O documento discute as propriedades periódicas dos elementos químicos, incluindo carga nuclear e efetiva, tamanho atômico e iônico, energia de ionização e afinidade eletrônica. A carga nuclear é o número de prótons e a efetiva leva em conta os elétrons internos. O tamanho atômico aumenta ao descer em um grupo e diminui da direita para a esquerda no período. A energia de ionização diminui ao descer em um grupo e aumenta da esquerda para a direita no per

1. Propriedades Periódica dos elementos QUÍMICA GERAL Escola Superior de Tecnologia

4. Carga Nuclear (Z) é a carga contida no núcleo, ou seja, é o número de prótons do núcleo. A carga nuclear efetiva (Z ef ) é a carga sofrida por um elétron em um átomo polieletrônico – átomo que contém mais de dois elétrons. A Z ef é determinada por: Z ef = Z – b Onde: Z = carga nuclear e b = número de elétrons internos Carga Nuclear e Carga Nuclear Efetiva

5. Os elétrons estão presos ao núcleo (atração eletrostática), mas são repelidos pelos elétrons que os protegem da carga nuclear (repulsão eletrostática). A carga nuclear sofrida por um elétron depende da sua distância em relação ao núcleo e do número de elétrons mais internos. No grupo, a Z ef é praticamente constante, porque b aumenta na mesma proporção de Z. Exemplos: 11 Na e 19 K. No período, a Z ef aumenta, pois Z aumenta e b é constante. Exemplos: 11 Na e 12 Mg Carga Nuclear Efetiva

6. Considere uma molécula diatômica simples O 2 . A distância entre os dois núcleos é denominada distância de ligação, d . Se os dois átomos que formam a molécula são os mesmos, metade da distância de ligação é denominada raio covalente do átomo. Tamanho dos átomos

7. O raio atômico de Van der Waals, chamado de raio não-ligante, é usado para determinar o tamanho dos átomo. O raio atômico covalente, também chamado de raio atômico ligante , é usado para determinar as distâncias entre seus centros (núcleo). Tamanho dos átomos

8. Exemplo, o comprimento da ligação Cl-Cl no Cl 2 é 1,99Å, logo se atribui um raio covalente de 0,99 Å para o Cl. Os raios covalentes de outros elementos podem ser definidos de maneira similar. Tamanho dos átomos

9. Tendências periódicas nos raios atômicos O raio atômico aumenta à medida que descemos em um grupo. Z ef é constante (Z ef = Z – b), pois b aumenta na mesma proporção de Z. Número quântico principal aumenta, a distância do elétron mais externo ao núcleo aumenta, diminuindo a força de atração núcleo-elétron, consequentemente o raio atômico aumenta. No período, o raio atômico aumenta da direita para a esquerda Ao longo de um período na tabela periódica, o número de elétrons mais internos (b) mantém-se constante. Entretanto, a carga nuclear (Z) aumenta. Ou seja, o efeito de blindagem dos elétrons internos é constante e os elétrons externos não causam entre si um efeito de blindagem significativo Conseqüentemente, aumenta a atração núcleo-elétrons mais externos. Essa atração faz com que o raio atômico diminua. Z ef aumenta, o raio atômico diminui. Tamanho dos átomos

11. Praticando: Organize os seguintes elementos na ordem crescente de raios atômicos (F,Ca, S, Cl e Se)

12. Tendências periódicas nos raios iônicos Tamanho dos íons O raio iônico aumenta à medida que descemos em um grupo. No período, o raio iônico aumenta da direita para a esquerda, para íons de mesma carga. Íons positivos são sempre menores do que o átomo que o originou Íons negativos são sempre maiores que o átomo que o originou

13. Praticando: Selecione o íon ou o átomo que possui o maior raio atômico nos seguintes pares: Cl ou Cl - Sr ou Sr 2+ Al ou O In ou I

14. A primeira energia de ionização, I 1 , é a quantidade de energia necessária para remover um elétron de um átomo gasoso. X(g)  X + ( g ) + e - (átomo qualquer) Exemplo: Na( g )  Na + ( g ) + e - A segunda energia de ionização, I 2 , é a energia necessária para remover o segundo elétron de um átomo gasoso: Na + ( g )  Na 2+ ( g ) + e - . Quanto maior a energia de ionização, maior é a dificuldade para se remover o elétron. Energia de ionização

15. Variações nas energias de ionização sucessivas Há um acentuado aumento na energia de ionização quando um elétron mais interno é removido. Energia de ionização

16. Tendências periódicas nas primeiras energias de ionização A energia de ionização diminui à medida que descemos em um grupo. O número atômico aumenta, então o raio atômico aumenta, ou seja, os elétrons externos sofrem uma força de atração nucleo-elétron cada vez menor, já que a Z ef é contante. Isso significa que o elétron mais externo é mais facilmente removido. Geralmente a energia de ionização aumenta da esquerda para a direita No período a Z ef aumenta com o aumento do número atômico e consequentemente aumenta a força de atração núcleo-elétron externo, diminuindo o tamanho atômico. Desta forma, fica mais difícil remover um elétron. Energia de ionização

17. Exceções:Be e B(maior blindagem)/ N e O (maior repulsão)

18. Praticando: Organize os elementos na ordem de energias de ionização crescentes: Mg, Ca e S.

19. A afinidade eletrônica (AE) é a variação de energia que ocorre quando um elétron é adicionado a um átomo gasoso para formar um íon gasoso. Cl( g ) + e -  Cl - ( g ) No período aumenta da esquerda para a direita. No grupo aumenta de baixo para cima. Quanto maior a afinidade eletrônica, mais negativo é o valor de AE. O sinal negativo indica que a adição de um elétron é um processo exotérmico, ocorre com liberação de energia. Afinidades eletrônicas

20. Afinidades eletrônicas Exceções: Be e Mg (o e - entraria em um orbital de maior energia – energeticamente desfavorável). O mesmo raciocínio para os gases nobres. N ( o e - é adicionado em um orbital já ocupado, aumentando a repulsão), todos os elementos do grupo do nitrogênio tem energia mais alta q os vizinhos.

21. Diferença entre energia de ionização e afinidade eletrônica: A energia de ionização mede a facilidade com que um átomo perde um elétron; A afinidade eletrônica mede a facilidade com que um átomo ganha um elétron. Energia de ionização e Afinidade eletrônica

22. Praticando: Compare os elementos Na, Mg, O e P. a) Qual tem o maior raio atômico? b) Qual tem a afinidade eletrônica mais negativa? c) Coloque os elementos em ordem crescente de energia de ionização.