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ELEMENTOS ALCALINOS TERROSOS Izabela Bez Fontana Karoliny Teixeira Larissa Z. Felisberto Vanessa Stanger Zanelatto

PPT - Química Inorgânica - 2 Seminario (2)

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ELEMENTOS

ALCALINOS TERROSOS

Izabela Bez Fontana

Karoliny Teixeira

Larissa Z. Felisberto

Vanessa Stanger Zanelatto

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INTRODUÇÃO

Os elementos do grupo 2 da tabela periódica são conhecidos como metais

alcalino - terrosos. A palavra terrosos provém de um termo da alquimia que

se referia a qualquer composto de um metal que não era muito solúvel em

água e que era estável a altas temperaturas. Muitas “terras” eram óxidos e

quando se descobriu que os óxidos dos elementos do grupo 2 davam

reações alcalinas, foram chamados de alcalino - terrosos.

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ELEMENTOS DA TABELA PERIÓDICA

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• Características do Elemento

• Propriedades Físicas e Químicas

• Obtenção do Elemento

• Compostos

• Aplicações

ELEMENTOS ALCALINO - TERROSOS

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• Características do Elemento

• Apresenta cor cinza metálica, é duro e não reage com água. É um dos

metais que apresenta maior luminosidade. Possui altas condutividades

térmica e elétrica e não é magnetizável.

• Não é muito comum, em parte porque ele não é muito abundante (2 ppm) e

em parte por causa de sua difícil extração. Pode ser encontrado em cerca

de 32 espécies de minérios, sendo os mais importantes o berilo, o

crisoberilo, a fenacita e as pedras preciosas esmeralda e água marinha.

ELEMENTO BERÍLIO

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• Características do Elemento

• Sua rede cristalina é do tipo hexagonal de empacotamento denso.

ELEMENTO BERÍLIO

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ELEMENTO BERÍLIO

• Propriedades Físicas e Químicas

Massa Atômica = 9,01 u

Número Atômico = 4

Raio Atômico = 1,12 Å

Estado da Matéria = Sólido

Ponto de Fusão = 1280°C

Ponto de Ebulição = 2970°C

Densidade = 1,85 g/cm³

Configuração eletrônica = [He] 2s²

Figura 01 - Berílio

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ELEMENTO BERÍLIO

• Obtenção do Elemento

O berílio ocorre naturalmente como mineral semiprecioso berilo,

Be3Al2(SiO3)6, que deu origem ao seu nome. O berilo é a base da pedra

preciosa esmeralda. É obtido por aquecimento do berilo com

hexafluorossilicato de sódio, Na2SiF6, para produzir BeF2, o qual é então

reduzido ao elemento pelo magnésio.

• Be3Al2(SiO3)6(s) + Na2SiF6(s) 3BeF2(l) + Na2Al2Si7O18(s)

• BeF2(l) + Mg(s) Be(s) + MgF2(s)

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ELEMENTO BERÍLIO

• Compostos

• O berílio não reage com água.

• O berílio reage com o ar, formando óxido.

Be(s) + ½ O2(g) BeO(s)

• O óxido de berílio reage com água, formando hidróxido.

BeO(s) + H2O(l) Be(OH)2(s)

• O óxido de berílio reage com CO2, formando carbonato.

BeO(s) + CO2(g) BeCO3(s)

• O berílio reage com halogênios, formando haletos.

BeO(s) + C(s) + Cl2(g) BeCl2(s) + CO(g)

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ELEMENTO BERÍLIO

• Compostos

• Reage com NaOH, liberando H2 e formando berilatos.

Be(s) + 2NaOH(aq) + 2H2O(l) NaBeO2 · 2H2O(s) + H2(g)

• Reage com nitrogênio atmosférico, formando nitreto. Este reage com água,

formando hidróxido e liberando NH3.

3Be(s) + N2(g) Be3N2(s)

Be3N2(s) + 6H2O(l) 3Be(OH)2(s) + 2 NH3(g)

• O óxido de berílio aquecido com C, forma carbeto.

2BeO(s) + 2C(s) Be2C(s) + CO2(g)

• Reage com ácidos (exceto com HNO3), liberando hidrogênio.

