1.2.a - Tabela Periodica

UNIDADE 1 - DAS ESTRELAS AO ÁTOMO
4. TABELA PERIÓDICA:
ORGANIZAÇÃO DOS ELEMENTOS QUÍMICOS
4.1. RELAÇÃO ENTRE A ESTRUTURA DA TABELA PERIÓDICA
E A ESTRUTURA ELECTRÓNICA DOS ELEMENTOS
4.2. COMPORTAMENTO QUÍMICO DOS ELEMENTOS DE
UM MESMO GRUPO DA TABELA PERIÓDICA
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4.3. VARIAÇÃO DAS PROPRIEDADES PERIÓDICAS
OBJETIVOS
• Interpretar a organização actual da Tabela Periódica em
períodos, grupos (1 a 18), e elementos representativos
(Blocos s e p) e não representativos.
• Identificar a posição de cada elemento na Tabela Periódica
segundo o grupo e o período.
• Relacionar as posições dos elementos representativos na
Tabela Periódica com as suas configurações electrónicas.
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• Verificar que algumas propriedades físicas e químicas, dos
elementos representativos da Tabela Periódica e das suas
substâncias elementares, são periódicas.
OBJETIVOS
• Interpretar as propriedades físicas e químicas,
dos elementos representativos da Tabela Periódica
e das suas substâncias elementares, em termos das
distribuições electrónicas.
• Interpretar as informações contidas na Tabela Periódica,
que se referem aos elementos e às suas substâncias
elementares.
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• Reconhecer na Tabela Periódica um instrumento organizador
de conhecimentos sobre os elementos químicos.
CONTEÚDOS
• História da Tabela Periódica
• Estrutura da Tabela Periódica
• Posição dos Elementos na Tabela Periódica e Suas
Configurações Electrónicas
• Variação do Raio Atómico
• Variação do Raio Iónico
• Variação da Energia de Ionização
• Propriedades Químicas
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• A Tabela Periódica como Fonte de Informação
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ESTRUTURA DA TABELA PERIÓDICA
POSIÇÃO DOS ELEMENTOS NA TABELA PERIÓDICA
E SUAS CONFIGURAÇÕES ELECTRÓNICAS
A posição dos elementos na Tabela Periódica depende da
sua configuração electrónica.
Os elementos estão ordenados por ordem crescente do
número atómico (é igual ao número de protões e de electrões).
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O número do período indica o número quântico principal (n)
das orbitais de valência (do último nível de energia) e o
número de níveis de energia dos elementos desse período.
POSIÇÃO DOS ELEMENTOS NA TABELA PERIÓDICA
E SUAS CONFIGURAÇÕES ELECTRÓNICAS
O número das unidades dos grupos 1, 2, 13 a 18 indica
o número de electrões no último nível de energia
(electrões de valência), excepto no hélio.
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Os electrões de valência encontram-se nas orbitais de valência.
POSIÇÃO DOS ELEMENTOS NA TABELA PERIÓDICA
E SUAS CONFIGURAÇÕES ELECTRÓNICAS
Os elementos do grupo 1 têm todos um electrão de valência
numa orbital s (s1).
Os elementos do grupo 2 têm todos dois electrões de valência
numa orbital s (s2).
Bloco s – Elementos dos grupos 1 e 2, juntamente com o hélio
que tem dois electrões (1s2), com uma orbital de valência s.
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Os elementos do grupo 18 têm todos 8 electrões de valência em
orbitais s e p (s2 p6), excepto o hélio que tem dois electrões (1s2).
POSIÇÃO DOS ELEMENTOS NA TABELA PERIÓDICA
E SUAS CONFIGURAÇÕES ELECTRÓNICAS
Bloco p – Elementos dos grupos 13 a 18, excepto o hélio,
com orbitais de valência s e p.
Elementos representativos – Elementos dos blocos s e p
(grupos 1, 2, 13 a 18)
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Blocos d e f – Outros elementos que têm os electrões de
valência em orbitais d e f (orbitais de valência).
POSIÇÃO DOS ELEMENTOS NA TABELA PERIÓDICA
E SUAS CONFIGURAÇÕES ELECTRÓNICAS
Todos os períodos começam com elementos que têm uma
orbital de valência s com 1 electrão e terminam com elementos
que têm as orbitais p com 6 electrões (preenchidas), excepto o
primeiro período que termina com o hélio, que tem uma orbital s
com 2 electrões.
Os elementos do mesmo grupo possuem o mesmo número de
electrões de valência, distribuídos por orbitais do mesmo tipo.
Por isso, os elementos e as suas substâncias elementares têm
as mesmas propriedades físicas e químicas.
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Estas propriedades variam periodicamente ao longo da Tabela
Periódica (são propriedades periódicas).
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POSIÇÃO DOS ELEMENTOS NA TABELA PERIÓDICA
E SUAS CONFIGURAÇÕES ELECTRÓNICAS
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VARIAÇÃO DO RAIO ATÓMICO
VARIAÇÃO DO RAIO ATÓMICO
O raio atómico aumenta ao longo do grupo e diminui ao longo
do período:
• Aumenta ao longo do grupo porque os electrões de valência
estão em níveis de energia (camadas) mais afastados do
núcleo (n é maior).
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• Diminui ao longo do período porque os electrões de valência
estão no mesmo nível de energia e existem mais protões
(carga nuclear maior), que atraem mais os electrões.
VARIAÇÃO DO RAIO ATÓMICO
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O átomo de potássio (K) tem mais camadas (n é maior) do que
o átomo de sódio (Na), pelo que o raio atómico do K é maior.
VARIAÇÃO DO RAIO ATÓMICO
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O átomo de magnésio (Mg) tem maior carga nuclear do que o
átomo de sódio (Na), pelo que os electrões do Mg são mais
atraídos pelo núcleo e o seu raio atómico é menor.
