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Grupo 1: Metais Alcalinos

Grupo 1: Metais Alcalinos. Configuração Eletrônica. Propriedades Gerais. Sódio metálico. Explosão do sódio. Lâmpada de sódio. Metais Excelentes condutores de eletricidade Moles Altamente reativos Fortes agentes redutores São eletropositivos

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Grupo 1: Metais Alcalinos

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Presentation Transcript

  1. Grupo 1: Metais Alcalinos Configuração Eletrônica

  2. Propriedades Gerais Sódio metálico Explosão do sódio Lâmpada de sódio • Metais • Excelentes condutores de eletricidade • Moles • Altamente reativos • Fortes agentes redutores • São eletropositivos • Compostos monovalentes, iônicos e incolores • Hidróxidos e óxidos são bases muito fortes

  3. Lítio Li • Menor metal alcalino • 35º em abundância • Descoberto por J.A. Afrvedson (1817) • Encontrado nos minérios Spodumena LiAl(SiO3)2 e Petalita Li2Al2(SiO3)3(FOH)2 • Obtido por redução eletrolítica • Usado em baterias recarregáveis e plataformas espaciais para remoção de CO2 e ar • Usado no tratamento de depressão maníaca

  4. Sódio Na • Metal branco prateado • 7º em abundância • Descoberto por Sir Humphrey Davy em 1807 • Encontrado na sal gema NaCl e água do mar • Obtido por eletrólise do NaCl • Usado na síntese de organo-metálicos, em sistemas de refrigeração de usinas nucleares e na iluminação pública

  5. Potássio K • Metal branco prateado • 8º em abundância • Descoberto por Sir Humphrey Davy em 1807 • Encontrado na silvita KCl e água do mar • Obtido por eletrólise do KOH • Usado na forma de sais como fertilizante • K2SO4 (aditivo do gesso), K2CO3 (vidros e cerâmicas), KNO3 (explosivo), KBr (sedativo), KMnO4 (bactericida)

  6. Rubídio • Metal sólido que funde a 40ºC • 23º em abundância (16º metal) • Descoberto por Robert Bunsen e Gustav Kirchhoff em 1861 • Encontrado em diversos minerais. A lepidolita (principal fonte) contém 1,5% de rubídio metal • Obtido como sub-produto do processamento do Lítio • Usado em motores iônicos para naves espaciais • É utilizado na fabricação de cristais especiais para sistemas de telecomunicação de fibra óptica e equipamentos de visão noturna Aula 4: Química de Elementos

  7. Césio Polucita • Metal sólido que funde a 28,5ºC • 46º em abundância • Descoberto por Robert Bunsen e Gustav Kirchhoff em 1860 • Coloração amarelo prateada • Usado nas indústrias de energia nuclear, • Obtido por eletrólise do cianeto ou cloreto de césio

  8. Frâncio • Metal radioativo • Obtido como resultado da desintegração do actínio. • Encontrado em minerais de urânio • Pode ser feito artificialmente bombardeando tório com prótons. • É o mais instável dos primeiros 101 elementos. • O seu isótopo 223Fr  têm uma meia-vida de 22 minutos. Este é o único isótopo que ocorre na natureza • Existe no máximo 20-30g na crosta terrestre.

  9. Propriedades Físicas e Químicas As propriedades dos metais alcalinos estão intimamente relacionadas com a estrutura eletrônica e tamanho do átomo Todos dos metais alcalinos apresentam estrutura cúbica de corpo centrado N.C.=8

  10. Propriedades Gerais • Os metais alcalinos são grandes, mas apresentam baixa densidade em comparação a outros metais: • Fe (7,9g/cm3); Hg (13,6g/cm3) • Os elementos do grupo 1 são os maiores do seu período

  11. Propriedades Gerais • Baixa E.I. considerável em relação aos demais elementos. 2ª. EI muito alta (não ocorre em condições normais) • Pontos de Fusão e Ebulição baixos • Energia de coesão baixa (força que mantém unidos os átomos ou íons no sólido)

