenos pedaços de papel, esses são atraídos pelo pente. Quando se atrita duas hastes de borracha em um tecido de lã e em seguida as aproximamos, observa-se que elas vão se repelir. O mesmo fato pode ser observado com duas hastes de vidro. Esses fenômenos ocorreram devido à eletrização dos objetos (adquiriram cargas elétricas). A atração do papel pelo pente ocorreu porque as cargas elétricas desses materiais eram diferentes e a repulsão entre as hastes de borracha foi devido ao fato de ambas estarem carregadas com a mesma carga. O fenômeno de atração pode ser observado na figura 1 e o de repulsão na figura 2. Figura 1 Figura 2 (Fonte: www.cjtmidia.com/quimicaavancada/ano01/10. html) O fenômeno da eletricidade foi observado desde a antiguidade; atribuindo-se a Tales de Mileto (640 a.C.- 546 a.C.) a primeira por descobrir que ao atritar âmbar com lã, esta atría objetos leves (penas, cabelo, palha). Na antiguidade houve propostas para explicar esse fenômeno, sendo uma delas a emissão de uma substância pelo âmbar que denominou-se eflúvio; esta, teria a propriedade de atrair os objetos. A eletricidade foi objeto de investigação por muitos, podendo-se citar William Gilbert, no século XVI, que inventou um aparelho, o versorium (figura 3) que era uma seta de madeira suspensa em um suporte, o que lhe permitia girar livremente quando se aproximava objetos que haviam sido atritados. Figura 3 (Fonte: www.sparkmuseum.com/ELECTROSCOPE.H TM) Gilbert realizou muitas experiências e sempre observava o fenômeno de atração. A repulsão entre corpos foi observada pelo jesuíta Nicolo Cabeo. Benjamim Franklin, no século XVIII, explica o fenômeno da eletricidade pela existência de duas cargas elétricas que denominou de positiva ( + ) e negativa ( - ). No campo da eletricidade muito foi pesquisado sobre a natureza elétrica da matéria, sendo importante citar a criação da pilha (figura 4) por Alessandro Volta, no século XIX. Figura 4 (Fonte:www.profviseu.com) (Fonte: www. cq.ufam.edu.br) http://www.cjtmidia.com/quimicaavancada/ano01/10.html http://www.cjtmidia.com/quimicaavancada/ano01/10.html http://www.sparkmuseum.com/ELECTROSCOPE.HTM http://www.sparkmuseum.com/ELECTROSCOPE.HTM UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO COLÉGIO DE APLICAÇÃO Disciplina: Química Série: 9ª Série Professor:Ana Maria 4 O Modelo de Thomson Na segunda metade do século XIX, é desenvolvido por Crookes um equipamento para estudo da condução elétrica por gases, o tubo de raios catódicos (figura 5). Figura 5 (Fonte: www. abrr.hpg.com.br ) Esse equipamento foi confeccionado de vidro ou quartzo e dentro dele foi feito o vácuo. Possui duas placas metálicas ligadas a uma fonte de tensão elétrica. Uma delas é ligada ao pólo negativo (denominado de catodo) e a outra, ao pólo positivo (denominado de anodo). Quando a tensão entre o catodo e o anodo fica bem elevada surge um feixe luminoso saindo do catodo em direção ao anodo. Esse feixe foi denominado de "raios catódicos". Thomson realizando experimentos com o tubo de raios catodicos faz várias observações provando que os raios eram constituídos por um fluxos de partículas de cargas negativas que denominou de ''elétrons''. Resumindo-se os experimentos de Thomson, pode-se observar na figura 6, que os raios se propagam em linha reta; na figura 7 os raios desviam-se do campo (-) para o (+), são partículas de carga (-) e na figura 8 pode-se observar que os raios são partículas (têm massa), pois movimentam um molinete de mica. Figura 