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Química

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1.3. Tabela Periódica PROFESSORA PAULA MELO SILVA
QUÍMICA 10 2 Antoine Lavoisier agrupou as substâncias então conhecidas em quatro categorias: gases, não metais, metais e elementos terrosos. LEI DAS TRÍADES DE DÖBEREINER Döbereiner organizou os elementos em conjuntos de três com propriedades semelhantes e por ordem crescente de massas atómicas. TABELA PERIÓDICA Esquema de organização de informação sobre os elementos químicos e respetivas substâncias elementares. EVOLUÇÃO HISTÓRICA DA TABELA PERIÓDICA Lei das Tríades de Döbereiner.
QUÍMICA 10 3 PARAFUSO TELÚRICO DE CHANCOURTOIS Elementos organizados por ordem crescente de massas atómicas, colocados sobre uma linha helicoidal, onde se observa uma certa periodicidade dos elementos que ficavam dispostos na mesma coluna. LEI DAS OITAVAS DE NEWLANDS Elementos organizados numa tabela obedecendo a uma sequência de ordem crescente de massas atómicas. As propriedades repetem-se a cada oito elementos, ficando todos localizados na mesma coluna. Lei das Oitavas de Newlands (1863). O Parafuso Telúrico de Chancourtois.
QUÍMICA 10 4 LEI PERIÓDICA DE MENDELEEV Mendeleev é considerado o “pai” da Tabela Periódica. Organizou uma tabela onde colocou os elementos por ordem crescente do número de massa (regra pontualmente desrespeitada), onde os elementos com propriedades semelhantes se localizavam na mesma coluna. Com Moseley, a Lei Periódica passou a referir que, quando os elementos são agrupados por ordem crescente de número atómico (Z), se observa a repetição periódica de várias propriedades. Na Tabela Periódica os elementos estão dispostos por ordem crescente de número atómico.
QUÍMICA 10 5 Tabela Periódica aprovada pela IUPAC em maio de 2013. A Tabela Periódica é uma “base de dados” ainda em evolução, já que prevê a possibilidade de existência de elementos que ainda não foi possível obter.
ANTOINE LAVOISIER (1743-1794) Em 1789, deu a conhecer uma lista de elementos dividida em vários “conjuntos”: cromometais, gases, ácidos e elementos terrosos. Construiu uma tabela com 33 elementos. Limitação: Não conseguiu classificar os elementos tendo em conta uma propriedade específica dos mesmos. Como organizar os elementos de forma a conhecer melhor as suas propriedades? 3.1. Evolução histórica da Tabela Periódica
J. JACOB BERZELIUS (1779-1848) Isolou e determinou os “pesos atómicos” de cerca de 43 elementos químicos e descobriu elementos até então desconhecidos – selénio, tório e cério. 3.1. Evolução histórica da Tabela Periódica
JOHANN W. DÖBEREINER (1780-1849) Em 1817, organizou os elementos em “tríades” (grupos) de elementos com propriedades semelhantes. Exemplo: lítio, sódio e potássio ou cloro, bromo e iodo ou ainda cálcio, estrôncio e bário. A massa atómica do elemento central da “tríade” era a média da massa atómica dos outros dois elementos. Limitação: Muitos elementos não podiam ser agrupados em “tríades”. 3.1. Evolução histórica da Tabela Periódica
ALEXANDRE-ÉMILE CHANCOURTOIS (1820-1886) Em 1862, criou o “parafuso telúrico”, colocando os elementos químicos por ordem crescente das suas massas atómicas, numa linha espiralada de 45° traçada sobre a superfície lateral de um cilindro. Verificou que os elementos químicos com propriedades semelhantes se situavam sobre a mesma geratriz do cilindro. Limitação: Não conseguiu classificar os elementos tendo em conta uma propriedade específica dos mesmos. 3.1. Evolução histórica da Tabela Periódica
JOHN NEWLANDS (1837-1898) Em 1863, organizou os elementos por “oitavas”. A cada oito elementos, colocados em linhas horizontais, observa-se uma repetição das propriedades químicas do primeiro elemento considerado – “lei das oitavas”. Surgiu, assim, a noção de período. Limitação: Esta lei apenas funcionava corretamente para as duas primeiras “oitavas”. 3.1. Evolução histórica da Tabela Periódica
J. LOTHAR MEYER (1830-1895) Criou um gráfico – “curva de Lothar Meyer” – que relacionava o volume atómico dos elementos e as suas respetivas massas atómicas relativas. A última versão da proposta surge em 1868. Limitações: Não fez distinção entre elementos e substâncias elementares; não previu as propriedades dos elementos que ocupariam os lugares vazios. A partir da curva de Meyer foi possível classificar periodicamente os elementos, provando, definitivamente, que estes têm propriedades semelhantes. 3.1. Evolução histórica da Tabela Periódica
DMITRI MENDELEEV (1834-1907) Em 1870, colocou os elementos por ordem crescente das suas massas atómicas, distribuindo-os em 8 colunas verticais e 12 linhas horizontais. As vantagens da tabela de Mendeleev sobre as anteriores eram: – exibia semelhanças verticais e horizontais e não apenas em pequenos conjuntos, como as “tríades”; – previa a existência de novos elementos e suas propriedades físico-químicas, como o escândio, o gálio e o germânio. Limitação: Os elementos eram agrupados em função da massa atómica (por esta ordem, o árgon deveria ser um metal alcalino e o sódio um gás nobre). 3.1. Evolução histórica da Tabela Periódica
