269

U N I D A D E 1

Aprenda Fazendo

LEIA O TEXTO PARA RESPONDER ÀS QUESTÕES 1 e 2

Tabela Periódica ganha 112º elemento, ainda sem nome

11 de junho de 2009

Cientistas na Alemanha estão tentando encontrar um nome para o mais novo elemento da tabela periódica, que recebeu o número 112. Depois de mais de uma década de seu descobrimento, o elemento de número atômico 112 foi aceito oficialmente na tabela e recebeu, temporariamente, o nome de "ununbium" (ou unúmbio, que em latim quer dizer 112). Ele é super-pesado e altamente instável - existe por apenas alguns milionésimos de segundo e depois se desfaz.

Demorou muito para que a descoberta da equipe alemã do Centro para Pesquisa de Íons Pesados, liderada por Sigurd Hofmann, fosse reconhecida oficialmente pela União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC, em inglês). É que sua existência teve que ser confirmada de maneira independente - até agora apenas quatro átomos foram observados.

A Tabela Periódica dos elementos químicos é a disposição sistemática dos elementos, na forma de uma tabela, em função de suas propriedades. São muito úteis para prever as características e tendências dos átomos. “O novo elemento é aproximadamente 277 vezes mais pesado que o hidrogênio, o que converte no mais pesado da tabela periódica”, disse o pesquisador.

Hofmann começou sua busca por elementos para a tabela periódica em 1976. Para criar o elemento 112, a equipe de Hormann usou um acelerador de partículas com 120 metros de comprimento para lançar um fluxo de íons de zinco (cátion bivalente) contra átomos de chumbo, cujos núcleos contêm 30 e 82 prótons, respectivamente.

Os núcleos dos dois elementos se fundiram para formar o núcleo do novo elemento. Estes núcleos muito grandes e pesados também são muito instáveis. Eles começam a se desintegrar pouco depois de formados. Isso libera energia, que os cientistas podem medir para descobrir o tamanho do núcleo que está se desfazendo.

Mas tais experiências resultam em poucas fusões bem sucedidas e os cientistas precisam de aceleradores de partículas cada vez mais poderosos para realizar experiências mais longas e descobrir os elementos mais evasivos e instáveis.

Equipes de pesquisadores na Rússia, nos Estados Unidos e no Japão estão participando do que Hofmann qualificou como "uma competição amistosa" para descobrir

elementos novos e mais pesados.

Fonte: Adaptado de http://www.estadao.com.br/noticias/geral,tabela-periodica-ganha-112-

elemento,385930,0.htm. Acesso em 20/06/2009.

1. Considerando-se as informações do texto e outros conhecimentos, é CORRETO afirmar que o novo integrante da tabela periódica é um elemento químico A) bom condutor elétrico. B) sólido na temperatura ambiente. C) radioativo. D) representativo.

Unidade VI. Estudo da Tabela Periódica

270

U N I D A D E 1

2. Considerando-se o texto e outros conhecimentos, responda:

a) Qual a quantidade de nêutrons no novo elemento químico descoberto? Demonstre todo o raciocínio.

b) Qual é a quantidade de elétrons de valência do átomo neutro utilizado na obtenção do novo elemento?

c) Qual é a distribuição eletrônica por subnível de energia do íon utilizado na obtenção do novo elemento? Considere o íon no estado fundamental.

LEIA O TEXTO PARA RESPONDER ÀS QUESTÕES 3 e 4

Mercúrio e seus compostos

O mercúrio, apesar de ser natural, é encontrado na natureza em baixas concentrações no ar, na água e no solo. Consequentemente, o mercúrio pode estar presente, em algum grau, nas plantas, animais e tecidos humanos. Quando as concentrações do mercúrio excedem os valores normalmente presentes na natureza, surge o risco de contaminação do meio ambiente e dos seres vivos, inclusive o homem. O mercúrio é o único metal líquido à temperatura ambiente. Seu ponto de fusão é -40°C e o de ebulição 357°C. É muito denso (13,5 g/cm3), e possui alta tensão superficial. Combina-se com outros elementos, como o cloro, o enxofre e o oxigênio, formando compostos inorgânicos de mercúrio, na forma de pó ou de cristais brancos. O mercúrio dissolve facilmente o ouro (Au), a prata (Ag), o chumbo (Pb) e o zinco (Zn) e metais alcalinos, como o sódio, lítio e potássio, formando ligas relativamente consistentes conhecidas como amálgamas. O mercúrio é obtido industrialmente pela reação do sulfeto de mercúrio (HgS) com o gás oxigênio. Nesta reação, há também a formação de dióxido de enxofre. Seu uso industrial é bastante amplo, podendo ser usado em termômetros, barômetros, lâmpadas, medicamentos, espelhos detonadores, corantes, entre outros.

