Química
Fábio Loures Peralva
Leandro Leal Siqueira
Engenharia de Controle e Automação
Propriedades Periódicas
Introdução
Propriedades Periódicas dos Elementos
1 – O desenvolvimento da Tabela Periódica
2 – Carga Nuclear Efetiva
3 – Tamanhos de Átomos e Íons
4 – Energia de Ionização
5 – Afinidades Eletrônicas
6 – Metais, Não-metais e Metalóides
7 – Tendências de Grupo para os Metais Ativos
8 – Tendências de Grupo para alguns Não-metais
Propriedades Periódicas
O desenvolvimento da Tabela
Periódica
A descoberta de novos elementos químicos foi gradual
As propriedades químicas e físicas dos elementos são periódicas
Similaridade entre as famílias
Diferenças entre as famílias
Propriedades Periódicas
Carga Nuclear Efetiva
Carga Nuclear Efetiva é a real atração que o elétron sofre pelo núcleo
Notação: Zef
A blindagem é representada por “S”
Cálculo da carga nuclear efetiva: Zef = Z - S
Regra de Slater
Propriedades Periódicas
Tamanhos de Átomos e Íons
Átomos e Íons não são maciços
O raio pode ser medido pelas colisões dos átomos
O raio ligante é medido pela distância entre dois átomos quimicamente ligados
Os raios atômicos são usados para estimar o comprimento das ligações
Propriedades Periódicas
Tamanhos de Átomos e Íons
Os tamanhos dos íons seguem o padrão do tamanho dos átomos
Os cátions são menores do que os átomos que lhe deram origem
Os ânions são maiores do que os átomos que lhe deram origem
Para íons de mesma carga, o tamanho aumenta à medida que descemos na
tabela periódica
Em uma série isoeletrônica, o raio iônico é inversamente proporcional à carga
nuclear efetiva
O²- > F- > Na+ > Mg²- > Al³+
Propriedades Periódicas
Energia de Ionização
A energia de ionização de um átomo ou íon é a mínima energia necessária para
remover um elétron de um átomo ou íon gasoso isolado em seu estado
fundamental
A primeira energia de ionização é aquela necessária para retirar o primeiro
elétron de um átomo neutro
A primeira energia de ionização é sempre a menor
Ocorre um aumento brusco de energia de ionização quando se retira um
elétron de um nível mais interno
Propriedades Periódicas
Energia de Ionização
A energia de ionização cresce nos períodos seguindo o aumento do número
atômico
A energia de ionização decresce nas famílias seguindo o número de camadas
A energia de ionização é inversamente proporcional ao raio atômico
Os elétrons são removidos do primeiro orbital com o maior número quântico
principal disponível
Os elétrons são adicionados no menor número quântico principal disponível
Propriedades Periódicas
Afinidade Eletrônica
Variação de energia quando um elétron é adicionado a um átomo gasoso.
A energia geralmente é liberada
Eletrônica
Cl(G) + e-  Cl-(G) Afinidade
E = -349 kJ/mol
Energia de ionização x Afinidade Eletrônica
Propriedades Periódicas
Metais
Metais têm baixa energia de ionização, portanto, formam cátions facilmente
Muitos óxidos metálicos são básicos
Na2O(S) + H2O(L)  2 NaOH(AQ)
NiO(S) + 2 HCl(AQ)  NiCl2(AQ) + H2O(L)
Metais
Têm brilho; várias cores, embora a maioria seja
prateada
Os sólidos são maleáveis e dúcteis
Bons condutores de calor e eletricidade
Tendem a formar cátions em soluções aquosas
Propriedades Periódicas
Não-metais
Por causa de suas afinidades eletrônicas, não-metais tendem a formar ânions
Muitos óxidos não-metálicos são ácidos
CO2(G) + H2O(L)  H2CO3(AQ)
CO2(G) + 2 NaOH(AQ)  Na2CO3(AQ) + H2O(L)
Não-metais
Não têm brilho; várias cores
Sólidos são geralmente quebradiços; alguns são
duros e outros macios.