WILLIAM RAMSAY (1852-1916) Descobriu os elementos néon, árgon, crípton e xénon que, juntamente com o hélio e o rádon, formam um grupo da Tabela Periódica – os gases nobres. 3.1. Evolução histórica da Tabela Periódica
HENRY MOSELEY (1887-1915) Em 1913, corrige a tabela de Mendeleev, estabelecendo a periodicidade dos elementos em função do número atómico – Z. 3.1. Evolução histórica da Tabela Periódica
GLENN SEABORG (1912-1999) Seaborg descobriu elementos transurânicos (do número atómico 94 até ao 102). Reconfigurou a Tabela Periódica colocando a série dos actinídeos abaixo da série dos lantanídeos. A sua proposta foi publicada em 1944. 3.1. Evolução histórica da Tabela Periódica
A Tabela Periódica atual é constituída por 118 elementos químicos organizados em 18 colunas (grupos) e 7 linhas (períodos). Tal como aconteceu até aos dias de hoje, a Tabela Periódica é um documento aberto que poderá a qualquer momento receber mais informações vindas de novas descobertas científicas. 3.1. Evolução histórica da Tabela Periódica
A Tabela Periódica (TP) consiste na disposição sistemática dos elementos químicos, na forma de uma tabela, em função das propriedades dos elementos e das respetivas substâncias elementares. A TP surgiu devido à crescente descoberta de elementos químicos e da consequente necessidade de organização dos mesmos, de acordo com as suas propriedades, determinadas pela estrutura eletrónica dos átomos. Os principais contributos para a evolução da TP, desde o aparecimento da primeira proposta até à versão atual (que se mantém um documento aberto), foram dados por vários cientistas: – Döbereiner (1817) organizou os elementos por “tríades” (grupos de três elementos com propriedades semelhantes). – Chancourtois (1862) criou o “parafuso telúrico” colocando os elementos por ordem crescente das suas massas atómicas. Verifica que os elementos com propriedades semelhantes se situam sobre a mesma linha traçada sobre a superfície lateral de um cilindro. M10 Síntese de conteúdos
– Newlands (1863) organizou os elementos por “oitavas”. A cada oito elementos, colocados em linhas horizontais, as propriedades eram semelhantes. Surge a noção de período. – Meyer (1868) construiu a designada “curva de Meyer” que relaciona o volume atómico dos elementos e as suas respetivas massas atómicas relativas. – Mendeleev (1870) colocou os elementos por ordem crescente das suas massas atómicas, organizados em 8 colunas e 12 linhas. Primeira proposta onde se exibe semelhanças de propriedades em colunas e em linhas. Prevê a existência de novos elementos e das suas propriedades. – Moseley (1913) estabelece a periodicidade dos elementos em função do número atómico. – Seaborg (1944) descobre os elementos transurânicos e colocou a série dos actinídeos abaixo da série dos lantanídeos. M10 Síntese de conteúdos
Atualmente a Tabela Periódica é constituída por 118 elementos, conforme a IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry), organizados numa matriz quadriculada de filas verticais e horizontais, por ordem crescente de número atómico (Z). Como interpretar a posição dos elementos na Tabela Periódica? 3.2. Estrutura da Tabela Periódica
Cada uma das quadrículas apresenta informações relativas ao elemento químico, tais como o número atómico, o símbolo químico e respetivo nome e a massa atómica relativa. Pode, ainda, apresentar outras informações características desse elemento, como, por exemplo, a configuração eletrónica. 3.2. Estrutura da Tabela Periódica
Número atómico Símbolo químico Nome Massa atómica relativa 3 Li Lítio 6,94 3.2. Estrutura da Tabela Periódica
Semimetais Metais Não metais 3.2. Estrutura da Tabela Periódica Famílias de metais e de não metais
Os elementos químicos na Tabela Periódica encontram-se organizados em 18 colunas (linhas verticais)e 7 linhas (horizontais). 3.2. Estrutura da Tabela Periódica Grupos, períodos e blocos Grupos – são as colunas da Tabela Periódica e encontram-se numerados de 1 a 18, da esquerda para a direita. Períodos – são as linhas da Tabela Periódica e encontram-se numerados de 1 a 7, de cima para baixo.
Grupos e Períodos 1.° Grupo 3.2. Estrutura da Tabela Periódica Grupos, períodos e blocos
Grupos e Períodos 17.° Grupo 3.2. Estrutura da Tabela Periódica Grupos, períodos e blocos
1.° Período 2.° Período 3.° Período 4.° Período 5.° Período 6.° Período 7.° Período Grupos e Períodos 3.2. Estrutura da Tabela Periódica Grupos, períodos e blocos
Dentro de cada grupo, as propriedades físicas e químicas dos elementos são semelhantes. Alguns grupos, ou famílias, são conhecidos por designações específicas: 3.2. Estrutura da Tabela Periódica Grupos, períodos e blocos
Metais alcalinos Metais alcalinoterrosos Calcogéneos Halogéneos Gases nobres Grupos Períodos 3.2. Estrutura da Tabela Periódica Grupos, períodos e blocos
Na Tabela Periódica os elementos também se encontram organizados por blocos. 3.2. Estrutura da Tabela Periódica Grupos, períodos e blocos Blocos – são quatro conjuntos (blocos s, p, d e f ) agrupados de acordo com a configuração eletrónica de valência. A posição dos elementos na Tabela Periódica depende da sua configuração eletrónica.