6 Figura 7 Figura 8 (Fonte:www. monografias.com) Esses resultados levaram Thomson a conclusão de que essas partículas pertenciam aos átomos e as denominou de életrons. De posse desses resultados, Thomson propôs um novo modelo atômico, que ficou conhecido como “pudim de passas”. Segundo ele, o átomo era maciço, esférico e descontínuo. Era constituído por um fluido carregado positivamente, sendo as cargas negativas dispersas nele. As figuras 9 e 10 mostram representações desse modelo. UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO COLÉGIO DE APLICAÇÃO Disciplina: Química Série: 9ª Série Professor:Ana Maria 5 Figura 9 (Fonte: estudegrupo.wordpress.com/.../) Figura 10 (Fonte: educaceara.blogspot.com/2009_12_28_archive. htm) CARACTERÍSTICAS ATÔMICAS O átomo é um sistema eletricamente neutro. total de cargas positivas (+) = total de cargas negativas (-) Cargas positivas são os prótons Cargas negativas são os elétrons Mas o átomo também possui partículas quenão possuem cargas elétricas. São os nêutrons. Nêutron carga nula ♦Como os átomos são caracterizados ? Átomos são caracterizados pela carga do núcleo; ou seja, pelo número de prótons. Número de prótons = Número atômico (Z) = quantidade de prótons que existe no núcleo do átomo. Ex.: Cálcio (Ca); Z = 20, tem 20 prótons Magnésio (Mg); Z = 12, tem 12 prótons Flúor (F); Z = 9, tem 9 prótons Moseley – Físico que realizou experimentos de bombardeamento com raios X em diferentes elementos químicos (diferentes tipos de átomos); e, verificou que o comportamento deles era relacionado à quantidade de cargas + (prótons) existentes no núcleo. ♦ Elemento químico é o conjunto de átomos que apresentam o mesmo número atômico (Z). ♦ Número de massa (A) é definido como a soma de prótons e nêutrons que existem no núcleo atômico. A = Z + n Ex.: Hélio (He) tem 2 prótons e 2 nêutrons. Nº atômico do He (Z) = 2 Nº de massa do He (A) = Z + n: A = 2+2; A = 4 Ferro (Fe) tem 26 prótons e 30 nêutrons. A = Z + n: A = 26 + 30; A = 56 Representação de Elemento Químico ♦São ordenados em função do número atômico (Z). ♦Estão arrumados na Tabela Periódica, representados por símbolos (letras), segundo a IUPAC (União Internacional de Química Pura e Aplicada). Ex.: ou Hg 200 80 80 Hg 200 ou Mg 24 12 Mg 24 12 http://estudegrupo.wordpress.com/2010/04/06/parte-1-modelo-atomico/ http://educaceara.blogspot.com/2009_12_28_archive.html http://educaceara.blogspot.com/2009_12_28_archive.html UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO COLÉGIO DE APLICAÇÃO Disciplina: Química Série: 9ª Série Professor:Ana Maria 6 Ne 20 10Na 23 11 + O 16 8 -2 p n e- = = = 11 12 10 p n e- = = = 10 10 10 p n e- = = = 8 8 10 ÍONS São espécies químicas que apresentam o número de prótons diferente do número de elétrons. Os íons podem ser: ♦ Positivo -Têm a qtd. de prótons > qtd. de elétrons. São denominados cátions. Ex.: O átomo de Mg tem p=12 e e - =12 O íon Mg ++ tem p=12 e e - =10. O Mg ++ é um cátion bivalente. ♦ Negativo-Têm a qtd. de prótons < qtd. de elétrons. São denominados ânions. Ex.: O átomo de Cl tem p=17 e e- =17 O íon Cl-, tem p=17 e e-=18. O Cl- é um ânion monovalente. SEMELHANÇAS ATÔMICAS ♦ ISÓTOPOS Experimentos radioativos realizados por Soddy mostraram que um elemento químico pode ser constituído por uma mistura de átomos de mesmo Z mas com A diferentes. Esses átomos foram denominados de isótopos. Os isótopos estão localizados no mesmo lugar na Tabela Periódica. Ex.: 12 C (p=6, e-=6, n=6) 13 C (p=6, e-=6, n=7) ♦ ISÓBAROS São átomos que têm diferentes Z e mesmo A. São átomos de elementos químicos diferentes. Ex.: O Ca tem p=20, e-=20, n=20. O Ar tem p=18, e-=18, n=22. ♦ ISÓTONOS São átomos que têm o mesmo número de nêutrons (n), porém Z e A são diferentes. São átomos de Elementos Químicos diferentes. Ex.: ♦ ISOELETRÔNICOS Podem ser átomos ou íons. São espécies químicas que apresentam a mesma quantidade de elétrons. Ex.: EXERCÍCIOS 01-Um átomo de um elemento X apresenta 23 partículas nucleares das quais 12 possuem carga elétrica igual a zero. Com base nessas informações podemos afirmar que esse átomo X possui: (Obs.: p = prótons; n = nêutrons; e - = elétrons) a) p = 23; n = 12; e- = 12 b) p = 23; n = 12; e- = 23 c) p = 12; n = 11; e- = 11 d) p = 11; n = 12; e- = 11 e) p = 11; n = 12; e - = 12 02-(PUC-MG) Assinale a carga de um íon que contém 13 prótons, 10 elétrons e 15 nêutrons. a) 3+ b) 1+ c) 1- d) 3- 03-(UFRJ-RJ) Considere um átomo cujo número atômico é igual a 19, que forma cátion ao participar de reações químicas e que apresenta 20 nêutrons. Seus números de elétrons, prótons e de massa são, respectivamente, a) 18 e- ; 19 p; 37 b) 19 e- ; 19 p; 37 c) 19 e- ; 189 p; 39 d) 19 e- ; 19 p; 39 e) 18 e- ; 19 p; 39 04-(PUC-RS) A espécie química que apresenta 52 prótons, 75 nêutrons, 54 elétrons é: a) 52 Cr+2 b) 112 Cd+2 c) 186 Re-2 d) 131 Xe e) 127 Te-2 Mg 26 12 p=12 n=14 e-=12 Z=12 A=26 Si28 14 p=14 n=14 e-=14 Z=14 A=28 UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO COLÉGIO DE APLICAÇÃO Disciplina: Química Série: 9ª Série Professor:Ana Maria 7 X A Z Na11 23 K19 39 Po84 210 U92 238 O8 16 Br35 79 Ba 56 137 Au79 197 Fe26 56 F 19 9 Cl17 35 1- F 19 9 O8 16 2- Na11 23 1+ Mg 12 24 2+ ;; ; ;S 32 16 ; Pt 78 195 ;;Cu27 59 Al 13 27 3+ F 19 9 Na11 23 K19 39 O8 161- F 19 9 O8 16 2- Na11 23 1+ Al 13 27 3+ - - - - - - - 05-(IME-RJ) Sejam os elementos 63 A 150 , B e C de números atômicos consecutivos e crescentes na ordem dada. Sabendo que A e B são isóbaros e que B e C são isótonos, podemos concluir que o número de massa do elemento C é igual a : a) 150 b) 64 c) 153 d) 65 e) 151 06- Dois átomos A e B são isóbaros. A tem número de massa 4x + 5 e número atômico 2x + 2 e B tem número de massa 5x -1. O número atômico, o número de massa, o número de nêutrons e o número de elétrons do átomo A correspondem, respectivamente, a: a) 14, 29, 14 e 15 b) 29, 15, 14 e 15 c) 29, 15, 15 e 14 d) 14, 29, 15 e 14 e) 29, 14, 15 e 15 07-A, B e C têm números de massa consecutivos, B é isótopo de A e A é isótono de C. B tem 21 nêutrons, e C tem 22 prótons. Determine os números atômicos e de massa de A, B e C. 08- Sabe-se que os elementos químicos são representados por: onde A representa o número de massa e Z o número atômico. Também verifica-se que A = p + n (p = prótons e n = nêutrons); e Z = p. Dados os elementos químicos abaixo, determine os valores de A, Z, p, n e o total de elétrons (e-) que apresentam. 09- Como você define cátion? 10- Como você define ânion? 11- Dados os elementos abaixo, faça um círculo nos cátions e um triângulo nos ânions. 