Be(s) + 2HCl(aq) BeCl2(aq) + H2(g)

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ELEMENTO BERÍLIO

• Aplicações

• O berílio é raro, caro e tóxico, por isso ele e seus compostos apresentam

uso limitado.

• Em liga com cobre, é usado na fabricação de molas de grande resistência,

como os geofones para o estudo dos terremotos artificiais, produtos de

informática.

• Por ser muito leve é excelente para a construção de mísseis, aeronaves e

outros objetos espaciais, como também instrumentos de precisão.

• Também é utilizado na fabricação de reatores nucleares pela propriedade

que seu núcleo tem de não absorver nêutrons e porque o metal tem um alto

ponto de fusão.

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ELEMENTO MAGNÉSIO

• Características do Elemento

• O magnésio é o sexto elemento mais abundante da crosta terrestre (27640

ppm). É um metal luminoso branco-prateado, pouco dúctil e relativamente

duro. É um bom condutor de eletricidade.

• É encontrado em vários minérios, sendo os mais importantes a dolomita, a

magnesita, a olivina, o amianto, a esteatita e carnalita. Grandes

quantidades de magnésio são encontradas na água do mar. Ocorre

também, na clorofila das plantas.

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ELEMENTO MAGNÉSIO

• Características do Elemento

• Seu sólido se cristaliza sob a forma hexagonal de empacotamento denso.

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ELEMENTO MAGNÉSIO

• Propriedades Físicas e Químicas

Massa Atômica = 24,3 u

Número Atômico = 12

Raio Atômico =1,60 Å

Estado da Matéria = Sólido

Ponto de Fusão = 650°C

Ponto de Ebulição = 1107°C

Densidade = 1,74 g/cm³

Configuração eletrônica = [Ne] 3s²

Figura 02 - Magnésio

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ELEMENTO MAGNÉSIO

• Obtenção do Elemento

• Um dos processos industriais para obtenção de magnésio envolve a

desidratação térmica do seu hidróxido, seguida da redução do óxido com

carbono a 2000°C. A mistura gasosa obtida precisa ser resfriada

rapidamente para se obter o metal.

Mg(OH)2(s) MgO(s) + H2O(g)

MgO (s) + C(s) Mg(g) + CO(g)

• O magnésio pode ser produzido por redução a altas temperaturas.

CaCO3 · MgCO3(s) CaO · MgO(s) Mg(s) + Ca2SiO4(s) + Fe(s)calor + Fe/Si

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ELEMENTO MAGNÉSIO

• Obtenção do Elemento

• Também pode ser produzido por eletrólise. A eletrólise pode ser efetuada com

MgCl2 fundido ou MgCl2 parcialmente hidratado.

MgCl2(aq) Mg2+(aq) + 2Cl1-(aq)

Mg2+(aq) + 2ē Mg(s)

2Cl1-(aq) Cl2(g) + 2ē

• O MgCl2 é produzido de duas maneiras: extração da água do mar, e extração

da salmoura natural.

Ca(OH)2(s) + MgCl2(aq) Mg(OH)2(s) + CaCl2(aq)

Mg(OH)2(s) + HCl(aq) MgCl2(aq) + 2H2O(l)

Cal hidratada Da água do mar precipita

calor

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ELEMENTO MAGNÉSIO

• Obtenção do Elemento

CaCO3 · MgCO3(s) CaO · MgO(s) + 4HCl(aq) CaCl2 · MgCl2(aq) + 2H2(g)

CaCl2 · MgCl2(aq) + CaO · MgO(s) + 2CO2(g) 2MgCl2(aq) + 2CaCO3(s)

calor

precipita

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ELEMENTO MAGNÉSIO

• Compostos

• Reage com água quente, formando hidróxido ou óxido.

Mg(s) + 2H2O(l) Mg(OH)2(s) + H2(g)

Mg(s) + H2O(l) MgO(s) + H2(g)

• Reage com ácidos, liberando hidrogênio.

Mg(s) + H2SO4(aq) MgSO4(aq) + H2(g)

• Reage com oxigênio, formando óxido.

