Unidade 6. Estudo da Tabela Periódica
Aprenda Fazendo
LEIA O TEXTO PARA RESPONDER ÀS QUESTÕES 1 e 2
Tabela Periódica ganha 112º elemento, ainda sem nome
11 de junho de 2009
Cientistas na Alemanha estão tentando encontrar um nome para o mais novo elemento
da tabela periódica, que recebeu o número 112. Depois de mais de uma década de seu
descobrimento, o elemento de número atômico 112 foi aceito oficialmente na tabela e
recebeu, temporariamente, o nome de "ununbium" (ou unúmbio, que em latim quer dizer
112). Ele é super-pesado e altamente instável - existe por apenas alguns milionésimos de
segundo e depois de desfaz.
Demorou muito para que a descoberta da equipe alemã do Centro para Pesquisa de
Íons Pesados, liderada por Sigurd Hofmann, fosse reconhecida oficialmente pela União
Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC, em inglês). É que sua existência teve
que ser confirmada de maneira independente - até agora apenas quatro átomos foram
observados.
A Tabela Periódica dos elementos químicos é a disposição sistemática dos elementos,
na forma de uma tabela, em função de suas propriedades. São muito úteis para prever as
características e tendências dos átomos. “O novo elemento é aproximadamente 277 vezes
mais pesado que o hidrogênio, o que converte no mais pesado da tabela periódica”, disse o
pesquisador
Hofmann começou sua busca por elementos para a tabela periódica em 1976. Para
criar o elemento 112, a equipe de Hormann usou um acelerador de partículas com 120
metros de comprimento para lançar um fluxo de íons de zinco (cátion bivalente) contra
átomos de chumbo, cujos núcleos contêm 30 e 82 prótons, respectivamente.
Os núcleos dos dois elementos se fundiram para formar o núcleo do novo elemento.
Estes núcleos muito grandes e pesados também são muito instáveis. Eles começam a se
desintegrar pouco depois de formados. Isso libera energia, que os cientistas podem medir
para descobrir o tamanho do núcleo que está se desfazendo.
Mas tais experiências resultam em poucas fusões bem sucedidas e os cientistas
precisam de aceleradores de partículas cada vez mais poderosos para realizar experiências
mais longas e descobrir os elementos mais evasivos e instáveis.
Equipes de pesquisadores na Rússia, nos Estados Unidos e no Japão estão
participando do que Hofmann qualificou como "uma competição amistosa" para descobrir
elementos novos e mais pesados.
Fonte: Adaptado de http://www.estadao.com.br/noticias/geral,tabela-periodica-ganha-112-
elemento,385930,0.htm. Acesso em 20/06/2009.
1. Considerando-se as informações do texto e outros conhecimentos, é CORRETO afirmar
que o novo integrante da tabela periódica é um elemento químico
A) bom condutor elétrico.
B) sólido na temperatura ambiente.
C) radioativo.
D) representativo.
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2. Considerando-se o texto e outros conhecimentos, responda:
a) Qual a quantidade de nêutrons no novo elemento químico descoberto? Demonstre
todo o raciocínio.
A=p+n
277 = 112 + n
n = 165
b) Qual é a quantidade de elétrons de valência do átomo neutro utilizado na obtenção do
novo elemento?
O elemento é o chumbo – coluna 4ª – 4 elétrons de valência.
c) Qual é a distribuição eletrônica por subnível de energia do íon utilizado na obtenção do
novo elemento? Considere o íon no estado fundamental.
O íon é o Zn 2+
2 2 6 2 6 10
1s 2s 2p 3s 3p 3d
Lembre-se que os elétrons a serem retirados primeiro são os da camada de valência
A distribuição do átomo neutro 1s22s22p63s23p6 4s23d10 e, primeiramente,
deve-se tirar elétrons da 4ª camada.
LEIA O TEXTO PARA RESPONDER ÀS QUESTÕES 3 e 4
Mercúrio e seus compostos
O mercúrio, apesar de ser natural, é encontrado na natureza em baixas concentrações no
ar, na água e no solo. Consequentemente, o mercúrio pode estar presente, em algum grau,
nas plantas, animais e tecidos humanos. Quando as concentrações do mercúrio excedem
os valores normalmente presentes na natureza, surge o risco de contaminação do meio
ambiente e dos seres vivos, inclusive o homem.
