M12
3.3. Propriedades periódicas
dos elementos representativos
Conteúdos
3.3. Propriedades periódicas
dos elementos representativos
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O raio atómico
O raio iónico
A energia de ionização
Propriedades do elemento versus propriedades
da substância elementar
Síntese de conteúdos
Diagrama de conteúdos
3.3. Propriedades periódicas dos elementos representativos
Que propriedades periódicas se podem estudar na Tabela Periódica?
A grande vantagem da organização dos elementos na Tabela Periódica é permitir
inferir as propriedades de um dado elemento a partir da sua posição.
Algumas dessas propriedades, designadas por propriedades periódicas, variam à
medida que o número atómico de um elemento químico aumenta, ou seja,
assumem valores que crescem ou decrescem ao longo de cada grupo/período.
3.3. Propriedades periódicas dos elementos representativos
Que propriedades periódicas se podem estudar na Tabela Periódica?
A interpretação destas propriedades depende da força elétrica entre
os eletrões (cargas negativas) e os protões (cargas positivas) que se
encontram no núcleo.
A intensidade da força elétrica depende da distância entre os
eletrões de valência e o núcleo e ainda do número atómico.
Entre as propriedades periódicas mais importantes encontram-se o
raio atómico e a energia de ionização.
3.3. Propriedades periódicas dos elementos representativos
Que propriedades periódicas se podem estudar na Tabela Periódica?
Causas que
provocam variação
da intensidade da
força elétrica e
seus efeitos
3.3. Propriedades periódicas dos elementos representativos
O raio atómico
O raio atómico é uma propriedade do elemento que permite inferir, por
exemplo, sobre a probabilidade de dois elementos surgirem juntos na
Natureza. Geralmente, os elementos que se agrupam possuem
volumetrias e raios semelhantes.
Para determinar o raio dos átomos temos de os
comparar a esferas sólidas, no entanto, os átomos
não são esferas sólidas – o modelo atómico da
nuvem eletrónica prevê flutuações no volume do
átomo, o que torna o raio atómico um conceito difícil
de definir.
Em contrapartida, a distância entre dois átomos é
mais fácil de se medir, pois os átomos, com exceção
dos gases nobres, não se encontram isolados, mas
sim formando moléculas, estruturas cristalinas ou
agregados de átomos.
3.3. Propriedades periódicas dos elementos representativos
O raio atómico
Raio atómico covalente é metade da distância entre os núcleos de dois átomos
do mesmo elemento que constituem uma molécula diatómica, X2.
Genericamente, o raio atómico aumenta ao longo do grupo (de cima para
baixo) e diminui ao longo do período (da esquerda para a direita).
3.3. Propriedades periódicas dos elementos representativos
O raio atómico: variação ao longo do grupo e do período
3.3. Propriedades periódicas dos elementos representativos
O raio atómico
Variação do raio atómico com o número atómico (Z)
ao longo de vários períodos
3.3. Propriedades periódicas dos elementos representativos
O raio iónico
O raio de um ião corresponde ao raio da forma iónica principal que um
determinado átomo tem tendência a formar.
Mede-se a partir da distância entre o ião positivo (catião) e o ião negativo
(anião), num cristal iónico.
O raio do catião será menor que o raio do átomo que lhe
deu origem e será tanto menor quanto maior a carga
elétrica do ião positivo.
O raio do anião será maior que o raio do átomo que lhe
deu origem e será tanto maior quanto maior a carga
elétrica do ião negativo.
3.3. Propriedades periódicas dos elementos representativos
A energia de ionização
A energia de ionização é a energia mínima necessária para remover um eletrão
de um átomo no estado gasoso e fundamental.
Assim, quanto maior for a energia de ionização, maior é a dificuldade para se
remover o eletrão.
A energia de ionização tende a aumentar ao longo do período (da esquerda para
a direita) e a diminuir ao longo do grupo (de cima para baixo).
3.3. Propriedades periódicas dos elementos representativos
A energia de ionização: variação ao longo do grupo e do
período
3.3. Propriedades periódicas dos elementos representativos
A energia de ionização
Variação da energia de ionização com o número
atómico (Z) ao longo de vários períodos
3.3. Propriedades periódicas dos elementos representativos
A energia de ionização
Os átomos transformam-se em iões para adquirir uma configuração eletrónica
quimicamente estável (8 eletrões na generalidade dos casos ou 2 nos átomos
de menor dimensão), que corresponde à configuração eletrónica do gás nobre
de número atómico imediatamente anterior a cada átomo.