2Mg(s) + O2(g) 2MgO(s)

• Forma nitreto a temperatura elevada.

3Mg(s) + N2(g) Mg3N2(s)

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ELEMENTO MAGNÉSIO

• Compostos

• Forma fosfeto a temperatura elevada.

3Mg(s) + 2P(g) Mg3P2(s)

• Reage com carbono em altas temperaturas, formando carbeto.

Mg(s) + 2C(s) MgC2(s)

Mg(s) + 3C(s) MgC2(s) + CO(g)

• Reage com halogênios, formando haletos.

Mg(s) + Cl2(g) MgCl2(s)

• O óxido de magnésio reage com CO2, formando carbonato.

MgO(s) + CO2(g) MgCO3(s)

MgCO3(s) + H2O(l) + CO2(g) Mg(HCO3)2(s)

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ELEMENTO MAGNÉSIO

• Aplicações

• O magnésio é usado em flash-light, em fotografia; em fogos de artifícios;

junto com o cloreto de potássio, em bombas incendiárias; em soldas; em

metalurgia; em ligas leves com o alumínio, na composição de motores de

automóveis; na agricultura, como fertilizante; e na preparação do cimento

Portland.

• É utilizado como agente redutor na produção de urânio puro e de outros

metais. O magnésio reage a 200°C com álcool metílico, formando metilato

de magnésio.

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ELEMENTO CÁLCIO

• Características do Elemento

• O cálcio é o quinto elemento mais abundante na crosta terrestre (46600

ppm). É um elemento fundamental na constituição dos dentes e dos ossos,

no crescimento de corais e esponjas calcarias, de conchas e algas

marinhas.

• Ocorre em grandes quantidades como calcário, gipso, fluorita, apatita,

anidrita, dolomita e fosforita.

• É um metal branco-prateado e brilhante, muito leve e dos mais moles que

existem.

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ELEMENTO CÁLCIO

• Características do Elemento

• Sua rede cristalina é do tipo cúbica de face centrada.

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ELEMENTO CÁLCIO

• Propriedades Físicas e Químicas

Massa Atômica = 40,07 u

Número Atômico = 20

Raio Atômico = 1,97 Å

Estado da Matéria = Sólido

Ponto de Fusão = 839°C

Ponto de Ebulição = 1440°C

Densidade = 1,55 g/cm³

Configuração eletrônica = [Ar] 4s²

Figura 03 - Cálcio

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ELEMENTO CÁLCIO

• Obtenção do Elemento

• O metal cálcio é obtido por eletrólise do cloreto de cálcio fundido, obtido

como subproduto do processo Solvay ou a partir da reação entre CaCO3 e

HCl.

CaCO3(s) + 2 HCl(aq) H2CO3(s) + CaCl2(aq)

CaCl2(aq) Ca2+(aq) + 2Cl1-(aq)

Ca2+(aq) + 2ē Ca(s)

2Cl1-(aq) Cl2(g) + 2ē

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ELEMENTO CÁLCIO

• Compostos

• Reage com água fria, liberando hidrogênio e formando hidróxido.

Ca(s) + 2H2O(l) Ca(OH)2(aq) + H2(g)

• Reage com ácidos, liberando hidrogênio.

Ca(s) + 2HNO3(aq) Ca(NO3)2(aq) + H2(g)

• Reage com oxigênio do ar, formando óxido.

2Ca(s) + O2(g) 2CaO(s)

• Reage com halogênios, formando haletos.

Ca(s) + F2(g) CaF2(s)

• Reage com nitrogênio, formando nitreto.

3Ca(s) + N2(g) Ca3N2(s)

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ELEMENTO CÁLCIO

• Compostos

• Reage com hidrogênio, formando hidreto.

Ca(s) + H2(g) CaH2(s)

• Reage com carbono, formando carbeto.

Ca(s) + 2C(s) CaC2(s)

CaO(s) + 3C(s) CaC2(s) + CO(g)

• O hidróxido de cálcio reage com CO2, formando carbonato. Este, com

excesso de CO2, forma bicarbonato.

Ca(OH)2(aq) + CO2(g) CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(g) Ca(HCO3)2(s)

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ELEMENTO CÁLCIO

• Compostos

• O óxido de cálcio é produzido aquecendo-se o CaCO3 em um forno de cal.

CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)

• O CaO reage exotermicamente com a água, formando hidróxido.

CaO(s) + H2O(l) Ca(OH)2(aq)

calor

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ELEMENTO CÁLCIO

• Aplicações

• O fosfato de cálcio é usado como fertilizante e o sulfeto como depilatório na

preparação de couros e na fabricação de tintas luminosas.

• O óxido de cálcio (cal) é o principal componente das argamassas e

cimentos. Ele também é usado na fabricação do aço e do papel.

• O cálcio é usado como agente redutor de óxidos metálicos, como os de

urânio, de tório, de zircônio, entre outros.

• O cálcio é usado como agente ligante para cobre, chumbo, berílio e

alumínio.

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ELEMENTO ESTRÔNCIO

• Características do Elemento

• O estrôncio é muito menos abundante (384 ppm), mas bem conhecido

porque ocorre na forma de minérios concentrados, que permite fácil

extração. É minerado como celestina e estroncianita.

• É um metal prateado quando recentemente cortado, mas imediatamente se

torna amarelo pela formação de uma camada fina de óxido. É mais mole

que o cálcio.

• São conhecidos 16 isótopos do estrôncio, 4 encontrados na natureza e 12

instáveis. Entre os instáveis, o mais importante é Sr90 com meia vida de 29

anos. O Sr90 é um produto das precipitações nucleares e representa um

problema para a saúde.

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ELEMENTO ESTRÔNCIO

• Características do Elemento

• Possui retículo cristalino cúbico de face centrada.

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ELEMENTO ESTRÔNCIO

• Propriedades Físicas e Químicas

Massa Atômica = 87,62 u

Número Atômico = 38

Raio Atômico = 2,15 Å

Estado da Matéria = Sólido

Ponto de Fusão = 768°C

Ponto de Ebulição = 1380°C

Densidade = 2,63 g/cm³

Configuração eletrônica = [Kr] 5s²

Figura 04 - Estrôncio

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ELEMENTO ESTRÔNCIO

• Obtenção do Elemento

• O metal pode ser extraído por eletrólise do cloreto fundido.

SrCl2(aq) Sr2+(aq) + 2Cl1-(aq)

Sr2+(aq) + 2ē Sr(s)

2Cl1-(aq) Cl2(g) + 2ē

• Pode também ser extraído pela redução do óxido de estrôncio com

alumínio.

3SrO(s) + 2Al(s) 3Sr(s) + Al2O3(s)

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ELEMENTO ESTRÔNCIO

• Compostos

• Reage com água fria, liberando hidrogênio e formando hidróxido.

Sr(s) + 2H2O(l) Sr(OH)2(aq) + H2(g)

• Reage com ácidos, liberando hidrogênio.

Sr(s) +2HNO3(aq) Sr(NO3)2(aq) + H2(g)

• Reage com oxigênio do ar, formando óxido.

2Sr(s) + O2(g) 2SrO(s)

• Reage com halogênios, formando haletos.

Sr(s) + Cl2(g) SrCl2(s)

• Reage com nitrogênio, formando nitreto.

3Sr(s) + N2(g) Sr3N2(s)

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ELEMENTO ESTRÔNCIO

• Compostos

• Reage com hidrogênio, formando hidreto.

Sr(s) + H2(g) SrH2(s)

• Reage com carbono, formando carbeto.

Sr(s) + 2C(s) SrC2(s)

SrO(s) + 3C(s) SrC2(s) + CO(g)

• O hidróxido de estrôncio reage com CO2, formando carbonato.

Sr(OH)2(aq) + CO2(g) SrCO3(s)

• O SrO reage exotermicamente com a água formando hidróxido.

SrO(s) + H2O(l) Sr(OH)2(aq)

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ELEMENTO ESTRÔNCIO

• Aplicações

• O hidróxido de estrôncio é usado para a refinação de açúcar, e o nitrato na

pirotécnica, para a produção de fogos de artifício coloridos de vermelho.

• Os compostos do estrôncio têm pequena aplicação técnica, pois podem ser

substituídos pelos do bário e do cálcio, que são muito mais baratos.

