Química Geral: Professor Élcio Universidade Federal de Itajubá Marcus V. Souza / Renan N. Nascimento 1 de 48

Química Geral: Professor Élcio

Universidade Federal de Itajubá

Marcus V. Souza / Renan N. Nascimento 1 de 48

Conceitos Gerais. Tendências Periódicas e Reações Químicas;

Hidrogênio; Grupo 8A: Os Gases Nobres; Grupo 7A: Os Halogênios; Oxigênio; Outros Elementos do Grupo 6A; Nitrogênio ; Outros Elementos do Grupo 5A; Carbono; Outros Elementos do Grupo 4A; Boro.





Isótopos do Hidrogênio

Raramente chamado de prótio, constitui 99,9844% do hidrogênio natural.

O deutério constitui 0,0156% do hidrogênio natural. Não é radioativo. Comumente simbolizado por “D”.

O trítio é radioativo e têm meia-vida de 12,3 anos.



O trítio pode ser preparado pela reação:



Propriedades do Hidrogênio Energia de ionização 1312 kJ Eletronegatividade E=-73kJ

O H2 : Ponto de fusão: -259 °C Ponto de ebulição: -253 °C





Obtenção do hidrogênio por equações químicas:

Em laboratório (Pequena quantidade):

Em larga escala:



(a) hidretos iônicos;

(b) hidretos metálicos; (c) hidretos moleculares.





Neil Bartlett , em 1963, preparou o primeiro composto de gás nobre:

Os outros gases nobres formam compostos com muito maior dificuldade que o xenônio. Só se conhece com certeza o composto binário de criptônio, que se decompõe a -10°C.





Configuração Eletrônica externa: ns²np5, n variando de 2 a 6.

Estado de oxidação do F: -1. Outros halogênios: -1 a 7.

Cloro , bromo e iodo encontram-se como haletos no mar e em depósitos de sal. O flúor ocorre principalmente no CaF2 (fluorespato).

Todos os isótopos de astatínio são radioativo. O de vida mais longa é o astatínio 210, com meia-vida 8,1 h.




O potencial de redução destes elementos é muito alto.

UtilizaçãoO flúor é muito utilizado em

compostos muito estáveis com o carbono.



O Hipoclorito de sódio ,NaClO, é ingrediente ativo de muitos alvejantes.

O bromo e o iodo não são muito utilizados pela indústria como o flúor e o cloro.

O iodo, na forma de KI, é utilizado na iodização do sal de mesa para proporcionar a pequena quantidade de iodo indispensável a dieta humana.



Preparação de haletos de hidrogênio:

Compostos interalogenadosEx: ClF. Estado de oxidação do F é -1 e do Cl

é +1. Marcus V. Souza / Renan N. Nascimento 16 de 48

O oxigênio existe sob duas formas alotrópicas, o O2 e o O3. O primeiro dioxigênio, que é a forma normal do elemento e o segundo o ozônio.

Na temperatura ambiente o dioxigênio é gás incolor e inodoro. Condensa-se a -183 °C e congela-se a -218 °C.



Preparação de O2

Por destilação fracionado do ar liquefeito.

Fotossíntese. Em laboratório:

Utilizado na indústria de aços, para remoção de impurezas.

Em medicina (auxiliar de respiração).



O ozônio Gás venenoso, azul-pálido, com cheiro acre e

irritante.A exposição a 0,1 a 1 ppm provoca dor de cabeça, irritação dos olhos e vias respiratórias.

É importante componente da alta atmosfera .Na baixa atmosfera o ozônio é considerado poluente.



O estado de oxidação do oxigênio é sempre negativo, exceto nos compostos com o flúor, OF2 e O2F2.

A maior parte dos óxidos dos não-metais combina-se com água e forma oxiácidos.



Óxidos que reagem com água e formam ácidos são anidridos ácidos ou óxidos ácidos.

Óxidos que dissolvem em água e formam hidróxidos são anidridos alcalinos ou óxidos básicos.

Óxidos que não dissolvem em água são neutros.

Óxidos que exibem propriedades ácidas e alcalinas são anfóteros.



Os compostos com ligações O-O e oxigênio com NOX -1 são peróxidos. Ex: KO2, RbO2.

O peróxido mais importante da química é o H2O2. É empregado como anti-séptico suave em baixa concentração e em soluções mais concentradas em alvejantes de algodão lã e seda.





Configuração eletrônica ns2np4, com n variando de 2 a 6.

Estado de oxidação mais comum é -2.Mas também se encontram em estados de oxidação positivos, até 16.

Podem ter camada de valência expandida. Ex: SF6, SeF6 e TeF6.



A principal fonte de enxofre são grandes depósitos subterrâneos de enxofre elementar.

Também ocorre na forma de sulfetos e sulfatos minerais. Estão presentes no carvão mineral e petróleo.

O selênio e o telúrio comparecem em minerais raros como Cu2Se, PbSe, Ag2Se. São também componentes minoritários de sulfetos minerais de cobre, ferro, níquel e chumbo.



O enxofre têm várias formas alotrópicas. A forma termodinamicamente estável , na temperatura ambiente, é o enxofre rômbico, S8.

As formas alotrópicas mais estáveis do selênio e do telúrio são cristalinasconstituídas por cadeias helicoidais.



O SO2 se forma na combustão do enxofre ao ar. É um gás sufocante e venenoso.

O H2SO4 é ácido forte, e têm a maior produção dentre os produtos químicos.

