4. TABELA PERIÓDICA: ORGANIZAÇÃO DOS ELEMENTOS QUÍMICOS 4.1. RELAÇÃO ENTRE A ESTRUTURA DA...

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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 DEUM MESMO GRUPO DA TABELA PERIÓDICA

4.3. VARIAÇÃO DAS PROPRIEDADES PERIÓDICAS

ESCOLA SECUNDÁRIA MARIA LAMAS – TORRES NOVASFÍSICA E QUÍMICA A – 10º ANONELSON ALVES CORREIA

UNIDADE 1 - DAS ESTRELAS AO ÁTOMO

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OBJECTIVOS• 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.

• Verificar que algumas propriedades físicas e químicas, dos elementos representativos da Tabela Periódica e das suas substâncias elementares, são periódicas.

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OBJECTIVOS• Interpretar as propriedades físicas e químicas,

dos elementos representativos da Tabela Periódicae das suas substâncias elementares, em termos dasdistribuições electrónicas.

• Interpretar as informações contidas na Tabela Periódica,que se referem aos elementos e às suas substâncias elementares.

• Reconhecer na Tabela Periódica um instrumento organizador de conhecimentos sobre os elementos químicos.

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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

• A Tabela Periódica como Fonte de Informação

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ESTRUTURA DA TABELA PERIÓDICA

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A posição dos elementos na Tabela Periódica depende dasua configuração electrónica.

Os elementos estão ordenados por ordem crescente donúmero atómico (é igual ao número de protões e de electrões).

O número do período indica o número quântico principal (n) das orbitais de valência (do último nível de energia) e onúmero de níveis de energia dos elementos desse período.

POSIÇÃO DOS ELEMENTOS NA TABELA PERIÓDICA E SUAS CONFIGURAÇÕES ELECTRÓNICAS

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O número das unidades dos grupos 1, 2, 13 a 18 indicao número de electrões no último nível de energia(electrões de valência), excepto no hélio.

Os electrões de valência encontram-se nas orbitais de valência.

POSIÇÃO DOS ELEMENTOS NA TABELA PERIÓDICA E SUAS CONFIGURAÇÕES ELECTRÓNICAS

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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.

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

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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)

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

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Todos os períodos começam com elementos que têm umaorbital 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 têmas mesmas propriedades físicas e químicas.

Estas propriedades variam periodicamente ao longo da Tabela Periódica (são propriedades periódicas).

POSIÇÃO DOS ELEMENTOS NA TABELA PERIÓDICA E SUAS CONFIGURAÇÕES ELECTRÓNICAS

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POSIÇÃO DOS ELEMENTOS NA TABELA PERIÓDICA E SUAS CONFIGURAÇÕES ELECTRÓNICAS

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VARIAÇÃO DO RAIO ATÓMICO

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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).

• 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 ATÓMICO

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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.

Os raios iónicos dos catiões são menores do que os raios dos respectivos átomos.

VARIAÇÃO DO RAIO IÓNICO

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Um anião (ião negativo) tem mais electrões do que o átomo correspondente, pelo que existem mais repulsões e a nuvem electrónica fica maior.

Os raios iónicos dos aniões são maiores do que os raios dos respectivos átomos.

VARIAÇÃO DO RAIO IÓNICO

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VARIAÇÃO DO RAIO IÓNICO

Nos iões isoelectrónicos (iões com o mesmo número de electrões), quanto maior for a carga nuclear do ião,menor é o seu tamanho. Isto acontece porque um núcleocom mais protões atrai mais os electrões (ex: Mg2+).

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Energia de ionização (Ei - energia de primeira ionização) - Energia necessária para extrair o electrão mais afastadodo núcleo (electrão de valência), que tem menor energiade remoção.

A energia de ionização mede-se em Joules por electrão (J/e).

A energia de ionização diminui ao longo do grupo e aumenta ao longo do período.

VARIAÇÃO DA ENERGIA DE IONIZAÇÃO

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VARIAÇÃO DA ENERGIA DE IONIZAÇÃO

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VARIAÇÃO DA ENERGIA DE IONIZAÇÃO

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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).

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.

VARIAÇÃO DA ENERGIA DE IONIZAÇÃO

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Grupo 1 – Família dos Metais Alcalinos

Têm um electrão de valência,que perdem facilmente, formandoiões monopositivos (Li+, Na+, K+).

Reagem muito com a água,libertando energia e hidrogénio gasoso, e formando um hidróxido(solução básica).

PROPRIEDADES QUÍMICAS

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Reagem facilmente com o oxigénio e com os halogéneos(grupo 17).

A reactividade aumenta ao longo do grupo, porque o electrãode valência fica mais longe do núcleo, saindo com mais facilidade (a energia de ionização é mais baixa).

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

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Grupo 2 – Família dos Metais Alcalino-Terrosos

Têm 2 electrões de valência, que perdem facilmente, formando iões bipositivos(Be2+, Mg2+, Ca2+).

Reagem com a água, libertando energiae hidrogénio gasoso, e formando umhidróxido (solução básica).

PROPRIEDADES QUÍMICAS

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Reagem com o oxigénio e com os halogéneos (grupo 17).

A reactividade aumenta ao longo do grupo, porque o electrãode valência fica mais longe do núcleo, saindo com mais facilidade (a energia de ionização é mais baixa).

PROPRIEDADES QUÍMICAS

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Grupo 17 - Família dos Halogéneos

São elementos não metálicos e têm7 electrões de valência (precisam de um electrão para completar uma orbital 2p).

São muito reactivos porque recebem facilmente um electrão, formando iões mononegativos (iões halogenetos ou haletos: F-, Cl-, Br-, I-).

PROPRIEDADES QUÍMICAS

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Reagem com os metais alcalinos e alcalino-terrosos (grupo 1 e 2), formando sais.

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

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Grupo 18 - Família dos Gases Nobres, Raros ou Inertes

Têm 8 electrões de valência(excepto o hélio, que tem dois).

São muito estáveis (praticamentenão reagem), porque têm o nívelde 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.

PROPRIEDADES QUÍMICAS

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A TABELA PERIÓDICA COMO FONTEDE INFORMAÇÃO

A Tabela Periódica indica várias informações sobre as propriedades físicas e químicas dos elementos e das suas substâncias elementares:

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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.

Estas informações permitem-nos saber as propriedades químicas das substâncias elementares, como a sua reactividade com outras substâncias.

A TABELA PERIÓDICA COMO FONTEDE INFORMAÇÃO

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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.