12- Qual o total de elétrons das espécies químicas representados abaixo: 13- Quantos símbolos de elementos químicos você encontra na palavra PERNAMBUCO da esquerda para a direita? (Dados: Verifique de forma que não haja repetição de letras, nem troca de lugar entre elas.) UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO COLÉGIO DE APLICAÇÃO Disciplina: Química Série: 9ª Série Professor:Ana Maria 8 O MODELO DE RUTHERFORD Em 1911, Ernest Rutherford realizou uma experiência (figura 11) que modificaria a idéia de que o átomo seria uma estrutura maciça e indivisível. Devido aos resultados dessa experiência, Rutherford propôs um novo modelo para o átomo. Figura 11 (Fonte: www.cjtmidia.com/quimicaavancada/) Na experiência Rutherford bombardeou uma fina lâmina de ouro (Au) (espessura de 0,0001 cm) com partículas α (alfa), emitidas por uma fonte do elemento polônio (Po). As partículas α foram direcionadas para colidirem com a lâmina de ouro; e, poderiam ser detectadas quando colidissem com uma lâmina de sulfeto de zinco (ZnS). Rutherford observou que a maioria das partículas α atravessaram a lâmina de ouro sem sofrer desvios na trajetória. Outras sofreram desvios. Devido a isso, Rutherford fez algumas proposições que contestavam a idéia de ser o átomo maciço. Proposições de Rutherford: O átomo apresenta uma região central (núcleo), onde estão situadas as partículas de carga elétrica positiva (prótons). No núcleo está concentrada a massa do átomo (uma vez que a massa do elétron se considera desprezível). Os elétrons se localizam na eletrosfera, região em volta do núcleo. Os elétronsestão em movimento em volta do núcleo (semelhante ao sistema planetário). Esse modelo ficou conhecido como Modelo Planetário (figura 12). O modelo foi criticado por não explicar o que impedia os elétrons de serem atraídos para o núcleo, já que lá estavam localizadas as partículas positivas. Figura 12 (Fonte: www.cjtmidia.com/quimicaavancada/) UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO COLÉGIO DE APLICAÇÃO Disciplina: Química Série: 9ª Série Professor:Ana Maria 9 O MODELO DE RUTHERFORD - BOHR Niels Bohr criou um novo modelo atômico, em 1913, baseado em espectros de emissão. A física clássica não explicava o comportamento de coisas muito pequenas, tais como o átomo. Mas, em 1900 surge uma nova teoria, denominada teoria dos quanta. De acordo com essa teoria, a energia se propagava de forma descontínua; ou seja, como pacotes de energia que foram denominados quantum. Niels Bohr fundamentou o seu modelo atômico na teoria dos quanta de Max Planck. Em estudos com moléculas de hidrogênio, Bohr propõe um novo modelo atômico em função dos estudos de De Broglie, Planck e outros. A partir daí o elétron não é mais visto como partícula, mas como onda. POSTULADOS DE BOHR 1. Em um átomo são permitidas órbitas circulares, onde o elétron apresenta energia constante. 2. O elétron assume valores de energia determinados que correspondem às órbitas permitidas (níveis de energia ou camadas energéticas). 3. Um elétron localizado na sua órbita, não ganha nem perde energia. Ele se encontra no estado estacionário. 4. Um elétron pode absorver energia (em unidades discretas – quanta) de uma fonte externa. 5. O elétron ao absorver um quantum de energia, ele pula para uma órbita mais externa (mais afastada do núcleo). Diz-se que o elétron realizou um salto quântico; está no estado excitado. 