1s1 1s2 2s1 2s2 2p1 2p2 2p3 2p4 2p5 2p6 3s1 3p6 3d 4p6 4d 5p6 5d 6p6 6d 4f 5f Bloco s Bloco d Bloco p Bloco f 3.2. Estrutura da Tabela Periódica Grupos, períodos e blocos Na Tabela Periódica os elementos também se encontram organizados por blocos.
Relativamente aos grupos, verifica-se que: 3.2. Estrutura da Tabela Periódica Grupos, períodos e blocos Os elementos de um mesmo grupo possuem o mesmo número de eletrões de valência. É por essa razão que esses elementos e as suas substâncias elementares têm propriedades físicas e químicas semelhantes.
3.2. Estrutura da Tabela Periódica Grupos, períodos e blocos Relativamente aos períodos, verifica-se que: O nível de energia mais elevado da configuração eletrónica de um elemento indica o período a que pertence.
3.2. Estrutura da Tabela Periódica Grupos, períodos e blocos Relativamente aos blocos, verifica-se que: Os elementos de um mesmo bloco possuem a última orbital de valência, preenchida ou em preenchimento, do mesmo tipo (s, p, d ou f ).
Por exemplo, para o elemento enxofre de configuração eletrónica: Configuração eletrónica de valência 3s2 3p4 : 6 e– de valência Grupo 16 Nível de energia mais elevado n = 3 3.° Período Última orbital de valência tipo p (3p4 ) Bloco p 3.2. Estrutura da Tabela Periódica Grupos, períodos e blocos
Bloco s Bloco d Bloco p Bloco f Os elementos dos blocos s e p (grupos 1, 2 e 13 a 18) também se designam por elementos representativos. Os elementos com eletrões em orbitais de subníveis d e f preenchidas ou em preenchimento (grupos 3 a 12) designam-se por elementos de transição e elementos de transição interna, respetivamente. 3.2. Estrutura da Tabela Periódica Elementos representativos e de transição
Elementos representativos Elementos de transição Elementos de transição interna 3.2. Estrutura da Tabela Periódica Elementos representativos e de transição
A TP está organizada em 18 grupos (colunas verticais), em 7 períodos (colunas horizontais) e em 4 blocos, de acordo com a configuração eletrónica dos 118 elementos que a constituem. Os elementos dos grupos mais à esquerda da TP são metais e os que se encontram mais à direita pertencem à família dos não metais. Os elementos de um mesmo grupo possuem o mesmo número de eletrões de valência. É por essa razão que esses elementos, e as suas substâncias elementares, possuem propriedades físicas e químicas semelhantes. Os elementos de um mesmo período possuem o mesmo número de níveis de energia. Os elementos de um mesmo bloco possuem a última orbital de valência preenchida ou em preenchimento do mesmo tipo (s, p, d ou f). Os elementos dos blocos s e p também se designam por elementos representativos e os elementos com eletrões em orbitais de subníveis d e f, preenchidas ou em preenchimento, designam-se por elementos de transição e elementos de transição interna, respetivamente. M11 Síntese de conteúdos
QUÍMICA 10 38 ORGANIZAÇÃO DA TABELA PERIÓDICA Na Tabela Periódica atual, os elementos encontram-se dispostos por ordem crescente de número atómico, ao longo de 7 períodos e 18 grupos. Os elementos da Tabela Periódica são também divididos por uma linha quebrada, de acordo com as suas propriedades físicas, em metais, não metais e semimetais.
QUÍMICA 10 39 TABELA PERIÓDICA E CONFIGURAÇÃO ELETRÓNICA DOS ELEMENTOS O grupo em que um elemento representativo se encontra relaciona-se com o número de eletrões de valência que esse elemento possui. O período em que se situa cada um dos elementos é dado pelo número do maior nível de energia preenchido ou em preenchimento.
QUÍMICA 10 Os elementos da Tabela Periódica podem ainda ser agrupados em 4 blocos, s, p, d e f, de acordo com o tipo de orbital que se encontra em preenchimento. Organização da Tabela Periódica em blocos. Os elementos da Tabela Periódica podem ainda ser agrupados em 4 blocos, s, p, d e f, de acordo com o tipo de orbital que se encontra em preenchimento.
QUÍMICA 10 PROPRIEDADES DOS Energia de ionização Raio atómico Ponto de fusão Ponto de ebulição Densidade Estado físico O elemento carbono, C, da origem a varias substâncias elementares, como, por exemplo, o diamante e a grafite. Estrutura do diamante e da grafite. ELEMENTOS QUÍMICOS E DAS SUBSTÂNCIAS ELEMENTARES
QUÍMICA 10 RAIO ATÓMICO Distância média entre o centro do núcleo e os eletrões que se situam na camada mais afastada do próprio núcleo. PROPRIEDADES PERIÓDICAS DOS ELEMENTOS REPRESENTATIVOS ENERGIA DE IONIZAÇÃO Energia mínima necessária para remover um eletrão de um átomo neutro isolado (meio gasoso e baixa pressão) no estado fundamental, para uma distância tal que deixe de existir interação eletrostática entre o ião e o eletrão. Representação do raio atómico obtido a partir de uma molécula diatómica homonuclear.