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ELEMENTO BÁRIO

• Características do Elemento

• O bário, assim como o estrôncio, é menos abundante (390 ppm), mas bem

conhecido pois ocorre na forma de minérios concentrados, facilitando sua

extração. Ocorre em forma de baritina ou de viterita; conhece-se também o

psilomelano.

• Metal branco-prateado, parecido com o cálcio, porém mais energético em

suas reações. Deve ser guardado em hidrocarbonetos líquidos, livres de

oxigênio, para evitar sua oxidação. Tem mais de 16 isótopos, sendo 7 deles

encontrados na natureza.

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ELEMENTO BÁRIO

• Características do Elemento

• Se cristaliza sob a estrutura cúbica de corpo centrado.

Page 38: PPT - Química Inorgânica - 2 Seminario (2)

ELEMENTO BÁRIO

• Propriedades Físicas e Químicas

Massa Atômica = 137,3 u

Número Atômico = 56

Raio Atômico = 2,22 Å

Estado da Matéria = Sólido

Ponto de Fusão = 727°C

Ponto de Ebulição = 1640°C

Densidade = 3,51 g/cm³

Configuração eletrônica =[Xe] 6s²

Figura 05 - Bário

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ELEMENTO BÁRIO

• Obtenção do Elemento

• O metal pode ser extraído por eletrólise do cloreto fundido.

BaCl2(aq) Ba2+(aq) + 2Cl1-(aq)

Ba2+(aq) + 2ē Sr(s)

2Cl1-(aq) Cl2(g) + 2ē

• Pode também ser extraído pela redução do óxido de estrôncio com

alumínio.

3BaO(s) + 2Al(s) 3Ba(s) + Al2O3(s)

Page 40: PPT - Química Inorgânica - 2 Seminario (2)

ELEMENTO BÁRIO

• Compostos

• Reage com água fria, liberando hidrogênio e formando hidróxido.

Ba(s) + 2H2O(l) Ba(OH)2(aq) + H2(g)

• Reage com ácidos, liberando hidrogênio.

Ba(s) +2HCl(aq) BaCl2(aq) + H2(g)

• Reage com oxigênio do ar, formando óxido.

2Ba(s) + O2(g) 2BaO(s)

• Também forma peróxido, passando ar sobre BaO a 500°C

BaO(s) + ½ O2(g) BaO2(s)

• Reage com halogênios, formando haletos.

Ba(s) + Cl2(g) BaCl2(s)

Page 41: PPT - Química Inorgânica - 2 Seminario (2)

ELEMENTO BÁRIO

• Compostos

• Reage com nitrogênio, formando nitreto.

3Ba(s) + N2(g) Ba3N2(s)

• Reage com hidrogênio, formando hidreto.

Ba(s) + H2(g) BaH2(s)

• Reage com carbono, formando carbeto.

Ba(s) + 2C(s) BaC2(s)

BaO(s) + 3C(s) BaC2(s) + CO(g)

• O hidróxido de bário reage com CO2, formando carbonato.

Ba(OH)2(aq) + CO2(g) BaCO3(s)

• O BaO reage exotermicamente com a água formando hidróxido.

BaO(s) + H2O(l) Ba(OH)2(aq)

Page 42: PPT - Química Inorgânica - 2 Seminario (2)

ELEMENTO BÁRIO

• Aplicações

• As aplicações dos compostos de bário são bastante restritas. O sulfato de

bário, por ser opaco aos raios X, é usado em exames radiológicos do tubo

digestivo e em pigmentos. É usado também como umedecedor, na

perfuração de poços de petróleo e na fabricação da borracha e do papel.

• O carbonato de bário é usado na fabricação do vidro, e também como

veneno de rato. O nitreto e o clorato são usados em fogos de artifícios para

fornecer luz verde. O sulfeto de bário impuro é fluorescente depois de

absorver luz.

• Os sais de bário, geralmente insolúveis, são tóxicos.

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ELEMENTO RÁDIO

• Características do Elemento

• O rádio é extremamente raro (1,3 x 10-6 ppm). Foi descoberto em um

minério de urânio, a pechblenda ou uraninita.

