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AULA 1-

CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA

PROF. MARIA EUGÊNIA/UNIRIODISCIPLINA QUÍMICA GERAL

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Tema Conteúdos de Referência Objetivos Específicos de Aprendizagem

Classificação Periódica dos Elementos

Introdução; Perspectiva histórica

Associar a classificação atual com a descoberta no século 17, por Dmitri Mendeleev (Químico Russo) e outros cientistas.

Estrutura Atômica e Tabela Periódica

Associar a configuração eletrônica de um elemento à sua posição na tabela periódica.

Propriedades Periódicas

Associar as propriedades: Raio atômico, energia de ionização e afinidade eletrônica à estrutura atômica.

Classificação dos Elementos na bio-

inorgânica

Classificar os elementos segundo alguns critérios: caráter metálico, estado físico, ocorrência natural (Bioquímica/Bioinorgânica:Biologia, Bionanotecnologia).

ROTEIRO DA AULA

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Ao final da aula você deverá ser capaz de:

Compor a configuração eletrônica dos variados elementos químicos:

• Relacionar a configuração eletrônica dos elementos químicos às suas posições na Classificação Periódica;

• Explicar a formação dos elementos químicos no Universo;

• Identificar os principais elementos constituintes da Terra e sua relação com a Biologia da vida;

• Explicar as propriedades periódicas dos elementos, bem como sua variação nos grupos e períodos da Classificação;

• Identificar os diversos grupos de elementos a partir de critérios diferenciados.

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A Química é a ciência que busca compreender do que são feitos os diferentes materiais e como se transformam.

Estudar Química consiste então em relacionar os fenômenos que, de uma forma ou de outra, conhecemos em escala macroscópica ao universo microscópico dos átomos e moléculas, cujos modelos vêm sendo aprimorados pela ciência com o passar do tempo.

A compreensão destes processos se dá pela utilização de modelos explicativos, já que, de fato, não podemos enxergar as pequenas partículas que compõem as substâncias.

DEFINIÇÃO DA QUÍMICA

Químico russo Dimitri Mendeleev (1834-1907) iniciou a redação do livro de Química Geral, na Universidade de St. Petersburg.

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• Mendeleev descobriu uma maneira lógica de organizar a química descritiva, para os mais de 60 elementos conhecidos naquela época, que levou à descoberta da classificação periódica.

• Mendeleev observou que havia um aumento aproximadamente constante no peso atômico entre os elementos (substituindo o ordenamento da massa atômica), agrupando os elementos com propriedades semelhantes, de acordo com a tabela atual.

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• Além de Dmitri Mendeleev, outros cientistas contribuiram para a classificação Periódica.

• Químico Inglês,John A.R.Newlands/1864: Sugeriu que os elementos, poderiam ser arranjados num modelo periódico de oitavas, ou grupos de oito, na ordem crescente de suas massas atômicas.

• Químico alemão, Lothar Meyer : Meyer e Mendeleyev, trabalhando independentemente, lançaram classificações periódicas semelhantes

• Físico inglês, Henry G. J. Moseley:O cientista britânico descobriu que o número de prótons no núcleo de um determinado átomo era sempre o mesmo.

• Glenn Seaborg, na década de 50 . (Premio Nobel 1951)- descobriu outros elementos

transurânicos e Reconfigurou a tabela periódica colocando a série dos actnídeos abaixo da série dos lantanídeos, onde ambas séries pertencem as TERRAS RARAS. A descoberta do elemento 106 (Sb) tem a sigla de sobrenome.

J.A.R.Newlands

Glenn Seaborg

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IMPORTANTE:

• 1- Os elementos, se dispostos de acordo com seus números atômicos, exibem uma evidente periodicidade de propriedades ;

• 2- Elementos similares com relação às suas propriedades químicas possuem pesos atômicos que têm aproximadamente o mesmo valor (p. ex. platina, irídio, ósmio) ou aumentam regularmente (p. ex. potássio, rubídio e césio) ;

• 3- O arranjo dos elementos, ou dos grupos de elementos, na ordem crescente de seus pesos atômicos, corresponde às suas valências como também às suas distintas propriedades químicas;

• 4- Os elementos mais abundantes possuem números atômicos pequenos. Ex.: Hidrogênio (89% de abundância) ;

• 5- A intensidade do peso atômico determina o caráter do elemento.

Hidrogênio• O hidrogênio é considerado por muitos como o combustível do futuro;

• Ele ocupa um lugar único na Tabela Periódica. Embora o hidrogênio tenha a mesma configuração eletrônica de valência dos elementos do Grupo 1 (ns1), e forme íons +1, ele tem pouca semelhança com os metais alcalinos;

• O hidrogênio é um ametal que se assemelha aos halogênios (ele só precisa de um elétron para

completar sua configuração de elétrons de valência);

• Pode formar íons, +1, e existe como uma molécula diatômica, H2.

• O hidrogênio é o elemento mais abundante. Cerca de 89% de todos os átomos do universo são hidrogênio. O sol é composto de hidrogênio, que ao se fundirem formamo gás Hélio.

• Entretanto, existe muito pouco hidrogênio livre na Terra ( 1520 ppm), porque as moléculas de H2 são muito leves e movem-se com velocidades médias tão altas que tendem a escapar da gravidade do nosso planeta. São necessários átomos mais pesados para ancorar os átomos de hidrogênio ao planeta na forma de compostos.