QUÍMICA 10 Aumenta ao longo do grupo devido ao aumento do número de níveis de energia preenchidos. Diminui ao longo do período devido ao aumento da carga nuclear. RAIO ATÓMICO Variação do raio atómico dos elementos dos blocos s e p ao longo dos grupos e dos períodos da Tabela Periódica.
QUÍMICA 10 Diminui ao longo do grupo devido ao aumento do número de níveis de energia preenchidos. Aumenta ao longo do período devido ao aumento da carga nuclear. ENERGIA DE IONIZAÇÃO Variação da energia de ionização (em kJ mol–1 ) ao longo dos grupos e dos períodos da Tabela Periódica.
QUÍMICA 10 De todos os elementos, o que tem maior energia de ionização é o hélio e o que tem menor é o césio. Variação da energia de ionização em função do número atómico (Z).
QUÍMICA 10 Relacionando as duas propriedades estudadas, pode concluir-se que, à medida que aumenta o raio atómico diminui a energia de ionização.
QUÍMICA 10 FORMAÇÃO DE IÕES E REATIVIDADE DE ELEMENTOS QUÍMICOS Os elementos do grupo 1 têm grande tendência a perder o seu único eletrão de valência, transformando- se em iões monopositivos (catiões monovalentes). Os elementos do grupo 2 têm tendência a perder os seus dois eletrões de valência transformando-se em iões dipositivos (catiões divalentes).
QUÍMICA 10 • A reatividade dos metais alcalinos e dos metais alcalino terrosos aumenta ao longo do grupo. • Quanto mais fácil for a remoção dos eletrões de valência dos átomos de um elemento, mais reativo será o elemento.
QUÍMICA 10 Os elementos do grupo 17, com sete eletrões de valência, têm tendência a captar um eletrão, transformando-se em iões mononegativos (aniões monovalentes). Os gases nobres (grupo 18) apresentam as orbitais de valência s e p completamente preenchidas, com exceção do hélio que apresenta apenas a orbital s, o que lhes confere grande estabilidade e, portanto, baixa reatividade.
QUÍMICA 10 RAIO IÓNICO E RAIO ATÓMICO Os catiões apresentam raios menores do que os raios dos respetivos átomos. Os aniões apresentam raios maiores do que os raios dos respetivos átomos. Comparação do raio do átomo de sódio (raio atómico) com o raio do respetivo catião (raio iónico). Comparação do raio do átomo de cloro (raio atómico) com o raio do respetivo anião (raio iónico).
QUÍMICA 10 • Átomos e iões com o mesmo número de eletrões e, portanto, a mesma configuração eletrónica, são chamados partículas isoeletrónicas. • Na comparação do raio das partículas isoeletrónicas, o efeito predominante é o aumento da carga nuclear, aumentando a atração entre o núcleo e os eletrões. Comparação do tamanho de partículas isoeletrónicas, em picómetros (pm). • Quando se comparam partículas isoeletrónicas, quanto maior for a carga nuclear menor será o raio iónico.
QUÍMICA 10 • Física e Química A l 10.º ano DOMÍNIO 1 | ELEMENTOS QUÍMICOS E SUA ORGANIZAÇÃO Massa e tamanho dos átomos Contudo, esta classificação nem sempre é clara para alguns elementos. Nesses casos, o elemento químico é classificado com base nas propriedades predominantes. Em regra, ao longo de um período, as propriedades físicas e químicas dos elementos variam gradualmente de metálicas para não metálicas, da esquerda para a direita. Assim, pode dizer se que o ‑ caráter metálico diminui ao longo dos períodos. Por outro lado, ao longo do grupo as propriedades dos metais acentuam se, ‑ pelo que o caráter metálico aumenta ao longo dos grupos.
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.
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 Que propriedades periódicas se podem estudar na Tabela Periódica?
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
3.3. Propriedades periódicas dos elementos representativos O raio atómico: variação ao longo do grupo e do período
Variação do raio atómico com o número atómico (Z) ao longo de vários períodos 3.3. Propriedades periódicas dos elementos representativos O raio atómico
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 O raio iónico
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
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
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 A energia de ionização
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 (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. 3.3. Propriedades periódicas dos elementos representativos Propriedades do elemento versus propriedades da substância elementar
M12 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. Síntese de conteúdos
M12 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). Síntese de conteúdos
M12 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. Síntese de conteúdos

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Tabela Periódica Ezequiel
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    QUÍMICA 10 2 Antoine Lavoisieragrupou as substâncias então conhecidas em quatro categorias: gases, não metais, metais e elementos terrosos. LEI DAS TRÍADES DE DÖBEREINER Döbereiner organizou os elementos em conjuntos de três com propriedades semelhantes e por ordem crescente de massas atómicas. TABELA PERIÓDICA Esquema de organização de informação sobre os elementos químicos e respetivas substâncias elementares. EVOLUÇÃO HISTÓRICA DA TABELA PERIÓDICA Lei das Tríades de Döbereiner.