• É um metal brilhante e branco, quando recentemente preparado; mas

enegrece se exposto ao ar. Apesar de ser mais pesado que o bário, é mais

volátil e seus sais apresentam luminescência.

• A principal propriedade que o distingue dos demais alcalino - terrosos é a

sua radioatividade, propriedade da qual dependem suas aplicações.

• Apesar de os outros metais radioativos serem considerados metais

pesados, o rádio não é, pois sua densidade é 5 g/cm³.

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ELEMENTO RÁDIO

• Características do Elemento

• Seu retículo cristalino é do tipo cúbico de corpo centrado.

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ELEMENTO RÁDIO

• Propriedades Físicas e Químicas

Massa Atômica = 226 u

Número Atômico = 88

Raio Atômico = 220 pm

Estado da Matéria = Sólido

Ponto de Fusão = 700°C

Ponto de Ebulição = 1700°C

Densidade = 5,0 g/cm³

Configuração eletrônica = [Rn] 7s²

Figura 06 - Rádio

Page 46: PPT - Química Inorgânica - 2 Seminario (2)

ELEMENTO RÁDIO

• Obtenção do Elemento

• Modernamente, o rádio é extraído de vários minerais como a carnotita, o

vanadato de urânio e de potássio hidratado, além da pechblenda.

• Obtido através do processamento de minério de urânio aproximadamente

0,1g por tonelada de minério.

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ELEMENTO RÁRIO

• Compostos

• Reage com água fria, liberando hidrogênio e formando hidróxido.

Ra(s) + 2H2O(l) Ra(OH)2(aq) + H2(g)

• Reage com ácidos, liberando hidrogênio.

Ra(s) +2HCl(aq) RaCl2(aq) + H2(g)

• Reage com oxigênio do ar, formando óxido.

2Ra(s) + O2(g) 2RaO(s)

• Reage com halogênios, formando haletos.

Ra(s) + Cl2(g) RaCl2(s)

• Reage com nitrogênio, formando nitreto.

3Ra(s) + N2(g) Ra3N2(s)

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ELEMENTO RÁDIO

• Aplicações

• O sulfato de rádio é usado no tratamento do câncer graças à sua radiação-

alfa, que é enfeixada sobre o tecido maligno, destruindo-o. No caso de

formações cancerosas muito profundas, deve ser empregada a radiação-

gama do rádio, pois as partículas alfa são absorvidas pelos tecidos que

ficam na superfície.

• Quando ingerido, localiza-se nos ossos e pode ser muito perigoso.

• É usado para fabricar produtos, dentre eles estão o forno microondas, o

DVD, o telefone celular, entre outros. Já foi utilizado tinta luminosa de rádio

em mostradores de relógios de pulso e de parede, mas esse uso foi

descontinuado, sendo substituído por compostos menos perigosos.

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CONCLUSÃO

Os elementos alcalinos terrosos são branco prateados, com exceção do berílio

que é cinza metálico, e alguns aspectos das propriedades químicas do berílio

são mais parecidas com as de um metalóide. Os alcalinos terrosos são mais

duros, mais densos e menos reativos que os alcalinos, mas são mais reativos

que muitos dos metais comuns. O ponto de fusão varia dentro do grupo de

modo irregular, devido às diferenças entre as estruturas cristalinas que cada

metal assume.

Page 50: PPT - Química Inorgânica - 2 Seminario (2)

REFERÊNCIAS

RUSSELL, John Blair. Química geral. 2. ed. São Paulo: Pearson Makron Books, 2008. v.

1.

ATKINS, P. W.; JONES Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e

o meio ambiente. 3. ed. Porto Alegre: Bookman, 2006.

SHRIVER E ATKINS. Química Inorgânica. 4. ed. Porto Alegre: Bookman, 2008.

LEE, J. D. Química Inorgânica: não tão concisa. 5.ed. São Paulo: Inglesa, 1999.

http://www.infoescola.com/elementos-quimicos/magnesio/

http://de.domotica.net/Barrerit

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ELEMENTOS

ALCALINO - TERROSOS

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Karoliny Teixeira

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