O mercúrio é o único metal líquido à temperatura ambiente. Seu ponto de fusão é -40° e o
C
de ebulição 357° É muito denso (13,5 g/cm3), e possui alta tensão superficial. Combina-
C.
se com outros elementos, como o cloro, o enxofre e o oxigênio, formando compostos
inorgânicos de mercúrio, na forma de pó ou de cristais brancos.
O mercúrio dissolve facilmente o ouro (Au), a prata (Ag), o chumbo (Pb) e o zinco (Zn) e
metais alcalinos, como o sódio, lítio e potássio, formando ligas relativamente consistentes
conhecidas como amálgamas. O mercúrio é obtido industrialmente pela reação do sulfeto
de mercúrio (HgS) com o gás oxigênio. Nesta reação, há também a formação de dióxido de
enxofre.
Seu uso industrial é bastante amplo, podendo ser usado em termômetros, barômetros,
lâmpadas, medicamentos, espelhos detonadores, corantes, entre outros.
Texto adaptado do site: http://www.areaseg.com/toxicos/mercurio.html
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3. Considere as informações do texto e outros conhecimentos para responder:
a) COMPLETE o quadro com os elementos que aparecem no texto.
SÍMBOLO(S) DO(S) ELEMENTO(S)
Quatro metais de transição Hg, Au, Ag, Zn
Três metais alcalinos Na, Li e K
Dois calcogênios OeS
Um halogênio Cl
b) ESCREVA a equação balanceada para a produção industrial do mercúrio.
HgS (s) + O2 (g) → SO2 (g) + Hg (l)
c) O mercúrio, citado no 3º parágrafo, do texto é elemento ou substância? EXPLIQUE
utilizando argumentos científicos e dados do texto.
O mercúrio descrito no 3º parágrafo é uma substância
porque apresenta propriedades de substâncias, tais como
solubilidade (dissolve outros metais), forma misturas (ligas
metálicas) e participa de reações químicas.
4. No projeto “Tabela Periódica: construindo saberes” fizemos um bloquinho contendo
informações sobre substâncias e elementos químicos. Analise as informações
adaptadas de duas páginas de um mesmo bloquinho:
79 Raio atômico
171 pm
Hg 1ª
Ionização
Energia
1007
de
Mercúrio
Temperatura de
200,6
o
fusão e ebulição/ C
-38 357
Considerando-se as informações do bloquinho e outros conhecimentos, é CORRETO
afirmar que o
A) a substância mercúrio tem fórmula química Hg2.
B) o átomo de mercúrio é líquido a 0oC.
C) o elemento mercúrio tem maior energia de ionização que bário (Ba).
D) um átomo de mercúrio tem massa igual a 200,6 g.
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5. Na atividade de laboratório, os alunos receberam um cartão (figura 1 e 2), contendo
algumas informações sobre um elemento e sua substância elementar. Infelizmente, não
constavam no cartão o símbolo e nome do elemento.
Figura 1
Figura 2
Considerando as informações contidas nas figuras 1 e 2 e outros conhecimentos,
responda aos itens A a C:
a) COMPLETE o quadro.
Nome do elemento potássio
Símbolo do elemento K
Localização na tabela periódica
Nome da família: metais alcalinos
Número do período: 4º período
Estado físico na CNTP sólido
Classificação quanto à natural
ocorrência (natural ou artificial)
b) Em que condições a substância descrita na figura 2 deve ser armazenada no laboratório?
ESPECIFIQUE o tipo de frasco e o que deve estar contido nele.
Deve ser armazenada em frasco de vidro fechado, sem
água e ar. Para isso, o sódio deve estar mergulhado em
querosene.
c) ESCREVA as equações balanceadas para reações mencionadas na figura 2, sabendo-se
que:
• Uma reação envolve a formação do monóxido do elemento do cartão cuja fórmula tem uma
proporção de 2:1.