6. Quando o elétron retorna a sua órbita (menor energia) ele perderá a energia absorvida (corresponde a diferença entre a energia que ele possuía e a que ele recebeu da fonte externa) na forma de onda eletromagnética (emissão de fóton) No modelo atômico de Rutherford - Böhr, o átomo possui um núcleo (região com carga elétrica positiva – prótons) e os elétrons encontram-se distribuídos em torno do núcleo (na eletrosfera), em níveis de energia ou camadas (órbitas). Na figura 13, tem-se uma representação do salto quântico segundo os postulados de Bohr. Figura 13 (Fonte: pt.wikipedia.org) UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO COLÉGIO DE APLICAÇÃO Disciplina: Química Série: 9ª Série Professor:Ana Maria 10 O MODELO ATÔMICO ATUAL O modelo proposto por Bohr trouxe um avanço ao considerar níveis quantizados de energia, mas ainda apresentava inúmeros problemas. O modelo atômico atual é um modelo matemático- probabilístico que se baseia em dois princípios : - Princípio da Incerteza de Heisenberg: é impossível determinar com precisão a posição e a velocidade de um elétron num mesmo instante. - Princípio da Dualidade da matéria de Louis de Broglie: o elétron apresenta característica DUAL, ou seja, comporta-se como matéria e energia sendo uma partícula-onda. Erwin Schröndinger (1887 - 1961) fundamentado nestes dois princípios criou o conceito de Orbital. Orbital é a região onde é mais provável encontrar um életron. Dirac calculou estas regiões de probabilidade e determinou os quatro números quânticos, que são: principal (n), secundário (l), magnético (ml) e spin (s). Número quântico principal (n): indica o nível de energia do elétron no átomo. Entre os átomos conhecidos em seus estados fundamentais, n varia de 1 ao ∞ (infinito); mas para os átomos conhecidos atualmente, n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. O número máximo de elétrons em cada nível é dado por 2.n 2 Para os átomos conhecidos a distribuição eletrônica ocorre de acordo com a figura 14 (Fonte: diaadia.pr.gov.br) Figura 14 Número quântico secundário ou azimutal (l): indica a energia do elétron no subnível. Entre os átomos conhecidos em seus estados fundamentais, l varia de 0 a 3 e esses subníveis são representados pelas letras s, p, d, f, respectivamente. A quantidade máxima de elétrons em cada subnível é dado por 2 (2 .l + 1): Na tabela 1 temos um exemplo de aplicação dessa fórmula. Tabela 1 – Relação entre subnível e nº quântico (Fonte: mundoeducacao.com.br) Orbital: É a região mais provável onde o elétron pode ser localizado. Em cada orbital localizam-se no máximo 2 elétrons. Orbital x subnível: Há 1 orbital no subnível s, 3 no subnível p, 5 no subnível d e 7 no subnível f. http://www.mundodoquimico.hpg.ig.com.br/incerteza%20de%20heisenberg.htm http://www.mundodoquimico.hpg.ig.com.br/incerteza%20de%20heisenberg.htm http://www.mundodoquimico.hpg.ig.com.br/dualidade.htm http://www.mundodoquimico.hpg.ig.com.br/dualidade.htm UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO COLÉGIO DE APLICAÇÃO Disciplina: Química Série: 9ª Série Professor:Ana Maria 11 A forma dos orbitais dos subníveis s e p encontra-se na figura 15. Orbitais p e s (Fonte: qpcpesquisa.com) Figura 15 Na figura 16, tem-se a representação dos orbitais 1s, px, py e pz. Orbital s Orbitais p (Fonte: oescolar.wordpress.com) Figura 16 Os orbitais d - Consistem em cinco orbitais, representados por: dx , dy , dz , dx 2 - y 2 e dz 2 No átomo isolado, todos eles têm energias equivalentes. Na figura 17, tem-se a representação dos orbitais d Os orbitais f são mais complexos que os orbitais d. Eles são importantes para a química dos elementos lantanídeos e actinídeos. Na figura 18, têm-se as representações dos orbitais f. Orbitais d (Fonte: oescolar.wordpress.com) Figura 17 Orbitais f (Fonte: cq.ufam.edu.br) Figura 18 UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO COLÉGIO DE APLICAÇÃO Disciplina: Química Série: 9ª Série Professor:Ana Maria 12 Diagrama de Pauling: Descreve