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    QUÍMICA 10 3 PARAFUSO TELÚRICODE CHANCOURTOIS Elementos organizados por ordem crescente de massas atómicas, colocados sobre uma linha helicoidal, onde se observa uma certa periodicidade dos elementos que ficavam dispostos na mesma coluna. LEI DAS OITAVAS DE NEWLANDS Elementos organizados numa tabela obedecendo a uma sequência de ordem crescente de massas atómicas. As propriedades repetem-se a cada oito elementos, ficando todos localizados na mesma coluna. Lei das Oitavas de Newlands (1863). O Parafuso Telúrico de Chancourtois.
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    QUÍMICA 10 4 LEI PERIÓDICADE MENDELEEV Mendeleev é considerado o “pai” da Tabela Periódica. Organizou uma tabela onde colocou os elementos por ordem crescente do número de massa (regra pontualmente desrespeitada), onde os elementos com propriedades semelhantes se localizavam na mesma coluna. Com Moseley, a Lei Periódica passou a referir que, quando os elementos são agrupados por ordem crescente de número atómico (Z), se observa a repetição periódica de várias propriedades. Na Tabela Periódica os elementos estão dispostos por ordem crescente de número atómico.
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    QUÍMICA 10 5 Tabela Periódicaaprovada pela IUPAC em maio de 2013. A Tabela Periódica é uma “base de dados” ainda em evolução, já que prevê a possibilidade de existência de elementos que ainda não foi possível obter.
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    ANTOINE LAVOISIER (1743-1794) Em1789, deu a conhecer uma lista de elementos dividida em vários “conjuntos”: cromometais, gases, ácidos e elementos terrosos. Construiu uma tabela com 33 elementos. Limitação: Não conseguiu classificar os elementos tendo em conta uma propriedade específica dos mesmos. Como organizar os elementos de forma a conhecer melhor as suas propriedades? 3.1. Evolução histórica da Tabela Periódica
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    J. JACOB BERZELIUS(1779-1848) Isolou e determinou os “pesos atómicos” de cerca de 43 elementos químicos e descobriu elementos até então desconhecidos – selénio, tório e cério. 3.1. Evolução histórica da Tabela Periódica
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    JOHANN W. DÖBEREINER(1780-1849) Em 1817, organizou os elementos em “tríades” (grupos) de elementos com propriedades semelhantes. Exemplo: lítio, sódio e potássio ou cloro, bromo e iodo ou ainda cálcio, estrôncio e bário. A massa atómica do elemento central da “tríade” era a média da massa atómica dos outros dois elementos. Limitação: Muitos elementos não podiam ser agrupados em “tríades”. 3.1. Evolução histórica da Tabela Periódica
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    ALEXANDRE-ÉMILE CHANCOURTOIS (1820-1886) Em 1862,criou o “parafuso telúrico”, colocando os elementos químicos por ordem crescente das suas massas atómicas, numa linha espiralada de 45° traçada sobre a superfície lateral de um cilindro. Verificou que os elementos químicos com propriedades semelhantes se situavam sobre a mesma geratriz do cilindro. Limitação: Não conseguiu classificar os elementos tendo em conta uma propriedade específica dos mesmos. 3.1. Evolução histórica da Tabela Periódica
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    JOHN NEWLANDS (1837-1898) Em1863, organizou os elementos por “oitavas”. A cada oito elementos, colocados em linhas horizontais, observa-se uma repetição das propriedades químicas do primeiro elemento considerado – “lei das oitavas”. Surgiu, assim, a noção de período. Limitação: Esta lei apenas funcionava corretamente para as duas primeiras “oitavas”. 3.1. Evolução histórica da Tabela Periódica
  • 11.
    J. LOTHAR MEYER(1830-1895) Criou um gráfico – “curva de Lothar Meyer” – que relacionava o volume atómico dos elementos e as suas respetivas massas atómicas relativas. A última versão da proposta surge em 1868. Limitações: Não fez distinção entre elementos e substâncias elementares; não previu as propriedades dos elementos que ocupariam os lugares vazios. A partir da curva de Meyer foi possível classificar periodicamente os elementos, provando, definitivamente, que estes têm propriedades semelhantes. 3.1. Evolução histórica da Tabela Periódica
  • 12.
    DMITRI MENDELEEV (1834-1907) Em1870, colocou os elementos por ordem crescente das suas massas atómicas, distribuindo-os em 8 colunas verticais e 12 linhas horizontais. As vantagens da tabela de Mendeleev sobre as anteriores eram: – exibia semelhanças verticais e horizontais e não apenas em pequenos conjuntos, como as “tríades”; – previa a existência de novos elementos e suas propriedades físico-químicas, como o escândio, o gálio e o germânio. Limitação: Os elementos eram agrupados em função da massa atómica (por esta ordem, o árgon deveria ser um metal alcalino e o sódio um gás nobre). 3.1. Evolução histórica da Tabela Periódica
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    WILLIAM RAMSAY (1852-1916) Descobriuos elementos néon, árgon, crípton e xénon que, juntamente com o hélio e o rádon, formam um grupo da Tabela Periódica – os gases nobres. 3.1. Evolução histórica da Tabela Periódica
  • 14.
    HENRY MOSELEY (1887-1915) Em1913, corrige a tabela de Mendeleev, estabelecendo a periodicidade dos elementos em função do número atómico – Z. 3.1. Evolução histórica da Tabela Periódica
  • 15.
