A Química dos Não

Universidade Federal de Itajubá
Química Geral: Professor Élcio
Marcus V. Souza / Renan N. Nascimento
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Conceitos Gerais. Tendências Periódicas e
Reações Químicas;
 Hidrogênio;
 Grupo 8A: Os Gases Nobres;
 Grupo 7A: Os Halogênios;
 Oxigênio;
 Outros Elementos do Grupo 6A;
 Nitrogênio ;
 Outros Elementos do Grupo 5A;
 Carbono;
 Outros Elementos do Grupo 4A;
 Boro.

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Isótopos do Hidrogênio

Raramente chamado de prótio, constitui 99,9844%
do hidrogênio natural.

O deutério constitui 0,0156% do hidrogênio natural.
Não é radioativo. Comumente simbolizado por “D”.

O trítio é radioativo e têm meia-vida de 12,3 anos.
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
O trítio pode ser preparado pela reação:
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Propriedades do Hidrogênio


Energia de ionização 1312 kJ
Eletronegatividade E=-73kJ
O H2 :
 Ponto de fusão: -259 °C
 Ponto de ebulição: -253 °C
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Obtenção do hidrogênio por equações
químicas:
 Em laboratório (Pequena quantidade):

Em larga escala:
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
(a) hidretos iônicos;

(b) hidretos metálicos;
(c) hidretos moleculares.

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
Neil Bartlett , em 1963, preparou o primeiro
composto de gás nobre:

Os outros gases nobres formam compostos com
muito maior dificuldade que o xenônio. Só se
conhece com certeza o composto binário de
criptônio, que se decompõe a -10°C.
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


Configuração Eletrônica externa: ns²np5, n
variando de 2 a 6.
Estado de oxidação do F: -1. Outros
halogênios: -1 a 7.
Cloro , bromo e iodo encontram-se como
haletos no mar e em depósitos de sal. O flúor
ocorre principalmente no CaF2 (fluorespato).
Todos os isótopos de astatínio são radioativo.
O de vida mais longa é o astatínio 210, com
meia-vida 8,1 h.
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
O potencial de redução destes elementos é
muito alto.
Utilização
 O flúor é muito utilizado em compostos
muito estáveis com o carbono.
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


O Hipoclorito de sódio ,NaClO, é ingrediente
ativo de muitos alvejantes.
O bromo e o iodo não são muito utilizados
pela indústria como o flúor e o cloro.
O iodo, na forma de KI, é utilizado na
iodização do sal de mesa para proporcionar a
pequena quantidade de iodo indispensável a
dieta humana.
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
Preparação de haletos de hidrogênio:
Compostos interalogenados
Ex: ClF. Estado de oxidação do F é -1 e do Cl é +1.
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

O oxigênio existe sob duas formas
alotrópicas, o O2 e o O3. O primeiro
dioxigênio, que é a forma normal do
elemento e o segundo o ozônio.
Na temperatura ambiente o dioxigênio é gás
incolor e inodoro. Condensa-se a -183 °C e
congela-se a -218 °C.
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Preparação de O2
 Por destilação fracionado do ar liquefeito.
 Fotossíntese.
 Em laboratório:


Utilizado na indústria de aços, para remoção
de impurezas.
Em medicina (auxiliar de respiração).
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O ozônio
 Gás venenoso, azul-pálido, com cheiro acre e
irritante.A exposição a 0,1 a 1 ppm provoca dor de
cabeça, irritação dos olhos e vias respiratórias.

É importante componente da alta atmosfera .Na
baixa atmosfera o ozônio é considerado poluente.
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

O estado de oxidação do oxigênio é sempre
negativo, exceto nos compostos com o flúor,
OF2 e O2F2.
A maior parte dos óxidos dos não-metais
combina-se com água e forma oxiácidos.
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


Óxidos que reagem com água e formam
ácidos são anidridos ácidos ou óxidos ácidos.
Óxidos que dissolvem em água e formam
hidróxidos são anidridos alcalinos ou óxidos
básicos.
Óxidos que não dissolvem em água são
neutros.
Óxidos que exibem propriedades ácidas e
alcalinas são anfóteros.
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

Os compostos com ligações O-O e oxigênio
com NOX -1 são peróxidos. Ex: KO2, RbO2.
O peróxido mais importante da química é o
H2O2. É empregado como anti-séptico suave
em baixa concentração e em soluções mais
concentradas em alvejantes de algodão lã e
seda.
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Configuração eletrônica ns2np4, com n
variando de 2 a 6.
Estado de oxidação mais comum é -2.Mas
também se encontram em estados de
oxidação positivos, até 16.
Podem ter camada de valência expandida. Ex:
SF6, SeF6 e TeF6.
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

A principal fonte de enxofre são grandes
depósitos subterrâneos de enxofre elementar.
Também ocorre na forma de sulfetos e
sulfatos minerais. Estão presentes no carvão
mineral e petróleo.
O selênio e o telúrio comparecem em
minerais raros como Cu2Se, PbSe, Ag2Se. São
também componentes minoritários de
sulfetos minerais de cobre, ferro, níquel e
chumbo.
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O enxofre têm várias formas alotrópicas. A forma
termodinamicamente estável , na temperatura
ambiente, é o enxofre rômbico, S8.
 As formas alotrópicas mais estáveis
do selênio e do telúrio são cristalinas
constituídas por cadeias helicoidais.