a distribuição eletrônica dos níveis e subníveis em ordem crescente de energia. Obs.:Um subnível deve ser completamente preenchido para depois iniciar o seguinte. Na figura 19, tem-se a representação do diagrama de Pauling e os subníveis com a quantidade máxima de elétrons que suportam. (Fonte: domfeliciano-sec.dyndns.org) Figura 19 Para o 26Fe que apresenta um total de 26 elétrons, tem-se a distribuição eletrônica: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6 , onde o índice representa o número de elétrons em cada subnível. É importante lembrar que para átomos no estado fundamental, o total de elétrons é igual ao de prótons. Para o íon (átomo que recebeu ou perdeu elétrons) 26Fe 2+ , temos a seguinte distribuição eletrônica: Para o íon (átomo que recebeu ou perdeu elétrons) 26Fe 2+ , tem-se a seguinte distribuição eletrônica: (Fonte: vestibulandoweb.com.br) Observe: A perda ou ganho de elétrons não ocorre na camada eletrônica mais energética, mas na camada mais externa, denominada de camada de valência (C.V). Ordem de prenchimento de subníveis pela energia (Fonte: fortunecity.com) UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO COLÉGIO DE APLICAÇÃO Disciplina: Química Série: 9ª Série Professor:Ana Maria 13Exercícios: 1. Faça a distribuição eletrônica para os átomos de 11Na; 9F; 8O e 3Li. 2. Faça a distribuição eletrônica para os íons 11Na 1+ ; 9F 1- ; 8O 2- e 3Li 1+ . 3. Quais destas espécies químicas são ânions? 4. Quais dessas espécies químicas são cátions? 5. Dê o nome de cada um dos elementos químicos presentes no exercício 1. (Fonte: brasilescola.com) (Fonte: mundoeducacao.com.br) Diagrama da energia relativa dos sub- níveis atômicos (Fonte: plato.if.usp.br) UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO COLÉGIO DE APLICAÇÃO Disciplina: Química Série: 9ª Série Professor:Ana Maria 14 EXCEÇÕES NA DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA DOS ELEMENTOS QUÍMICOS. Existem átomos que não seguem totalmente a ordem de preenchimento dos elétrons nos subníveis (ao final da distribuição eletrônica). Isso é devido ao fato de que alguns subníveis apresentam energia muito próxima, tais como o 4s e o 3d. A simetria da distribuição de elétrons nos níveis e subníveis também contribuem para essas exceções. Ex.: Distribuição eletrônica do elemento Cobre no estado fundamental (29Cu). 29Cu – 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 9 Essa é a distribuição dos elétrons que faríamos para o Cu no estado fundamental. Mas devido às questões que foram citadas anteriormente, o Cu ficará com a seguinte distribuição eletrônica: 29Cu – 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 10 . Caso semelhante pode-se exemplificar para o Cromo e o Molibdênio: Cromo (24Cr) 24Cr – 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 4 ficará 24Cr – 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 5 Molibdênio (42Mo) 42Mo – 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 4 ficará 42Mo – 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 1 4d 5 UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO COLÉGIO DE APLICAÇÃO Disciplina: Química Série: 9ª Série Professor:Ana Maria 15 TABELA PERIÓDICA A HISTÓRIA DA TABELA PERIÓDICA OBSERVAÇÕES GERAIS: ♦ouro (Au), prata (Ag), estanho (Sn), cobre (Cu), chumbo (Pb) e mercúrio (Hg) são elementos químicos conhecidos desde a antiguidade. ♦A primeira descoberta científica de um elemento qímico,ocorreu em 1669 pelo alquimista Henning Brand. O elemento