Texto adaptado do site: http://www.areaseg.com/toxicos/mercurio.html

A = p + n

277 = 112 + n n = 165

O elemento é o chumbo – coluna 4ª – 4 elétrons de valência.

O íon é o Zn 2+ 1s

22s

22p

63s

23p

63d

10

Lembre-se que os elétrons a serem retirados primeiro são os da camada de valência

A distribuição do átomo neutro 1s2

2s2

2p6

3s2

3p6

4s2

3d10

e, primeiramente, deve-se tirar elétrons da 4ª camada.

Unidade VI. Estudo da Tabela Periódica

271

U N I D A D E 1

3. Considere as informações do texto e outros conhecimentos para responder:

a) COMPLETE o quadro com os elementos que aparecem no texto.

SÍMBOLO(S) DO(S) ELEMENTO(S)

Quatro metais de transição Hg, Au, Ag, Zn

Três metais alcalinos Na, Li e K

Dois calcogênios O e S

Um halogênio C

b) ESCREVA a equação balanceada para a produção industrial do mercúrio.

c) O mercúrio, citado no 3º parágrafo, do texto é elemento ou substância? EXPLIQUE utilizando argumentos científicos e dados do texto.

4. O diagrama 1 representa a variação do ponto de fusão de quatro substâncias iônicas,

em função da soma dos raios do cátion e do ânion de cada uma delas. As substâncias iônicas representadas no diagrama são formadas por íons isoeletrônicos (mesmo número de elétrons). Os valores dos raios iônicos (em Angstrons) de diferentes cátions e ânions são apresentados na tabela 1.

Tabela 1. Raios iônicos de cátions e ânions.

HgS (s) + O2 (g) SO

2 (g) + Hg ()

O mercúrio descrito no 3º parágrafo é uma substância porque apresenta propriedades de substâncias, tais como solubilidade (dissolve outros metais), forma misturas (ligas metálicas) e participa de reações químicas.

Unidade VI. Estudo da Tabela Periódica

272

U N I D A D E 1

Diagrama 1. Variação do ponto de fusão de substâncias iônicas. Analise o diagrama 1 e a tabela 1 e responda ao que se pede. a) REPRESENTE o cátion e o ânion da substância iônica de maior ponto de fusão. Só

serão consideradas as respostas com indicação correta dos dois íons.

b) EXPLIQUE, a partir da atração núcleo-elétron e da estrutura eletrônica dos íons, o

maior tamanho do ânion C em relação ao cátion K+.

NÃO PRECISA FAZER

c) DETERMINE E ESCREVA o valor de Y do diagrama 1. Não se esqueça da unidade.

5. Os valores das energias de ionização,

obtidos experimentalmente, são algumas das informações que os físicos e químicos utilizam para desenvolver teorias a respeito da estrutura do átomo, sendo, por isto, possível estabelecer uma relação entre os potenciais de ionização e as configurações eletrônicas. O gráfico ao lado representa a variação da primeira energia de ionização para alguns elementos químicos.

Considerando-se os dados do gráfico e outros conhecimentos, responda o que se pede. A) QUAL o nome e o símbolo do elemento que tem menor tendência em formar cátion?

JUSTIFIQUE sua resposta utilizando dados do gráfico.

NOME: Hélio SÍMBOLO: He

JUSTIFICATIVA: Entre os elementos do gráfico, o elemento com número atômico 2 (Hélio) apresenta a maior energia de ionização, ou seja, menor facilidade em perder elétrons e se transformar em cátions.