Existem também o SeO2 e o TeO2. O primeiro reage com água para formar ácido selenioso, H2SeO3 . O segundo é insolúvel em água, mas formam sais como NaHTeO3 e Na2TeO3.



Gás incolor, inodoro e insípido, N2.O Ponto de fusão é -210 °C e o ponto

de ebulição é -196 °C.Muito pouco reativo em virtude da

ligação tripla forte em os átomos. A entalpia de formação é 942 kJ/mol.

Atinge estados de oxidação variado de -3 a +5.



Utilizado principalmente na fabricação de fertilizantes nitrogenados.



A amônia, NH3, é um dos mais importantes compostos de nitrogênio.

Pode ser preparado em laboratório de acordo com a equação:

A produção industrial se faz pelo processo Haber:



O nitrogênio forma três óxidos comuns: N2O, NO e NO2.

O óxido nitroso, N2O, é gás hilariante, incolor, usada como anestésico geral.

O óxido nítrico, NO, é gás incolor e ligeiramente tóxico. Pode ser preparado em laboratório pela seguinte equação:



O processo industrial de obtenção do NO é a oxidação catalítica:

O óxido nítrico reage facilmente com oxigênio para formar NO2:



Dois oxiácidos comuns do nitrogênio são o HNO3 e HNO2.

O ácido nítrico, HNO3, é líquido incolor e corrosivo. È ácido forte. Seu maior uso é a fabricação de NH4NO3 para fertilizantes.

O ácido nitroso, HNO2, é menos estável que o HNO3 tendendo ao desproporcionamento em NO e HNO3.



Os elementos possuem configuração eletrônica na camada externa do tipo ns2np3, com n variando de 2 a 6.

Seu estado de oxidação varia de -3 a +5.



O fósforo ocorre principalmente nos fostatos minerais sendo a principal fonte a rocha fosfática, que contém, em sua maioria, o Ca3(PO4).

É obtido industrialmente de acordo com a equação:

Fósforo branco, P4:



Os compostos mais importantes que contém fósforo são os trialetos (tralogenetos) e os pentaletos (Pentalogenetos).

Dentre os óxidos de fósforo o óxido de fósforo (III), P4O6, e o óxido de fósforo (V), P4O10. Esses dois óxidos representam os dois estados de oxidação mais comum do P,+3 e +5.





O arsênio, o antimônio e o bismuto ocorrem na natureza na forma de sulfetos minerais, como As2S3, Sb2S3 e Bi2S3.

O arsênio e o antimônio possuem formas alotrópicas semelhante ao fósforo, sob formas de tetraedro: As4 e Sb4.

O bismuto é metal, possuí aparência branco-avermelhada e não tem aparência metálica. Forma liga com muitos outros metais.



O carbono existe sob três formas cristalinas: grafite, diamante e fulerenos.

A grafite é um sólido macio, preto escorregadio, tem brilho metálico e conduz eletricidade. Folhas paralelas de átomos unidos pelas forças de London.

O diamante é um sólido duro e transparente na qual os átomos de carbono formam uma rede cristalina.

Os fulerenos são as formas moleculares de carbono. São moléculas individuais como C60, C70, lembram bolas de futebol.



O carbono forma dois óxido principais: O CO e o CO2.

O monóxido de carbono, CO, é gás incolor, inodoro e insípido. É tóxico pois tem afinidade com a hemoglobina e assim interferir no transporte de oxigênio.



O dióxido de carbono, CO2, é gás incolor e inodoro . É componente da atmosfera e principal contribuinte do Efeito Estufa.

Grande parte da produção de CO2 é utilizado para refrigeração na sua forma sólida, CO2(s), conhecido como Gelo Seco. Outra parte da produção destina-se a fabricação de soda e bicarbonato de sódio.



O CO2 é moderadamente solúvel em água na pressão atmosférica. Formando solução ácida.

Já o íon carbonato CO32-, forma solução

básica com a água. Encontra-se, natureza, o íon carbonatos em diversos minerais sendo o principal deles a calcita CaCO3.



Possuem configuração eletrônica ns2np2.

Em sua maioria formam compostos ligados covalentemente.



Depois do oxigênio, o silício é o elemento mais abundante na crosta terrestre. Ocorre como SiO2 e também numa grande diversidade de silicatos minerais.

Cerca de 90% da crosta terrestre são constituídos compostos que contenham silício e oxigênio. Os silicatos são compostos com um átomo de silício circundado por quatro átomos de oxigênio.



O íon silicato SiO4-4 está no seu

estado de oxidação mais comum +4.

SiO4-4 Si2O7

-6 Si2O6

-4



Quando o quartzo é fundido, formando um líquido pegajoso, muitas ligações de sílicio e oxigênio são rompidas. Quando resfria rapidamente o líquido estas ligações se refazem porem os átomos não conseguem se organizar. Obtém-se então um sólido amorfo, o vidro de quartzo ou de silica.

Silicones são substâncias organizadas em cadeias deste tipo:



Configuração eletrônica: [He]2s22p1.Moléculas constituídas apenas de

boro e hidrogênio constituem a família dos boranos. Ex: BH3 e B2H6.

O ácido bórico H3BO3 é ácido muito fraco, comumente usado como medicamento oftálmico.



BROWN, Theodore; LEMAY, Eugene; BURSTEN, Bruce. Química: Ciência Central. Tradução: Horácio Macedo. Rio de Janeiro: Rio de Janeiro, 1999.



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