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


O SO2 se forma na combustão do enxofre ao
ar. É um gás sufocante e venenoso.
O H2SO4 é ácido forte, e têm a maior
produção dentre os produtos químicos.
Existem também o SeO2 e o TeO2. O primeiro
reage com água para formar ácido selenioso,
H2SeO3 . O segundo é insolúvel em água, mas
formam sais como NaHTeO3 e Na2TeO3.
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
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Gás incolor, inodoro e insípido, N2.
O Ponto de fusão é -210 °C e o ponto de
ebulição é -196 °C.
Muito pouco reativo em virtude da ligação
tripla forte em os átomos. A entalpia de
formação é 942 kJ/mol.
Atinge estados de oxidação variado de -3 a
+5.
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Utilizado principalmente na fabricação de
fertilizantes nitrogenados.
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


A amônia, NH3, é um dos mais importantes
compostos de nitrogênio.
Pode ser preparado em laboratório de acordo
com a equação:
A produção industrial se faz pelo processo
Haber:
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O nitrogênio forma três óxidos comuns: N2O, NO e
NO2.
 O óxido nitroso, N2O, é gás hilariante, incolor, usada
como anestésico geral.


O óxido nítrico, NO, é gás incolor e ligeiramente
tóxico. Pode ser preparado em laboratório pela
seguinte equação:
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
O processo industrial de obtenção do NO é a
oxidação catalítica:

O óxido nítrico reage facilmente com
oxigênio para formar NO2:
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


Dois oxiácidos comuns do nitrogênio são o
HNO3 e HNO2.
O ácido nítrico, HNO3, é líquido incolor e
corrosivo. È ácido forte. Seu maior uso é a
fabricação de NH4NO3 para fertilizantes.
O ácido nitroso, HNO2, é menos estável que o
HNO3 tendendo ao desproporcionamento
em NO e HNO3.
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

Os elementos possuem configuração
eletrônica na camada externa do tipo ns2np3,
com n variando de 2 a 6.
Seu estado de oxidação varia de -3 a +5.
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O fósforo ocorre principalmente nos fostatos
minerais sendo a principal fonte a rocha fosfática,
que contém, em sua maioria, o Ca3(PO4).
 É obtido industrialmente de acordo com a equação:


Fósforo branco, P4:
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
Os compostos mais importantes que contém
fósforo são os trialetos (tralogenetos) e os
pentaletos (Pentalogenetos).

Dentre os óxidos de fósforo o óxido de fósforo (III),
P4O6, e o óxido de fósforo (V), P4O10. Esses dois
óxidos representam os dois estados de oxidação
mais comum do P,+3 e +5.
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O arsênio, o antimônio e o bismuto ocorrem
na natureza na forma de sulfetos minerais,
como As2S3, Sb2S3 e Bi2S3.
O arsênio e o antimônio possuem formas
alotrópicas semelhante ao fósforo, sob
formas de tetraedro: As4 e Sb4.
O bismuto é metal, possuí aparência brancoavermelhada e não tem aparência metálica.
Forma liga com muitos outros metais.
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O carbono existe sob três formas cristalinas:
grafite, diamante e fulerenos.
 A grafite é um sólido macio, preto escorregadio,
tem brilho metálico e conduz eletricidade.
Folhas paralelas de átomos unidos pelas forças
de London.
 O diamante é um sólido duro e transparente na
qual os átomos de carbono formam uma rede
cristalina.
 Os fulerenos são as formas moleculares de
carbono. São moléculas individuais como C60,
C70, lembram bolas de futebol.

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

O carbono forma dois óxido principais: O CO
e o CO2.
O monóxido de carbono, CO, é gás incolor,
inodoro e insípido. É tóxico pois tem
afinidade com a hemoglobina e assim
interferir no transporte de oxigênio.
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O dióxido de carbono, CO2, é gás incolor e
inodoro . É componente da atmosfera e
principal contribuinte do Efeito Estufa.

Grande parte da produção de CO2 é utilizado
para refrigeração na sua forma sólida, CO2(s),
conhecido como Gelo Seco. Outra parte da
produção destina-se a fabricação de soda e
bicarbonato de sódio.
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O CO2 é moderadamente solúvel em água na
pressão atmosférica. Formando solução ácida.

Já o íon carbonato CO32-, forma solução básica com
a água. Encontra-se, natureza, o íon carbonatos em
diversos minerais sendo o principal deles a calcita
CaCO3.
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Possuem configuração eletrônica ns2np2.
Em sua maioria formam compostos ligados
covalentemente.
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
Depois do oxigênio, o silício é o elemento mais
abundante na crosta terrestre. Ocorre como
SiO2 e também numa grande diversidade de
silicatos minerais.

Cerca de 90% da crosta terrestre são
constituídos compostos que contenham silício e
oxigênio. Os silicatos são compostos com um
átomo de silício circundado por quatro átomos
de oxigênio.
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O íon silicato SiO4-4 está no seu estado de
oxidação mais comum +4.
SiO4-4
Si2O7-6
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Si2O6-4
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Quando o quartzo é fundido, formando um líquido
pegajoso, muitas ligações de sílicio e oxigênio são
rompidas. Quando resfria rapidamente o líquido
estas ligações se refazem porem os átomos não
conseguem se organizar. Obtém-se então um sólido
amorfo, o vidro de quartzo ou de silica.
 Silicones são substâncias organizadas em cadeias
deste tipo:

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

Configuração eletrônica: [He]2s22p1.
Moléculas constituídas apenas de boro e
hidrogênio constituem a família dos boranos.
Ex: BH3 e B2H6.
O ácido bórico H3BO3 é ácido muito fraco,
comumente usado como medicamento
oftálmico.
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BROWN, Theodore; LEMAY, Eugene;
BURSTEN, Bruce. Química: Ciência Central.
Tradução: Horácio Macedo. Rio de Janeiro:
Rio de Janeiro, 1999.
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