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Propriedades Periódicas dos Elementos Químicos

 

Propriedades Periódicas dos Elementos Químicos
Propriedades da Tabela Periódica

Os elementos da tabela periódica são dispostos em ordem crescente de número atômico.

Todos estes elementos exibir várias outras tendências e podemos usar a formação da lei e da tabela periódica prever suas propriedades químicas, físicas e propriedades atômicas.

A compreensão dessas tendências é feito através da análise dos elementos de configuração de elétrons; todos os elementos prefere uma formação octeto e vai ganhar ou perder elétrons para formar essa configuração estável.

A tabela periódica

A tabela periódica é organizado de acordo com propriedades periódicas em termos de energia de ionização, eletronegatividade, raio atômico, afinidade eletrônica, e caráter metálico.

A tabela periódica organiza os elementos por propriedades periódicas, que são tendências recorrentes nas características físicas e químicas.

Estas tendências pode ser previsto simplesmente examinando a tabela periódica e pode ser explicada e compreendida através da análise das configurações de electrões dos elementos.

Os elementos tendem a ganhar ou a perder electrões de valência para conseguir a formação de octeto estável.

Octetos estáveis são vistos nos gases inertes ou gases nobres, do grupo VIII da tabela periódica.

Em adição a esta atividade, há duas outras tendências importantes.

Em primeiro lugar, os elétrons são adicionados um de cada vez se movendo da esquerda para a direita em um período. Quando isso acontece, os elétrons da camada mais externa experiência cada vez mais forte atração nuclear, de modo que os elétrons se tornar mais perto do núcleo e mais ligado a ele.

Em segundo lugar, se movendo para baixo uma coluna na tabela periódica, os elétrons mais externos tornam-se menos fortemente ligado ao núcleo. Isso acontece porque o número de cheias níveis de energia principais (que protegem os elétrons da camada externa de atração para o núcleo) aumenta para baixo dentro de cada grupo.

Estas tendências explicam, a periodicidade observada nas propriedades elementares de raio atômico, energia de ionização, afinidade eletrônica, e eletronegatividade .

Raio atômico

O raio atômico de um elemento é metade da distância entre os centros de dois átomos do referido elemento que está apenas tocar uns aos outros. Geralmente, o raio atômico diminui ao longo de um período da esquerda para a direita e para baixo aumenta a um determinado grupo. Os átomos com os maiores raios atômicos estão localizados no Grupo I e na parte inferior de grupos.

Movendo-se da esquerda para a direita em um período, os elétrons são adicionados um de cada vez para o shell de energia externa. Elétrons dentro de uma concha não pode se proteger um ao outro a partir da atração para prótons. Uma vez que o número de prótons também está aumentando, os efetivos aumentos de carga nuclear em todo um período. Isso faz com que o raio atômico diminua.

Descendo um grupo na tabela periódica , o número de elétrons e cheios os reservatórios de elétrons aumenta, mas o número de elétrons de valência permanece a mesma. Os electrões externo de um grupo estão expostos à mesma carga nuclear eficaz , mas electrões encontram-se mais longe do núcleo como o número de conchas cheias de energia aumenta. Portanto, aumentar o raio atômico.

Energia de ionização

A energia de ionização, ou ionização potencial, é a energia necessária para remover completamente um electrão de um átomo gasoso ou ião. O mais perto e mais ligado do elétron para o núcleo, mais difícil será para remover, e quanto maior a sua energia de ionização será.

A primeira energia de ionização é a energia necessária para remover um de electrões do átomo de pai.

A segunda energia de ionização é a energia necessária para remover um segundo electrão de valência do ião monovalente para formar o ião divalente, e assim por diante. Energias de ionização sucessivas aumentam. A segunda energia de ionização é sempre maior do que a primeira energia de ionização.

Energias de ionização aumentam se movendo da esquerda para a direita em um período (diminuindo o raio atômico).

Energia de ionização diminui se movendo para baixo em um grupo (aumentando raio atômico).

Elementos do grupo têm energias de ionização baixas porque a perda de um elétron forma um octeto estável.