VARIAÇÃO DO RAIO IÓNICO
Um catião (ião positivo) tem menos electrões do que o átomo
correspondente, pelo que existem menos repulsões e a nuvem
electrónica fica menor. Além disso, o catião pode ficar com
menos uma camada.
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Os raios iónicos dos catiões são menores do que os raios dos
respectivos átomos.
VARIAÇÃO DO RAIO IÓNICO
Um anião (ião negativo) tem mais electrões do que o átomo
correspondente, pelo que existem mais repulsões e a nuvem
electrónica fica maior.
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Os raios iónicos dos aniões são maiores do que os raios dos
respectivos átomos.
VARIAÇÃO DO RAIO IÓNICO
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Nos iões isoeletrónicos (iões com o mesmo número de
electrões), quanto maior for a carga nuclear do ião,
menor é o seu tamanho. Isto acontece porque um núcleo
com mais protões atrai mais os electrões (ex: Mg2+).
VARIAÇÃO DA ENERGIA DE IONIZAÇÃO
Energia de ionização (Ei - energia de primeira ionização) Energia necessária para extrair o electrão mais afastado
do núcleo (electrão de valência), que tem menor energia
de remoção.
A energia de ionização mede-se em Joules por electrão (J/e).
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A energia de ionização diminui ao longo do grupo e aumenta
ao longo do período.
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VARIAÇÃO DA ENERGIA DE IONIZAÇÃO
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VARIAÇÃO DA ENERGIA DE IONIZAÇÃO
VARIAÇÃO DA ENERGIA DE IONIZAÇÃO
Num grupo, a energia de ionização diminui porque o electrão de
valência fica mais afastado do núcleo (porque aumenta o
número de camadas), pelo que é menos atraído e removido
mais facilmente.
Além disso, como aumenta o número de electrões, também
aumenta a repulsão sobre os electrões de valência, que contraria
a atracção do núcleo (efeito de blindagem).
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Num período, a energia de ionização aumenta porque o electrão
de valência é mais atraído pelo núcleo (porque aumenta a carga
nuclear), pelo que é removido mais dificilmente.
PROPRIEDADES QUÍMICAS
Grupo 1 – Família dos Metais Alcalinos
Têm um electrão de valência,
que perdem facilmente, formando
iões monopositivos (Li+, Na+, K+).
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Reagem muito com a água,
libertando energia e hidrogénio gasoso,
e formando um hidróxido
(solução básica).
PROPRIEDADES QUÍMICAS
Reagem facilmente com o oxigénio e com os halogéneos
(grupo 17).
A reactividade aumenta ao longo do grupo, porque o electrão
de valência fica mais longe do núcleo, saindo com mais facilidade
(a energia de ionização é mais baixa).
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O hidrogénio, por ter só um electrão, costuma estar no grupo 1,
porque tem uma configuração electrónica semelhante à dos
metais alcalinos. Mas, as suas propriedades são muito diferentes.
PROPRIEDADES QUÍMICAS
Grupo 2 – Família dos Metais Alcalino-Terrosos
Têm 2 electrões de valência, que perdem
facilmente, formando iões bipositivos
(Be2+, Mg2+, Ca2+).
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Reagem com a água, libertando energia
e hidrogénio gasoso, e formando um
hidróxido (solução básica).
PROPRIEDADES QUÍMICAS
Reagem com o oxigénio e com os halogéneos (grupo 17).
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A reactividade aumenta ao longo do grupo, porque o electrão
de valência fica mais longe do núcleo, saindo com mais
facilidade (a energia de ionização é mais baixa).
PROPRIEDADES QUÍMICAS
Grupo 17 - Família dos Halogéneos
São elementos não metálicos e têm
7 electrões de valência (precisam de um
electrão para completar uma orbital 2p).
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São muito reactivos porque recebem
facilmente um electrão, formando iões
mononegativos (iões halogenetos ou
haletos: F-, Cl-, Br-, I-).
PROPRIEDADES QUÍMICAS
Reagem com os metais alcalinos e alcalino-terrosos (grupo 1 e 2),
formando sais.
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A reactividade diminui ao longo do grupo, porque a atracção do
núcleo sobre o electrão a captar é menor, quando a camada que
o vai receber está mais afastada (nível de energia é maior).
PROPRIEDADES QUÍMICAS
Grupo 18 - Família dos Gases Nobres, Raros ou Inertes
Têm 8 electrões de valência
(excepto o hélio, que tem dois).
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São muito estáveis (praticamente
não reagem), porque têm o nível
de valência totalmente preenchido
(não perdem ou recebem electrões).
PROPRIEDADES QUÍMICAS
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As propriedades químicas das substâncias elementares
dependem do número de electrões de valência dos elementos,
porque são estes electrões que participam nas reacções químicas.
A TABELA PERIÓDICA COMO FONTE
DE INFORMAÇÃO
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A Tabela Periódica indica várias informações sobre as
propriedades físicas e químicas dos elementos e das suas
substâncias elementares:
A TABELA PERIÓDICA COMO FONTE
DE INFORMAÇÃO
Propriedades físicas dos elementos (átomos) – Número atómico,
raio atómico, energia de 1ª ionização, configuração electrónica e
massa atómica relativa.
Propriedades físicas das substâncias elementares – Estado físico,
ponto de ebulição, ponto de fusão e densidade.
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Estas informações permitem-nos saber as propriedades químicas
das substâncias elementares, como a sua reactividade com outras
substâncias.
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BIBLIOGRAFIA
Dantas, M., & Ramalho, M. (2008). Jogo de Partículas A Física e Química A - Química - Bloco 1 - 10º/11º Ano.
Lisboa: Texto Editores.