Distribuição eletrónica mais estável e respetivo ião formado para os grupos 1, 2, 16, 17 e 18.
3.3. Propriedades periódicas dos elementos representativos
A energia de ionização
Assim, dada a sua configuração eletrónica de valência:
 átomos de elementos metálicos adquirem uma configuração eletrónica
mais estável de gás nobre, transformando-se em iões positivos;
 átomos de elementos não metálicos adquirem uma configuração eletrónica
mais estável de gás nobre, transformando-se em iões negativos.
3.3. Propriedades periódicas dos elementos representativos
Propriedades do elemento versus propriedades da
substância elementar
Analisando com atenção a Tabela Periódica, podemos verificar que:
 algumas das informações apresentadas, tais como o símbolo químico, o
número atómico, a massa atómica relativa, a configuração eletrónica, o raio
atómico e a 1.ª energia de ionização, são referentes aos elementos químicos
respetivos;
 outras informações dizem respeito às substâncias elementares
correspondentes a cada elemento (substâncias constituídas por átomos de um
mesmo elemento), tais como o estado físico, o ponto de fusão, o ponto de
ebulição e a densidade.
3.3. Propriedades periódicas dos elementos representativos
Propriedades do elemento versus propriedades da
substância elementar
Exemplo: propriedades do elemento zinco (Zn) e da substância elementar
zinco metálico (Zn(s)).
3.3. Propriedades periódicas dos elementos representativos
Propriedades do elemento versus propriedades da
substância elementar
Propriedades físicas das substâncias metálicas e não metálicas
3.3. Propriedades periódicas dos elementos representativos
Propriedades do elemento versus propriedades da
substância elementar
Para identificar ou avaliar o grau de
pureza de uma substância (elementar
ou composta), os químicos usam
frequentemente como técnicas a
medição das propriedades físicas
como o ponto de fusão, o ponto de
ebulição e/ou a densidade.
Por comparação dos valores obtidos
experimentalmente com os valores
tabelados para a mesma substância,
é possível identificá-la ou avaliar se a
substância em estudo apresenta
impurezas ou não.
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Síntese de conteúdos
Entre as propriedades periódicas mais importantes dos elementos na TP,
realçam-se o raio atómico e a energia de ionização.
Genericamente, o raio atómico aumenta ao longo do grupo, de cima para
baixo (maior número de camadas; maior distância ao núcleo; menor atração
núcleo-nuvem eletrónica; maior raio) e diminui ao longo do período, da
esquerda para a direita (igual número de camadas; maior carga nuclear
efetiva; maior atração núcleo-nuvem eletrónica; menor raio).
A primeira energia de ionização (energia necessária para extrair o eletrão
mais energético) varia de forma oposta ao raio atómico. Aumenta, em geral,
ao longo de um período, da esquerda para a direita, e diminui ao longo de
um grupo, de cima para baixo.
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Síntese de conteúdos
Os átomos transformam-se em iões para adquirir uma configuração
eletrónica mais estável (configuração de gás nobre). Enquanto os metais têm
tendência a libertar eletrões (transformando-se em catiões), os não metais
têm tendência em captar eletrões (convertendo-se em aniões), para adquirir a
configuração eletrónica de gás nobre.
Os elementos incluídos na família dos metais alcalinos são os que mais
facilmente libertam o eletrão mais energético, por estar sozinho na camada de
valência (elementos mais reativos), enquanto os gases nobres não têm
tendência em libertar os seus eletrões de valência, uma vez que possuem a
última camada completa (possuem baixa reatividade).
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Síntese de conteúdos
Enquanto algumas das propriedades apresentadas na TP, como o símbolo
químico, o número atómico, a massa atómica relativa, a configuração
eletrónica, o raio atómico e a 1.ª energia de ionização são referentes aos
elementos químicos respetivos, outras características, tais como o estado
físico, o ponto de fusão, o ponto de ebulição e a densidade, dizem respeito às
substâncias elementares correspondentes a cada elemento.
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Diagrama de conteúdos
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Diagrama de conteúdos
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