  12. Eletronegatividade e tipo de ligação Eletronegatividade baixa (menor do que qualquer outro elemento) Formam ligações iônicas Eletronegatividade Na 0,9 Cl 3,0 Diferença = 2,1 Diferença entre as eletronegatividades entre 1,7 a 1,8  ligação 50% iônica

  13. Aplicação dos Metais Alcalinos e Compostos • Estereato de Lítio: usado na fabricação de graxas e lubrificantes • Carbonato de Lítio: usado no tratamento de doenças mentais, na produção eletrolítica do Al adicionado à bauxita e no endurecimento do vidro • Lítio metálico: usado em células eletroquímicas, pilhas e ligas. Li:Pb (metal branco), Li:Al (peças de avião), Li:Mg (chapas de blindagem) • Hidróxido de Sódio: usado na fabricação de papel, obtenção de alumina, sabões

  14. Carbonato de Sódio: usado na fabricação de sabão e detergentes, vidros e produtos de limpeza • Hipoclorito de Sódio: usado como alvejante e desinfetante • Bicarbonato de Sódio: usado como fermento químico • Cloreto, Sulfato e Nitrato de Potássio: usados como fertilizante • Permanganato de Potássio: fabricação de sacarina • Carbonato e Óxido de Potássio: usado em cerâmicas

  15. Importância Biológica Na e K são essenciais  manter pressão osmótica e equilibrar cargas elétricas associadas com macromoléculas orgânicas

  16. Propriedades Químicas Reatividade em água Na(s) + H2O → Na+ (aq) + OH- (aq) + ½H2 (g) Velocidade da reação: Li<Na<K

  17. Reatividade com oxigênio 2Li(s) + ½O2 → Li2O (s) (Formação de óxidos) Na(s) + O2 → Na2O2 (s) (Formação de peróxidos) K(s) + O2 → KO2 (s) (Formação de superóxidos)

  18. Reatividade com nitrogênio 6Li(s) + N2 → 2Li3N (s) (único metal alcalino que reage com nitrogênio) Composto iônico vermelho-rubi, importante na síntese da amônia 2Li3N → 6Li + N2 Li3N + 3H2O → 3LiOH + NH3

  19. Óxidos Monóxidos são sólidos iônicos Alcalinos K2O + H2O→ 2KOH Hidróxidos NaOH – soda cáustica KOH – potassa cáustica Todos os hidróxidos dos metais alcalinos são solúveis em água (exceção LiOH pouco solúvel) corrosivo (pele e vidro)

  20. Reações dos hidróxidos de metais alcalinos Ácidos NaOH + HCl NaCl + H2O Dióxido de Carbono 2NaOH + CO2  Na2CO3 + H2O Sais de amônio NaOH + NH4Cl  NH3 + NaCl + H2O Álcoois NaOH + EtOH  NaOEt (alcóxidos) + H2O

  21. Diferença entre o lítio e os demais elementos do Grupo 1 Assemelha-se mais aos elementos do Grupo 2 (particularmente o Mg) 1 – p.f. e p.e. maior que os demais elementos do Grupo1 2 – Li possui maior dureza 3 – Menos reativo com o oxigênio 4 – LiOH é menos básico 5 – Li forma nitreto (LiN3) – nenhum outro elemento do Grupo 1 forma nitreto, mas os elementos do Grupo 2 sim 6 – Li2CO3, Li3PO4 e LiF são insolúveis em água (semelhante ao Mg) 7 – O Li+ e seus compostos são mais fortemente hidratados que os compostos dos demais elementos do grupo 1

  22. Razões e Generalizações Generalização Primeiros elementos de cada um dos grupos representativos (Li, Be, C, N, O e F) diferem do restante dos elementos de seus respectivos grupos Razões 1 – Menor tamanho dos primeiros elementos em relação aos demais elementos do grupo 2 – Primeiro elemento forma no máximo 4 ligações (apenas 1 orbital s e 3p). Os demais podem usar orbitais d em suas ligações 3 – As similaridades entre o Li(1º. Elemento grupo 1) e o Mg (2º. Elemento grupo 2) seguem a correlação diagonal na TP.

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