    GLENN SEABORG (1912-1999) Seaborgdescobriu elementos transurânicos (do número atómico 94 até ao 102). Reconfigurou a Tabela Periódica colocando a série dos actinídeos abaixo da série dos lantanídeos. A sua proposta foi publicada em 1944. 3.1. Evolução histórica da Tabela Periódica
  • 16.
    A Tabela Periódicaatual é constituída por 118 elementos químicos organizados em 18 colunas (grupos) e 7 linhas (períodos). Tal como aconteceu até aos dias de hoje, a Tabela Periódica é um documento aberto que poderá a qualquer momento receber mais informações vindas de novas descobertas científicas. 3.1. Evolução histórica da Tabela Periódica
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    A Tabela Periódica(TP) consiste na disposição sistemática dos elementos químicos, na forma de uma tabela, em função das propriedades dos elementos e das respetivas substâncias elementares. A TP surgiu devido à crescente descoberta de elementos químicos e da consequente necessidade de organização dos mesmos, de acordo com as suas propriedades, determinadas pela estrutura eletrónica dos átomos. Os principais contributos para a evolução da TP, desde o aparecimento da primeira proposta até à versão atual (que se mantém um documento aberto), foram dados por vários cientistas: – Döbereiner (1817) organizou os elementos por “tríades” (grupos de três elementos com propriedades semelhantes). – Chancourtois (1862) criou o “parafuso telúrico” colocando os elementos por ordem crescente das suas massas atómicas. Verifica que os elementos com propriedades semelhantes se situam sobre a mesma linha traçada sobre a superfície lateral de um cilindro. M10 Síntese de conteúdos
  • 18.
    – Newlands (1863)organizou os elementos por “oitavas”. A cada oito elementos, colocados em linhas horizontais, as propriedades eram semelhantes. Surge a noção de período. – Meyer (1868) construiu a designada “curva de Meyer” que relaciona o volume atómico dos elementos e as suas respetivas massas atómicas relativas. – Mendeleev (1870) colocou os elementos por ordem crescente das suas massas atómicas, organizados em 8 colunas e 12 linhas. Primeira proposta onde se exibe semelhanças de propriedades em colunas e em linhas. Prevê a existência de novos elementos e das suas propriedades. – Moseley (1913) estabelece a periodicidade dos elementos em função do número atómico. – Seaborg (1944) descobre os elementos transurânicos e colocou a série dos actinídeos abaixo da série dos lantanídeos. M10 Síntese de conteúdos
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    Atualmente a TabelaPeriódica é constituída por 118 elementos, conforme a IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry), organizados numa matriz quadriculada de filas verticais e horizontais, por ordem crescente de número atómico (Z). Como interpretar a posição dos elementos na Tabela Periódica? 3.2. Estrutura da Tabela Periódica
  • 20.
    Cada uma dasquadrículas apresenta informações relativas ao elemento químico, tais como o número atómico, o símbolo químico e respetivo nome e a massa atómica relativa. Pode, ainda, apresentar outras informações características desse elemento, como, por exemplo, a configuração eletrónica. 3.2. Estrutura da Tabela Periódica
  • 21.
    Número atómico Símbolo químico Nome Massa atómicarelativa 3 Li Lítio 6,94 3.2. Estrutura da Tabela Periódica
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    Semimetais Metais Não metais 3.2.Estrutura da Tabela Periódica Famílias de metais e de não metais
  • 23.
    Os elementos químicosna Tabela Periódica encontram-se organizados em 18 colunas (linhas verticais)e 7 linhas (horizontais). 3.2. Estrutura da Tabela Periódica Grupos, períodos e blocos Grupos – são as colunas da Tabela Periódica e encontram-se numerados de 1 a 18, da esquerda para a direita. Períodos – são as linhas da Tabela Periódica e encontram-se numerados de 1 a 7, de cima para baixo.
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    Grupos e Períodos 1.°Grupo 3.2. Estrutura da Tabela Periódica Grupos, períodos e blocos
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    Grupos e Períodos 17.°Grupo 3.2. Estrutura da Tabela Periódica Grupos, períodos e blocos
  • 26.
    1.° Período 2.° Período 3.°Período 4.° Período 5.° Período 6.° Período 7.° Período Grupos e Períodos 3.2. Estrutura da Tabela Periódica Grupos, períodos e blocos
  • 27.
    Dentro de cadagrupo, as propriedades físicas e químicas dos elementos são semelhantes. Alguns grupos, ou famílias, são conhecidos por designações específicas: 3.2. Estrutura da Tabela Periódica Grupos, períodos e blocos
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  • 29.
    Na Tabela Periódicaos elementos também se encontram organizados por blocos. 3.2. Estrutura da Tabela Periódica Grupos, períodos e blocos Blocos – são quatro conjuntos (blocos s, p, d e f ) agrupados de acordo com a configuração eletrónica de valência. A posição dos elementos na Tabela Periódica depende da sua configuração eletrónica.
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    1s1 1s2 2s1 2s2 2p1 2p2 2p3 2p4 2p5 2p6 3s1 3p6 3d 4p6 4d 5p6 5d6p6 6d 4f 5f Bloco s Bloco d Bloco p Bloco f 3.2. Estrutura da Tabela Periódica Grupos, períodos e blocos Na Tabela Periódica os elementos também se encontram organizados por blocos.
  • 31.