4K (s) + O2 (g) → 2 K2O (g)
A proporção 2:1 indica que o óxido tem 2 átomos de potássio para cada átomo de
oxigênio.
• A outra reação tem o gás hidrogênio como reagente.
2 H2 (g) + O2 (g) → 2 H2O (g)
Esta reação corresponde a explosão do gás hidrogênio.
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6. (UFMG) Os valores das sucessivas energias de ionização de um átomo constituem uma
evidência empírica da existência de níveis de energia.
Os diagramas abaixo pretendem representar, qualitativamente, as quatro primeiras
energias de ionização de átomos, inicialmente neutros, do terceiro período da
classificação periódica.
a) Um dos diagramas não corresponde a nenhum elemento. IDENTIFIQUE esse
diagrama e JUSTIFIQUE sua resposta.
Diagrama II. As sucessivas energias de ionização aumentam.
Assim, para a retirada do terceiro elétron é necessário fornecer
mais energia que para retirar o segundo elétron. No gráfico, a 3ª
energia de ionização foi representada de forma errada, pois
está menor que a segunda.
b) INDIQUE qual é o elemento que corresponde ao outro diagrama. ESCREVA a
configuração eletrônica, por níveis, do átomo desse elemento. JUSTIFIQUE sua
indicação.
Sódio (Na). K(2) L(8) M(1). No diagrama I a segunda energia de
ionização é muito maior que a primeira, indicando assim que os
dois primeiros elétrons retirados estão em níveis diferentes.
Logo concluímos que este átomo tem apenas um elétron na
última camada, portanto pertence a família dos metais alcalinos
(1A) e como está no 3º período só pode ser o sódio.
7. Esta questão está relacionada com a representação da classificação periódica. Nesta
questão, os elementos químicos estão genericamente representados por A, B, C, D e E.
Considere as informações a seguir sobre os elementos químicos A, B, C, D e E.
• O átomo neutro do elemento A( Ne) tem 10 elétrons.
• A, B– (F) e C+ (Na) são isoeletrônicos.
• D(Rb) pertence ao 5º período e ao mesma família de C, da classificação periódica.
• o átomo neutro E (Br)tem a distribuição eletrônica da calada de valência igual a
4s24p5.
Com base nessas informações, é FALSO afirmar:
a) A é um gás nobre e tem 8 elétrons na camada de valência.
b) B é um halogênio e tem propriedades semelhantes ao elemento E.
c) C é um metal alcalino terroso do terceiro período da tabela periódica.
d) D tem configuração eletrônica da camada de valência igual a 5s1.
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8. O diagrama 1 representa a variação do ponto de fusão de quatro substâncias iônicas,
em função da soma dos raios do cátion e do ânion de cada uma delas. As substâncias
iônicas representadas no diagrama são formadas por íons isoeletrônicos (mesmo
número de elétrons). Os valores dos raios iônicos (em Angstrons) de diferentes cátions
e ânions são apresentados na tabela 1.
Tabela 1. Raios iônicos de cátions e ânions.
Diagrama 1. Variação do ponto de fusão de substâncias iônicas.
Analise o diagrama 1 e a tabela 1 e responda ao que se pede.
a) REPRESENTE o cátion e o ânion da substância iônica de maior ponto de fusão. Só
serão consideradas as respostas com indicação correta dos dois íons.
Na+ e F-
A substância com maior ponto de fusão tem raio atômico
de 2,35 Å , que corresponde a soma dos raios do Na+
(1,02 Å) com a do F- (1,33 Å). Perceba que estes dois
íons são isoeletrônicos, ou seja, possuem a mesma
quantidade de elétrons (neste caso, cada um tem 10
elétrons)
b) EXPLIQUE, a partir da atração núcleo-elétron e da estrutura eletrônica dos íons, o
maior tamanho do ânion Cl− em relação ao cátion K+.
l
Os íons Cl− e K+ são isoeletrônicos, possuindo assim o mesmo
l
número de níveis. Como o cloro tem 17 prótons e o potássio
tem 19, a atração elétron núcleo no potássio é maior, logo o raio
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é menor.
c) DETERMINE E ESCREVA o valor de Y do diagrama 1. Não se esqueça da unidade.