Afinidade de electrões

Afinidade de electrões reflecte a capacidade de um átomo de aceitar um electrão. É a mudança de energia que ocorre quando um electrão é adicionado a um átomo gasoso. Átomos com carga nuclear efetiva mais forte tem uma maior afinidade eletrônica. Alguns podem ser feitas generalizações sobre as afinidades eletrônicas de certos grupos na tabela periódica.

Os elementos do Grupo IIA, as terras alcalinas , têm valores de afinidade de elétrons de baixa. Estes elementos são relativamente estáveis, porque eles têm enchido s subshells.

Grupo elementos VIIa, os halogênios, têm afinidades elevadas de elétrons porque a adição de um electrão a um átomo de resultados em um escudo completamente cheio.

Grupo elementos VIII, gases nobres, têm afinidades eletrônicas próximos de zero, uma vez que cada átomo possui um octeto estável e não vai aceitar um elétron prontamente.

Elementos de outros grupos têm afinidades baixas de elétrons.

Em um período, o halogênio terá a maior afinidade de electrões, ao passo que o gás nobre terá o menor afinidade de electrões. A afinidade eletrônica diminui se movendo para baixo um grupo porque um novo elétron seria ainda mais a partir do núcleo de um grande átomo.

Eletronegatividade

Eletronegatividade é uma medida da atração de um átomo para os elétrons em uma ligação química. Quanto maior a eletronegatividade de um átomo, maior sua atração para os elétrons de ligação.

Eletronegatividade está relacionada com a energia de ionização. Elétrons com energias de ionização baixas têm baixos eletronegatividades porque os seus núcleos não exercem uma forte força de atração sobre os elétrons. Elementos com altas energias de ionização têm altos eletronegatividades devido à forte atração exercida sobre os elétrons por núcleo.

Num grupo, a eletronegatividade diminui como número aumenta atômicas, como um resultado do aumento da distância entre os electrões de valência e núcleo ( maior raio atômico). Um exemplo de um eletropositivos (isto é, baixo electronegatividade) é elemento de césio; um exemplo de um grande elemento eletronegativo é flúor.

Propriedades periódicas e aperiódicas

Propriedades aperiódicas são aquelas cujos valores variam ( crescem ou decrescem) na medida que o número atômico aumenta e que não se repetem em períodos determinados ou regulares.

Exemplo: a massa atômica de um número sempre aumenta de acordo com o número atômico desse elemento.

As propriedades periódicas são aquelas que , na medida em que o número atômico aumenta, assumem valores semelhantes para intervalos regulares, isto é, repetem periodicamente.

Exemplo: o número de elétrons na camada de valência.

RAIO ATÔMICO: O TAMANHO DO ÁTOMO

É uma característica difícil de ser determinada.

Usaremos aqui, de maneira geral, dois fatores:

Número de níveis (camadas): quanto maior o número de níveis, maior será o tamanho do átomo.

Se os átomos comparados tiverem o mesmo número de níveis (camadas), usaremos:

Números de prótons ( número atômico Z ): o átomo que apresentar o maior número de prótons exerce uma maior atração sobre os seus elétrons, o que ocasiona uma diminuição do seu tamanho (atração núcleo-elétron).

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ENERGIA DE IONIZAÇÃO

É a energia necessária para remover um ou mais elétrons de um átomo isolado no estado gasoso.

X0(g) + energia ® X+(g) + e-

A remoção do primeiro elétron, que é o mais afastado do núcleo, requer uma quantidade de energia denominada primeira energia de ionização (1a E.I.) e assim sucessivamente. De maneira geral podemos relacionar a energia de ionização com o tamanho do átomo, pois quanto maior for o raio atômico, mais fácil será remover o elétron mais afastado (ou externo), visto que a força de atração núcleo-elétron será menor.

Generalizando:

QUANTO MAIOR O TAMANHO DO ÁTOMO, MENOR SERÁ A PRIMEIRA ENERGIA DE IONIZAÇÃO

Logo, a 1a E.I. na tabela periódica varia de modo inverso ao raio atômico.