que ele , descobriu foi o fósforo (P). ♦Após 200 anos verifica-se aumento do conhecimento relativo a: -Propriedades dos elementos e dos seus compostos. -Novos elementos são descobertos. -Cientistas iniciam investigação de modelos para identificar as propriedades e métodos de classificação dos elementos . ♦Primeira classificação: - Divisão dos elementos em metais e não-metais. - Previsão das propriedades de outros elementos (metais ou não metais). TRÍADES DE DÖBEREINER Johann W. Döbereiner, em 1829, teve a primeira idéia de agrupar os elementos em grupos de três - ou tríades. Tríades – Foram separadas pelas massas atômicas com propriedades químicas muito semelhantes. ♦A massa atômica do elemento central da tríade = média das massas atômicas do primeiro e terceiro membros. Problemas: Existiam metais que não podiam ser agrupados em tríades. ♦As tríades: - Cl, Br e I MBr= 35,5 + 126,9 / 2 = 81,2 - Li, Na e K MNa= 6,9+ 39,1 / 2 = 23 PARAFUSO TELÚRICO DE CHANCOURTOIS ♦Em 1863, A. E. Béguyer de Chancourtois, um geólogo, arruma os elementos, em ordem crescente de suas massa atômica, numa espiral traçada nas paredes de um cilindro,. Observa-se que os elementos com propriedades semelhantes localizam-se numa linha vertical. 1862 - O parafuso telúrico de Chancourtois (Fonte:www.dqi.ufms.br/~lp4/ELEMENTOS.PDF) LEI DAS OITAVAS DE NEWLANDS ♦Em 1864, o inglês John A.R. Newlands (professor de química no City College em Londres), sugere que os elementos sejam arranjados num modelo periódico de oitavas, na ordem crescente de suas massas atômicas, arrumados em linhas horizontais. O oitavo elemento apresentava propriedades semelhantes ao primeiro elemento, o nono elemento apresentava propriedades semelhantes ao segundo e assim sucessivamente, verificando-se uma relação periódica. UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO COLÉGIO DE APLICAÇÃO Disciplina: Química Série: 9ª Série Professor:Ana Maria 16 Comparou o fenômeno a escala musical. (analogia com os sete intervalos da escala musical – (Dó–Ré-Mi-Fá-Só-Lá-Si). 1864 - A leis das oitavas de Newlands (Fonte:www.dqi.ufms.br/~lp4/ELEMENTOS.PDF) TABELA DE MENDELEYEV ♦Dimitri Ivanovitch Mendeleyev criou a base da classificação periódica moderna. Ele registrou as propriedades dos elementos químicos conhecidos em um fichário e verificou que organizando os elementos em ordem crescente de suas massas, após determionados intervalos, apareciam elementos com propriedades semelhantes. Ele observou uma periodicidade. Em 1869, Mendeylev organiza os elementos em uma tabela, onde os que possuem propriedades semelhantes são localizados numa mesma coluna. A tabela de Mendeleyev observavam-se: - Elementos químicos arrumados em ordem crescente de suas massas atômicas. - Elementos químicos distribuídos em oito colunas verticais e doze faixas horizontais. - Propriedades dos elementos químicos variavam periodicamente com aumento da massa atômica. - Previsão de elementos que não haviam sido descobertos. A seguir, tem-se a tabela criada por Mendeleyev. Obs.: Os símbolos no topo de cada coluna são as fórmulas moleculares escritas no estilo do século XIX. 1872 - A tabela periódica de Mendeleyev (Fonte:www.dqi.ufms.br/~lp4/ELEMENTOS.PDF) ♦Um outro cientista que também contribuiu para a classificação periódica foi o alemão Lothar Meyer. O seu trabalho ocorreu simultâneo ao de Mendeleyev. Meyer tentou organizar os elementos em uma tabela, pois observa uma relação de periodicidade entre os volumes atômicos e as massas