3,90 Å
A substância Y é formada por íons isoeletrônicos Cs+
(1,70 Å) e I- (2,20 Å).
9. (UFMG) Observe o desenho que mostra representações em escala de algumas
espécies químicas monoatômicas.
Indique a alternativa que apresenta informações corretas com relação às causas da
variação dos raios das espécies.
A) O raio de Br – é maior do que o de Kr e o de Rb+, porque Br – é a espécie que tem
mais camadas eletrônicas ocupadas.
B) O raio de Cl – é maior do que o de Ar e o de K+, porque o núcleo de Cl – é de
menor carga positiva.
C) O raio de F – é maior do que de Ne e o de Na+, porque F – é a espécie que tem
menos elétrons.
D) O raio de F – é menor que do que o de Cl – e o de Br – , porque F – é a espécie com
núcleo de menor raio.
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10. Os valores das energias de ionização, obtidos
experimentalmente, são algumas das
informações que os físicos e químicos utilizam
para desenvolver teorias a respeito da estrutura
do átomo, sendo, por isto, possível estabelecer
uma relação entre os potenciais de ionização e
as configurações eletrônicas. O gráfico ao lado
representa a variação da primeira energia de
ionização para alguns elementos químicos.
Considerando-se os dados do gráfico e outros
conhecimentos, responda o que se pede.
A) QUAL o nome e o símbolo do elemento que
tem menor tendência em formar cátion?
JUSTIFIQUE sua resposta utilizando dados do gráfico.
NOME: Hélio SÍMBOLO: He
Entre os elementos do gráfico, o elemento
JUSTIFICATIVA:
com número atômico 2 (Hélio) apresenta a maior energia de
ionização, ou seja, menor facilidade em perder elétrons e se
transformar em cátions.
B) O raio atômico do carbono é maior, menor ou igual ao do nitrogênio? JUSTIFIQUE
sua comparação, mencionando a atração núcleo-elétron e a distribuição eletrônica
dos elementos.
O carbono e o nitrogênio são ametais que pertencem ao
mesmo período, ou seja, possuem o mesmo número de
níveis. Portanto o elemento que tiver maior carga nuclear, no
caso é o nitrogênio, terá maior atração elétron-núcleo e um
raio menor.
C) REPRESENTE a equação da 2ª energia de ionização para o carbono.
C+ (g) + 2ª EI → C2+ (g) + 1 e-
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11. Determinou-se para um átomo do elemento do 3º período as quatro primeiras energias
de ionização, cujos valores são:
1ª Ei = 495 kJ/mol
2ª Ei = 4562 kJ/mol
3ª Ei = 6912 kJ/mol
4ª Ei = 9543 kJ/mol.
Considerando-se os dados e outros conhecimentos, faça o que se pede.
A) Qual o nome e o símbolo do elemento?
Sódio - Na
B) Represente um esboço do gráfico das quatro primeiras energias de ionização em
função da ordem de ionização.
EI
Ordem de ionização
C) Represente a distribuição eletrônica, em subníveis de energia, para o átomo
excitado deste elemento.
1 2 6 2
1s 2s 2p 3s São aceitas outras respostas
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Unidade 6. Estudo da Tabela Periódica
12. O gráfico a seguir mostra, em ordem aleatória de posição na tabela periódica, as
primeiras energias de ionização (EI) dos oito elementos representativos do quinto
período da tabela periódica. Os oito elementos estão denominados genericamente por
A, B, C, D, E, G, J e M.
Com base nos dados apresentados no gráfico e nos conhecimentos sobre o tema,
analise as afirmativas.
I. O elemento B possui dois elétrons na camada de valência.
II. O elemento D possui apenas 4 camadas eletrônicas.
III. O elemento G possui configuração de valência igual a 5s25p6.
IV. O elemento C tende a perder 1 elétron da camada de valência.
Assinale a alternativa que contém todas as afirmativas corretas.
a) I e II.
b) I e III.
c) III e IV.
d) I, II e IV.
e) II, III e IV.
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