    Relativamente aos grupos,verifica-se que: 3.2. Estrutura da Tabela Periódica Grupos, períodos e blocos Os elementos de um mesmo grupo possuem o mesmo número de eletrões de valência. É por essa razão que esses elementos e as suas substâncias elementares têm propriedades físicas e químicas semelhantes.
  • 32.
    3.2. Estrutura daTabela Periódica Grupos, períodos e blocos Relativamente aos períodos, verifica-se que: O nível de energia mais elevado da configuração eletrónica de um elemento indica o período a que pertence.
  • 33.
    3.2. Estrutura daTabela Periódica Grupos, períodos e blocos Relativamente aos blocos, verifica-se que: Os elementos de um mesmo bloco possuem a última orbital de valência, preenchida ou em preenchimento, do mesmo tipo (s, p, d ou f ).
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    Por exemplo, parao elemento enxofre de configuração eletrónica: Configuração eletrónica de valência 3s2 3p4 : 6 e– de valência Grupo 16 Nível de energia mais elevado n = 3 3.° Período Última orbital de valência tipo p (3p4 ) Bloco p 3.2. Estrutura da Tabela Periódica Grupos, períodos e blocos
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    Bloco s Blocod Bloco p Bloco f Os elementos dos blocos s e p (grupos 1, 2 e 13 a 18) também se designam por elementos representativos. Os elementos com eletrões em orbitais de subníveis d e f preenchidas ou em preenchimento (grupos 3 a 12) designam-se por elementos de transição e elementos de transição interna, respetivamente. 3.2. Estrutura da Tabela Periódica Elementos representativos e de transição
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    Elementos representativos Elementos detransição Elementos de transição interna 3.2. Estrutura da Tabela Periódica Elementos representativos e de transição
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    A TP estáorganizada em 18 grupos (colunas verticais), em 7 períodos (colunas horizontais) e em 4 blocos, de acordo com a configuração eletrónica dos 118 elementos que a constituem. Os elementos dos grupos mais à esquerda da TP são metais e os que se encontram mais à direita pertencem à família dos não metais. Os elementos de um mesmo grupo possuem o mesmo número de eletrões de valência. É por essa razão que esses elementos, e as suas substâncias elementares, possuem propriedades físicas e químicas semelhantes. Os elementos de um mesmo período possuem o mesmo número de níveis de energia. Os elementos de um mesmo bloco possuem a última orbital de valência preenchida ou em preenchimento do mesmo tipo (s, p, d ou f). Os elementos dos blocos s e p também se designam por elementos representativos e os elementos com eletrões em orbitais de subníveis d e f, preenchidas ou em preenchimento, designam-se por elementos de transição e elementos de transição interna, respetivamente. M11 Síntese de conteúdos
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    QUÍMICA 10 38 ORGANIZAÇÃO DATABELA PERIÓDICA Na Tabela Periódica atual, os elementos encontram-se dispostos por ordem crescente de número atómico, ao longo de 7 períodos e 18 grupos. Os elementos da Tabela Periódica são também divididos por uma linha quebrada, de acordo com as suas propriedades físicas, em metais, não metais e semimetais.
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    QUÍMICA 10 39 TABELA PERIÓDICAE CONFIGURAÇÃO ELETRÓNICA DOS ELEMENTOS O grupo em que um elemento representativo se encontra relaciona-se com o número de eletrões de valência que esse elemento possui. O período em que se situa cada um dos elementos é dado pelo número do maior nível de energia preenchido ou em preenchimento.
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    QUÍMICA 10 Os elementosda Tabela Periódica podem ainda ser agrupados em 4 blocos, s, p, d e f, de acordo com o tipo de orbital que se encontra em preenchimento. Organização da Tabela Periódica em blocos. Os elementos da Tabela Periódica podem ainda ser agrupados em 4 blocos, s, p, d e f, de acordo com o tipo de orbital que se encontra em preenchimento.
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    QUÍMICA 10 PROPRIEDADES DOS Energiade ionização Raio atómico Ponto de fusão Ponto de ebulição Densidade Estado físico O elemento carbono, C, da origem a varias substâncias elementares, como, por exemplo, o diamante e a grafite. Estrutura do diamante e da grafite. ELEMENTOS QUÍMICOS E DAS SUBSTÂNCIAS ELEMENTARES
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    QUÍMICA 10 RAIO ATÓMICO Distânciamédia entre o centro do núcleo e os eletrões que se situam na camada mais afastada do próprio núcleo. PROPRIEDADES PERIÓDICAS DOS ELEMENTOS REPRESENTATIVOS ENERGIA DE IONIZAÇÃO Energia mínima necessária para remover um eletrão de um átomo neutro isolado (meio gasoso e baixa pressão) no estado fundamental, para uma distância tal que deixe de existir interação eletrostática entre o ião e o eletrão. Representação do raio atómico obtido a partir de uma molécula diatómica homonuclear.
  • 43.
    QUÍMICA 10 Aumenta aolongo do grupo devido ao aumento do número de níveis de energia preenchidos. Diminui ao longo do período devido ao aumento da carga nuclear. RAIO ATÓMICO Variação do raio atómico dos elementos dos blocos s e p ao longo dos grupos e dos períodos da Tabela Periódica.
  • 44.