dos elementos. Como Mendeleyev chegou a um grau de precisão científica não atingida por seus colegas, pode-se supor que a periodicidade dos elementos e a idéia da organização de uma tabela tenham sido associadas ao seu nome. A DESCOBERTA DO NÚMERO ATÔMICO ♦Em 1913, o cientista britânico Henry Moseley descobriu que o número de prótons no núcleo de um determinado átomo, era sempre o mesmo e, aplicou essa idéia para o número atômico de cada átomo. Devido ao seu trabalho, a tabela periódica moderna esta baseada no número atômico dos elementos. UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO COLÉGIO DE APLICAÇÃO Disciplina: Química Série: 9ª Série Professor:Ana Maria 17 Sólido Líquido T A B E L A P E R I Ó D I C A Gás Sintetizados 91 Protactínio n o Atômico/Nome Fajans e Gohring 1913 Descobridor 1 1A 2,8,18,32,20,9,2 Elétrons nas Camadas 1230 | -- Fusão/Ebulição(°C) 18 0 H 2 2A 231,0359 Peso Atômico 1,5 Eletronegatividade 13 3A 14 4A 15 5A 16 6A 17 7A He Li Be [Rn]5f2,6d1,7sConfiguração Eletrônica* B C N O F Ne Na Mg 3 3B 4 4B 5 5B 6 6B 7 7B 8 8B 9 8B 10 8B 11 1B 12 2B Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba La/Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra Ac/Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt - - - Lantanídios La Ce Pr Nd Pm Sm EuGd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Actinídios Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr * Em função das limitações do JavaScript, os números da configuração eletrônica não estão apresentados em sobrescrito, como seria o correto. * Utilize Netscape 3.0 ou Explorer 4.0 para melhor visualização deste site. Conclusão: ♦Os átomos estão organizados na tabela periódica de acordo com o aumento do número atômico. AS ÚLTIMAS MODIFICAÇÕES A última modificação na tabela periódica, resultou do trabalho de Glenn Seaborg na década de 50. À partir da descoberta do plutônio em 1940, Seaborg descobriu todos os elementos transurânicos (do número atômico 94 até 102). Reconfigurou a tabela periódica colocando a série dos actnídeos abaixo da série dos lantanídeos. Em 1951, Seaborg recebeu o Prêmio Nobel em química pelo seu trabalho. O elemento 106 tabela periódica é chamado seabórgio, em sua homenagem. O atual sistema de numeração dos grupos da tabela periódico é uma recomendação da União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC). A numeração é feita em algarismos arábicos de 1 à 18, iniciando a numeração da esquerda para a direita. O grupo 1 é o dos metais alcalinos (antes IA) e o 18 o dos gases nobres (antes 0). Na Tabela Periódica moderna, os elementos são colocados em ordem crescente de número atômico. Para obter mais informações, entrem nos sites indicado a seguir: http://www.cdcc.sc.usp.br/quimica/tabela_apres.html http://www.tabela.oxigenio.com/ Sobre as Propriedades dos elementos químicos na tabela, consulte o site abaixo: http://www.ca.ufsc.br/qmc/tabela/tabela.html (Fonte:http://www.cdcc.sc.usp.br/quimica/tabelaperiodica/t abelaperiodica1.htm) ELEMENTOS REPRESENTATIVOS Distribuição eletrônica da camada de valência nas famílias dos elementos representativos. (Fonte:http://www.portalsaofrancisco.com.br) http://www.tabela.oxigenio.com/ UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO COLÉGIO DE APLICAÇÃO Disciplina: Química Série: 9ª Série Professor:Ana Maria 18 ELEMENTOS DE TRANSIÇÃO Distribuição eletrônica da camada de valência nas famílias dos elementos de transição. (Fonte:http://www.portalsaofrancisco.com.br)