Pobres condutores de calor e eletricidade
Tendem a formar ânions em soluções aquosas
Propriedades Periódicas
Metalóides
Propriedades intermediárias entre metais e não-metais
O silício parece metal, mas é quebradiço em vez de maleável e pior condutor
de calor e eletricidade que os metais.
Propriedades Periódicas
Metais Alcalinos
São muito maleáveis
Extremamente reativos
Existem na natureza somente como compostos
A - Sódio
B - Cálcio
C - Potássio
D - Bário
E - Lítio
F - Cobre
Algumas propriedades dos metais alcalinos
Elemento
Configuração
eletrônica
Ponto de
fusão (°C)
Densidade
(g/cm3)
Lítio
[He] 2s1
181
0,53
Sódio
[Ne] 3s1
98
0,97
Potássio
[Ar] 4s1
63
0,86
Rubídio
[Kr] 5s1
39
1,53
Césio
[Xe] 6s1
28
1,88
Propriedades Periódicas
Metais alcalinos terrosos
São mais duros, mais densos e têm maior ponto de fusão do que os metais
alcalinos
São menos reativos que os metais alcalinos e formam íons 2+
Propriedades dos metais alcalinos terrosos
Elemento
Configuração
eletrônica
Ponto de fusão
(°C)
Densidade
(g/cm3)
Berílio
[He] 2s2
1.287
1,85
Magnésio
[Ne] 3s2
650
1,74
Cálcio
[Ar] 4s2
842
1,54
Estrôncio
[Kr] 5s2
777
2,63
Bário
[Xe] 6s2
727
3,51
Propriedades Periódicas
Hidrogênio
É um não-metal que não pertence a nenhum grupo da Tabela Periódica
Geralmente forma ligações covalentes ou ganha elétrons reagindo com metais
ativos, formando o íon hidreto (H-).
Pode ser metálico a pressões extremamente altas
Propriedades Periódicas
Grupo do Oxigênio
Oxigênio, enxofre e selênio são não-metais; telúrio é metalóide; polônio é metal
Oxigênio  O2 e O3 ; íons  O2-, O22- e O22 H2O2(AQ)  2 H2O(L) + O2(G)
Garrafas com tampas especiais
Algumas propriedades do grupo 6A
Elemento
Configuração eletrônica
Ponto de
fusão (°C)
Densidade
Oxigênio
[He] 2s22p4
-218
1,43 g/L
Enxofre
[Ne] 3s23p4
115
1,96 g/cm3
Selênio
[Ar] 3d104s24p4
221
4,82 g/cm3
Telúrio
[Kr] 4d105s25p4
450
6,24 g/cm3
Polônio
[Xe] 4f145d106s25p4
254
9,20 g/cm3
Propriedades Periódicas
Halogênios e Gases Nobres
Todos Halogênios são não-metais existentes em moléculas diatômicas, como: F2
, Cl2 , Br2 , I2 . Com afinidades eletrônicas muito negativas
Gases nobres são todos monoatômicos
Possuem configuração eletrônica muito estável  quase não-reativos
Eram chamados de gases inertes, mas foi descoberto que não são
Algumas propriedades dos halogênios
XeF4
Elemento
Configuração
eletrônica
Ponto de
fusão (°C)
Densidade
Flúor
[He] 2s22p5
-220
1,69 g/L
Cloro
[Ne] 3s23p5
-102
3,21 g/L
Bromo
[Ar] 3d104s24p5
-7,3
3,12 g/cm3
Iodo
[Kr] 4d105s25p5
114
4,93 g/cm3
Propriedades Periódicas
Referências Bibliográficas
Quimica: A Ciência Central – Brown, LeMay, Bursten – 9ª edição
http://www.cg.iqm.unicamp.br/material/qi145/aula1-AnaFlavia.pdf
Google – Imagens (material ilustrativo)