    QUÍMICA 10 Diminui aolongo do grupo devido ao aumento do número de níveis de energia preenchidos. Aumenta ao longo do período devido ao aumento da carga nuclear. ENERGIA DE IONIZAÇÃO Variação da energia de ionização (em kJ mol–1 ) ao longo dos grupos e dos períodos da Tabela Periódica.
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    QUÍMICA 10 De todosos elementos, o que tem maior energia de ionização é o hélio e o que tem menor é o césio. Variação da energia de ionização em função do número atómico (Z).
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    QUÍMICA 10 Relacionando asduas propriedades estudadas, pode concluir-se que, à medida que aumenta o raio atómico diminui a energia de ionização.
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    QUÍMICA 10 FORMAÇÃO DEIÕES E REATIVIDADE DE ELEMENTOS QUÍMICOS Os elementos do grupo 1 têm grande tendência a perder o seu único eletrão de valência, transformando- se em iões monopositivos (catiões monovalentes). Os elementos do grupo 2 têm tendência a perder os seus dois eletrões de valência transformando-se em iões dipositivos (catiões divalentes).
  • 48.
    QUÍMICA 10 • Areatividade dos metais alcalinos e dos metais alcalino terrosos aumenta ao longo do grupo. • Quanto mais fácil for a remoção dos eletrões de valência dos átomos de um elemento, mais reativo será o elemento.
  • 49.
    QUÍMICA 10 Os elementosdo grupo 17, com sete eletrões de valência, têm tendência a captar um eletrão, transformando-se em iões mononegativos (aniões monovalentes). Os gases nobres (grupo 18) apresentam as orbitais de valência s e p completamente preenchidas, com exceção do hélio que apresenta apenas a orbital s, o que lhes confere grande estabilidade e, portanto, baixa reatividade.
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    QUÍMICA 10 RAIO IÓNICOE RAIO ATÓMICO Os catiões apresentam raios menores do que os raios dos respetivos átomos. Os aniões apresentam raios maiores do que os raios dos respetivos átomos. Comparação do raio do átomo de sódio (raio atómico) com o raio do respetivo catião (raio iónico). Comparação do raio do átomo de cloro (raio atómico) com o raio do respetivo anião (raio iónico).
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    QUÍMICA 10 • Átomose iões com o mesmo número de eletrões e, portanto, a mesma configuração eletrónica, são chamados partículas isoeletrónicas. • Na comparação do raio das partículas isoeletrónicas, o efeito predominante é o aumento da carga nuclear, aumentando a atração entre o núcleo e os eletrões. Comparação do tamanho de partículas isoeletrónicas, em picómetros (pm). • Quando se comparam partículas isoeletrónicas, quanto maior for a carga nuclear menor será o raio iónico.
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    QUÍMICA 10 •Física e Química A l 10.º ano DOMÍNIO 1 | ELEMENTOS QUÍMICOS E SUA ORGANIZAÇÃO Massa e tamanho dos átomos Contudo, esta classificação nem sempre é clara para alguns elementos. Nesses casos, o elemento químico é classificado com base nas propriedades predominantes. Em regra, ao longo de um período, as propriedades físicas e químicas dos elementos variam gradualmente de metálicas para não metálicas, da esquerda para a direita. Assim, pode dizer se que o ‑ caráter metálico diminui ao longo dos períodos. Por outro lado, ao longo do grupo as propriedades dos metais acentuam se, ‑ pelo que o caráter metálico aumenta ao longo dos grupos.
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    3.3. Propriedades periódicasdos 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.
  • 54.
    A interpretação destaspropriedades 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?
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    Causas que provocam variação daintensidade da força elétrica e seus efeitos 3.3. Propriedades periódicas dos elementos representativos Que propriedades periódicas se podem estudar na Tabela Periódica?
  • 56.
    O raio atómicoé 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
  • 57.
    Raio atómico covalenteé 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
  • 58.
    3.3. Propriedades periódicasdos elementos representativos O raio atómico: variação ao longo do grupo e do período
  • 59.
    Variação do raioatómico com o número atómico (Z) ao longo de vários períodos 3.3. Propriedades periódicas dos elementos representativos O raio atómico
  • 60.
    O raio deum 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 O raio iónico
  • 61.
    A energia deionização 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
  • 62.
    3.3. Propriedades periódicasdos elementos representativos A energia de ionização: variação ao longo do grupo e do período
  • 63.
    3.3. Propriedades periódicasdos elementos representativos A energia de ionização Variação da energia de ionização com o número atómico (Z) ao longo de vários períodos
  • 64.
    Os átomos transformam-seem 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
  • 65.
    Assim, dada asua 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 A energia de ionização
  • 66.
    Analisando com atençãoa 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 (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
  • 67.
    Exemplo: propriedades doelemento 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
  • 68.
    Propriedades físicas dassubstâncias metálicas e não metálicas 3.3. Propriedades periódicas dos elementos representativos Propriedades do elemento versus propriedades da substância elementar
  • 69.
    Para identificar ouavaliar 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. 3.3. Propriedades periódicas dos elementos representativos Propriedades do elemento versus propriedades da substância elementar
  • 70.
    M12 Entre as propriedadesperiódicas 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. Síntese de conteúdos
  • 71.
    M12 Os átomos transformam-seem 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). Síntese de conteúdos
  • 72.
    M12 Enquanto algumas daspropriedades 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. Síntese de conteúdos