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Unidades utilizadas para a energia de ionização:

eV ---------------------------- elétron-volt

Kcal / mol --------------------quilocaloria por mol

KJ / mol -------------------- -quilojoule por mol

AFINIDADE ELETRÔNICA ou ELETROAFINIDADE

É a energia liberada quando um átomo isolado, no estado gasoso, "captura" um elétron.

X0(g) + e- ® X-(g) + energia

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Quanto menor o tamanho do átomo, maior será sua afinidade eletrônica.

Infelizmente, a medida experimental de afinidade eletrônica é muito difícil e, por isso, seus valores são conhecidos apenas para alguns elementos químicos. Além disso essa propriedade não é definida para os gases nobres.

ELETRONEGATIVIDADE

É a forca de atração exercida sobre os elétrons de uma ligação.

A eletronegatividade dos elementos não é uma grandeza absoluta, mas, sim, relativa. Ao estudá-la, na verdade estamos comparando estamos comparando a força de atração exercida pelos átomos sobre os elétrons de uma ligação.

Essa força de atração tem uma relação com o RAIO ATÔMICO: Quanto menor o tamanho de um átomo, maior será a força de atração, pois a distância núcleo-elétron da ligação é menor. Também não é definida para os gases nobres.

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ELETROPOSITIVIDADE ou CARÁTER METÁLICO

Eletropositividade é a capacidade de um átomo perder elétrons, originando cátions.

Os metais apresentam elevadas eletropositividades, pois uma de suas características é a grande capacidade de perder elétrons. Entre o tamanho do átomo e sua eletropositividade, há uma relação genérica, uma vez que quanto maior o tamanho do átomo, menor a atração núcleo-elétron e, portanto, maior a sua facilidade em perder elétrons. Também não está definida para os gases nobres.

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REATIVIDADE

A reatividade de um elemento químico está associada à sua maior ou menor facilidade em ganhar ou perder elétrons. Assim, os elementos mais reativos serão tantos os metais que perdem elétrons com maior facilidade, quanto os ametais que ganham elétrons com maior facilidade.

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Pela figura podemos observar que:

a) entre os metais, o mais reativo é o frâncio (Fr)
b)
entre os ametais, o mais reativo é o flúor (F).

PROPRIEDADE FÍSICAS DOS ELEMENTOS

As propriedades físicas são determinadas experimentalmente, mas, em função dos dados obtidos, podemos estabelecer regras genéricas para sua variação, considerando a posição do elemento na tabela periódica.

DENSIDADE

Num período: A densidade cresce das extremidades para o centro
Numa família:
A densidade cresce de cima para baixo.

Esquematicamente, podemos representar por:

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Assim, os elementos de maior densidade estão situados na parte central e inferior da tabela, sendo o Ósmio (Os) o elemento mais denso (22,5 g/cm3).

*** A tabela apresenta densidade obtida a 0 C e 1 atm.

PONTO DE FUSÃO (PF) e PONTO DE EBULIÇÃO (PE)

PONTO DE FUSÃO: É temperatura na qual uma substância passa do estado sólido para o estado líquido.

PONTO DE EBULIÇÃO: É temperatura na qual uma substância passa do estado líquido para o estado gasoso.

Na família IA (alcalinos) e na família IIA (alcalinos terrosos), IIB, 3A, 4A, os elementos de maior ponto de fusão (PF) e ponto de ebulição (PE) estão situados na parte superior da tabela.

De modo inverso, nas demais famílias, os elementos com maiores PF e PE estão situados na parte inferior.

Nos períodos, de maneira geral, os PF e PE crescem da extremidades para o centro da tabela.

Esquematicamente podemos representar por:

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Entre os metais o tungstênio (W) é o que apresenta o maior PF: 5900 ° C.

Uma anomalia importante ocorre com o elemento químico carbono (C),um ametal: Ele tem uma propriedade de originar estruturas formadas por um grande número de átomos, o que faz com que esse elemento apresente elevados pontos de fusão ( PF =3550 ° C).

Fonte: chemwiki.ucdavis.edu/chemistry.about.com/br.geocities.com

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