Apresentação do PowerPoint - Dr. Edenilson Niculau

Universidade Federal do Tocantins
Estrutura eletrônica dos átomos e
periodicidade química
Prof. Dr. Edenilson dos Santos Niculau
[email protected]
www.profedenilsonniculau.wordpress.com
Sumário
 PERIODICIDADE QUÍMICA
 A carga nuclear efetiva
 Raio atômico
 Raio iônico
 Energia de ionização
 Afinidade eletrônica
 Periodicidade nas propriedades químicas
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PERIODICIDADE QUÍMICA
Raio atômico
metade do comprimento da ligação
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PERIODICIDADE QUÍMICA
Raio iônico
Todos os cátions são menores que os átomos originais – Os átomos perdem um ou mais elétrons de
valência para formar o cátion e expõe o seu caroço, que é, geralmente, muito menor que o átomo
neutro.
 Os raios dos cátions cresce de cima para baixo no grupo e decresce da esquerda para a direita em
um período– Porque os elétrons ocupam camadas com números quânticos principais sucessivamente
maiores.
Os ânions são maiores do que os átomos originais – Pode ser atribuído ao aumento do número de
elétrons da camada de valência do ânion e os efeitos de repulsão que os elétrons exercem um sobre os
outros
Átomos isoeletrônicos – são átomos e íons que têm o mesmo número de elétrons.
Na + , F- e Mg2+
Esses três íons possuem a mesma configuração eletrônica [He]2s2 2p6
 Mg2+ < Na+ < F-
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PERIODICIDADE QUÍMICA
Raio iônico
Mesmo número de elétrons, por
que diferem no tamanho?
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PERIODICIDADE QUÍMICA
Energia de ionização
 Energia necessária para remover um elétron de um átomo ou íon gasoso
isolado.
 A primeira energia de ionização, I1, é a quantidade de energia necessária para
remover um elétron de um átomo gasoso:
Na(g)  Na+(g) + e A segunda energia de ionização, I2, é a energia necessária para remover um
elétron de um íon gasoso:
Na+(g)  Na2+(g) + e-
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PERIODICIDADE QUÍMICA
Energia de ionização
 Quando elétrons são removidos de uma átomo para formar um cátion, eles são
sempre removidos primeiro do orbital com maior número quântico principal
disponível, n.
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PERIODICIDADE QUÍMICA
Energia de ionização
1ª energia de ionização < 2ª energia de ionização, e assim
sucessivamente.
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PERIODICIDADE QUÍMICA
Energia de ionização (Tendências periódicas)
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PERIODICIDADE QUÍMICA
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PERIODICIDADE QUÍMICA
Qual desses átomos possui maior energia de ionização, 4Be ou 5B? Por
quê?
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PERIODICIDADE QUÍMICA
Afinidade eletrônica
 É o oposto da energia de ionização: A afinidade eletrônica é a alteração de
energia quando um átomo gasoso ganha um elétron para formar um íon
gasoso:
Cl(g) + e-  Cl-(g)
[Ne]3s23p5
[Ne]3s23p6
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PERIODICIDADE QUÍMICA
Afinidade eletrônica
 Quando elétrons são adicionados a um átomo para formar um ânion, eles são
adicionados a um orbital vazio ou parcialmente preenchido com os mais baixos
valores de número quântico principal, n, disponível.
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PERIODICIDADE QUÍMICA
Afinidade eletrônica
• A afinidade eletrônica é a alteração de energia quando um
átomo gasoso ganha um elétron para formar um íon gasoso:
• A afinidade eletrônica pode ser tanto exotérmica como
endotérmica:
•
Quanto maior a atração entre determinado átomo e um elétron
adicionado, mais negativa será a afinidade eletrônica do átomo.
Cl(g) + e-  Cl-(g)
[Ne]3s23p5
E = -349 kJ / mol
[Ne]3s23p6
E > 0 instável (íon Ar- não se forma)
Ar(g) + e-  Ar-(g)
[Ne]3s23p6
E > 0 energia maior do que 3p
[Ne]3s23p64s1
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PERIODICIDADE QUÍMICA
Periodicidade nas propriedades químicas
Metais
Brilhantes, maleáveis e dúcteis;
Bons condutores de calor e eletricidade;
Tendem a formar íons carregados positivamente.
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PERIODICIDADE QUÍMICA
Periodicidade nas propriedades químicas
Muitos óxidos metálicos são básicos:
Óxido metálico + água  hidróxido metálico
Na2O(s) + H2O(l)  2NaOH(aq)
CaO(s) + H2O(l) Ca(OH)2(aq)
O2-(aq) + H2O(l)  2OH-(aq)
Óxido metálico + ácido  sal + água
NiO(s) + 2 HCl(aq)  NiCl2(aq) + H2O(l)
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PERIODICIDADE QUÍMICA
Periodicidade nas propriedades químicas
Não-metais
Não são brilhantes e são pobres condutores de
calor e eletricidade;
Tendem a formar ânions ou oxiânions em soluções
aquosas;
Sete não-metais existem como moléculas
diatômicas:
» H2, N2, O2, F2 e Cl2 (gases)
» Br2 (líquido)
» I2 (sólido volátil)
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PERIODICIDADE QUÍMICA
Periodicidade nas propriedades químicas
A reação entre o cloro e a água produz ácido
hipocloroso (HOCl) que desinfeta a água de piscina:
Cl2(g) + H2O(l)  HCl(aq) + HOCl(aq)
Os halogênios reagem com hidrogênio para formar
haletos de hidrogênio gasosos:
H2(g) + X2  2 HX(g)
Todos os compostos dos halogênios com hidrogênio
são ácidos fortes, com exceção do HF.
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PERIODICIDADE QUÍMICA
Periodicidade nas propriedades químicas
Por causa de suas afinidades eletrônicas, os nãometais tendem
a ganhar elétrons quando
reagem com metais:
metal + não-metal  sal
2Al(s) + 3Br2(l)  2AlBr3(s)
A maior parte dos óxidos não-metálicos tem caráter
ácido:
P4O10(s) + 6H2O(l)  4H3PO4(aq)
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PERIODICIDADE QUÍMICA
Tendências para os metais, não-metais e metalóides
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Algumas referências
1. ATKINS, P.; JONES, J. Princípios de Química. “Tradução de” Ricardo Bicca de
Alencastro. 3. ed. Porto Alegre: BOOKMAN, 2006. 968p.
2. BROWN, T. L.; LeMAY, H. E.; BURSTEN, B. E.; BURDGE, J. R. Química : A ciência central.
“Tradução de” Robson Mendes Matos. 9. ed. São Paulo : Person Prentice Hall, 2005.
3. RUSSEL, J.B. Química Geral, MacGrall-Hill Ltda. São Paulo.
4. BRADY, J & HUMISTON, G.E. Química Geral. Ed. Livros Técnicos Científicos, Rio de
Janeiro, 1981.
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