Na+ e F-

A substância com maior ponto de fusão tem raio atômico de 2,35 Å , que corresponde a soma dos raios do Na+ (1,02 Å) com a do F- (1,33 Å). Perceba que

estes dois íons são isoeletrônicos, ou seja, possuem a mesma quantidade de

elétrons (neste caso, cada um tem 10 elétrons)

3,90 Å

A substância Y é formada por íons isoeletrônicos Cs+ (1,70 Å) e I- (2,20 Å).

Unidade VI. Estudo da Tabela Periódica

273

U N I D A D E 1

B) O raio atômico do carbono é maior, menor ou igual ao do nitrogênio? JUSTIFIQUE sua comparação, mencionando a atração núcleo-elétron e a distribuição eletrônica dos elementos.

O carbono e o nitrogênio são ametais que pertencem ao mesmo período, ou seja, possuem o mesmo número de níveis. Portanto o elemento que tiver maior carga nuclear (NÚMERO DE PRÓTONS), no caso é o nitrogênio, terá maior atração elétron-núcleo e um raio menor.

C) REPRESENTE a equação da 2ª energia de ionização para o carbono.

C+ (g) + 2ª EI C2+ (g) + 1 e-

6. O gráfico a seguir mostra, em ordem aleatória de posição na tabela periódica, as primeiras energias de ionização (EI) dos oito elementos representativos do quinto período da tabela periódica. Os oito elementos estão denominados genericamente por A, B, C, D, E, G, J e M.

Com base nos dados apresentados no gráfico e nos conhecimentos sobre o tema, analise as afirmativas. I. O elemento B possui dois elétrons na camada de valência. II. O elemento D possui apenas 4 camadas eletrônicas. III. O elemento G possui configuração de valência igual a 5s25p6. IV. O elemento C tende a perder 1 elétron da camada de valência.

Sn Sr I Rb Te Xe In Sb

Unidade VI. Estudo da Tabela Periódica

274

U N I D A D E 1

Assinale a alternativa que contém todas as afirmativas corretas.

A) I e II. B) I e III. C) III e IV. D) I, II e IV. E) II, III e IV.

7. (UFMG-MG) O gráfico energia (E) versus ordem de ionização (OI), que representa corretamente a ionização de um átomo isolado de carbono (arrancados, sucessivamente, todos os seus elétrons), é:

A

8. Dadas as configurações eletrônicas dos seguintes átomos e íons, marque a alternativa falsa.

X2+ = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 Z =1s2 2s2 2p6 3s2

A = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 D = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 4s1

A) o átomo X é do elemento de transição do 4º período. B) todos os átomos estão no estado fundamental. C) o átomo A representa um elemento da família dos halogênios do 3º período. D) Z tem maior raio atômico do que A. E) D tem a maior energia de ionização de todos os átomos representados.

9. (UEMT-MT) As energias de ionização (Ei), em (kcal/mol), de um dado metal são: 1ª Ei = 138 2ª Ei = 434 3ª Ei = 656 4ª Ei = 2767 A configuração eletrônica da camada de valência deste metal representativo é: A) ns1 B) ns2 C) ns2 np1 D) ns2 np2 E) ns2 np3

Unidade VI. Estudo da Tabela Periódica

275

U N I D A D E 1

10. Alguns elementos foram representados, aleatoriamente, pelas letras X, A, Z, Q e R. No quadro abaixo são listadas características desses elementos:

ELEMENTO CARACTERÍSTICA

X Tem alta energia de ionização, alta afinidade eletrônica e sua substância elementar é um liquido à temperatura ambiente.

A Tem seu ultimo elétron no subnível ns2, tem elevado raio atômico e maior que o do magnésio.

Z É energeticamente estável e está presente no sol.

Q Tem dois elétrons na camada de valência, tende a formar cátion e sua distribuição eletrônica termina no subnível d.

R Pode formar ânion, forma um gás inflamável e está presente em muitas outras substâncias combustíveis.

Considerando-se as informações do quadro e outros conhecimentos é CORRETO afirmar que o elemento

A) X pode ser o flúor (F).

B) A pode ser um metal alcalino terroso.

C) Z é o hidrogênio (H).

D) Q pode ser um metal representativo.

E) R pode ser o oxigênio (O).