• A maior parte do hidrogênio da Terra está na forma de água, nos oceanos ou presa no interior de minerais e argilas. Hidrogênio é também encontrado juntamente com os hidrocarbonetos que formam os combustíveis fósseis: carvão, petróleo e gás natural. E preciso energia para liberar hidrogênio desses compostos e um dos desafios para desenvolver seu potencial como combustível é produzir o gás usando menos energia do que o que pode ser obtida por sua queima.

• Decomposição da água: 2 H2O(l) 2 H⇒ 2(g) + O2(g) ΔG° = +474 kJ

• Reação de reforma: CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3 H⇒ 2(g) (deslocamento ocorre se CO reagir com água)

Reações do Hidrogênio

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a) b) c)

Os metais alcalinos reagem com água para produzir o gás hidrogênio e uma solução de hidróxido do metal alcalino:

a)O Lítio (Li) reage lentamente;

a)O Sódio (Na) reage vigorosamente, liberando calor e fundindo o metal (Na), que ainda não reagiu e inflama o hidrogênio formado;

a)O Potássio (K) reage mais vigorosamente do que o sódio.

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CARACTERÍSTICAS: METAIS- METALÓIDES (SEMI-METAIS) ÑÃO METAIS

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Fe+² ( íon Ferro) :

• E um componente importante dos glóbulos vermelhos;• E necessário para o transporte de oxigênio.• Sua carência pode levar a anemia, causando dificuldade de aprendizado, problemas de crescimento e desenvolvimento.• As fonte de ferro são: Carnes, peixe, as verduras de folhas verdes escuras e frutos secos.

Na+ ( íon Sódio) :

• E unico íon que deve ser adicionado artificialmente à alimentação sob forma de cloreto de sódio;• Está ligado a condução de estímulos nervosos nos neurônios.

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K+ (íon Potássio):

•Também está relacionado a condução de estímulos nervosos e ao equilíbrio hídrico das células. •Ao contrário do sódio, encontra-se em maior concentração no meio intracelular e em menor concentração no meio extracelular.

Ca+² (íon Cálcio):

• E encontrado no organismo sob a forma insolúvel,• Como componente do esqueleto (sais de cálcio). • Está presente nos Músculos na forma iônica, participando da contração muscular; • Presente nos liquidos intracelulares; linfa e no plasma sanguineo, auxiliando na coagulação do sangue.

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22Número de elétrons da última camada: 7Configuração da última camada: ns2 np5

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DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA(Diagrama de Pauling)

1s2s 2p3s 3p 3d4s 4p 4d 4f5s 5p 5d 5f6s 6p 6d7s

• Ordem de preenchimento: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d• Número máximo de elétrons por

subnível:

s2 p6 d10 f14

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• Elementos representativos:Grupos: 1 2 13 1 4 15 16 17 18Configuração: ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns1np6 ns1np5

Elementos de Transição

• EXTERNA (SUBNÍVEL d) Configuração Geral

ns2 (n-1)d 1 a 10

• INTERNA (SUBNÍVEL f) Configuração Geral

ns2 (n-2)f 1 a 14

Lantanídeos e Actanídeos

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ELEMENTOS E ÁTOMOS APARTIR DA CLASSIFICAÇÃO DA MATERIA

Matéria Heterogênea: Composição não uniforme (Separação Física em Matéria Homogênea)

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• MATERIA Qualquer coisa que

ocupa espaço e possui massa Matéria Homogênea

Composição uniforme Susbtâncias Puras

Soluções

Elementos Átomos Compostos

HIDROGÊNIO, ELEMENTO QUE CONSTITUI A MOLECULA DE ÁGUA COM DOIS ÁTOMOS, E O MAIS ABUNDANTE NA TERRA.

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PROPRIEDADES PERIÓDICAS

DENSIDADEVimos que densidade é a relação entre a massa (m) e o volume (V) ocupado por essa massa;

Essa relação nos mostra que, para massas iguais, quanto menor o volume, maior será a densidade.

Aumenta:

No Período: extremidade p/ centro da tabela;

No Grupo:de cima para baixo

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Ponto de Fusão e Ebulição

Ao longo dos períodos, os pontos de fusão e de ebulição aumentam das extremidades para o centro (tal como a densidade); ao longo dos grupos, eles aumentam de cima para baixo, com exceção dos grupos 1 (IA) e 2 (IIA), nos quais o aumento é de baixo para cima.

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Quanto menor o átomo e maior o número de elétrons na última camada, maior é sua eletronegatividade.

ELETRONEGATIVIDADE (=Eletroafinidade ≠ Eletropositividade )

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RESUMO DAS PROPRIEDADES PERIÓDICAS

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EXERCÍCIOS

1- Dados os elementos: H, Na, F, Au e Fe, coloque em ordem crescente de eletronegatividade;

2- De acordo com a tabela periódica, qual dos seguintes elementos apresenta maior Ponto de ebulição?

3- Qual a diferença entre os grupos e os períodos?

4- Quantos grupos e períodos existem?

5- Qual a semelhança entre os elementos do mesmo período?

6- O que indica o número do período?

7- Qual o enunciado da Lei Periódica?

8- Quais as diferenças entre metais e ametais?

9- Quais as características dos gases nobres?