“Tabela Periódica”

1. “Tabela Periódica” Profa. NúriaGalacini Profa. Samara Garcia

2. Antes da TabelaPeriódica… O trabalho de Böhr despertou o interesse de vários cientistas para o estudo dos espectros descontínuos. Um deles, Sommerfeld, percebeu, em 1916, que as raias obtidas por Böhr eram na verdade um conjunto de raias mais finas e supôs então que os níveis de energia estariam divididos em regiões ainda menores, por ele denominadas subníveis de energia. O número de cada nível indica a quantidade de subníveis nele existentes. Por exemplo, o nível 1 apresenta um subnível, o nível 2 apresenta dois subníveis, e assim por diante. Esses subníveis são representados pelas letras s, p, d, f, g, h, … .

3. Antes da TabelaPeriódica… • Estudos específicos para determinar a energia dos subníveis mostraram que: • existe uma ordem crescente de energia nos subníveis; • os elétrons de um mesmo subnível contêm a mesma quantidade de energia; • os elétrons se distribuem pela eletrosfera ocupando o subnível de menor energia disponível.

4. Antes da TabelaPeriódica… A criação de uma representação gráfica para os subníveis facilitou a visualização da sua ordem crescente de energia. Essa representação é conhecida como diagrama de Linus Pauling. Cada um desses subníveis pode acomodar um número máximo de elétrons:

5. Antes da TabelaPeriódica… Distribuição eletrônica por subníveis Como num átomo o número de prótons (Z) é igual ao número de elétrons, conhecendo o número atômico poderemos fazer a distribuição dos elétrons nos subníveis.

6. Antes da TabelaPeriódica… Distribuição eletrônica por subníveis Na prática: Outro exemplo: subnível mais energético subnível mais externo

7. Antes da TabelaPeriódica… Distribuição eletrônica por subníveis

8. TabelaPeriódica

9. TabelaPeriódica Organização da tabela periódica • Famílias ou grupos: • A tabela periódica atual é constituída por 18 famílias. • Existem, atualmente, duas maneiras de identificar as famílias ou grupos. A mais comum é indicar cada família por um algarismo romano, seguido das letras A e B, por exemplo, IA, IIA, VB. Essas letras A e B indicam a posição do elétron mais energético nos subníveis. • No final da década de 80, a IUPAC propôs outra maneira: as famílias seriam indicadas por algarismos arábicos de 1 a 18, eliminando-se as letras A e B.

10. TabelaPeriódica Organização da tabela periódica

11. TabelaPeriódica Organização da tabela periódica

12. TabelaPeriódica Organização da tabela periódica Período: Na tabela atual existem sete períodos, e o número do período corresponde à quantidade de níveis (camadas) eletrônicos que os elementos químicos apresentam. Exemplo: 4° período

13. TabelaPeriódica Organização da tabela periódica

14. TabelaPeriódica Propriedades Periódicas : RAIO ATÔMICO • Raio atômico é o tamanho do átomo. • Os fatores que definem o raio atômico são: • Número de níveis (camadas): quanto maior o número de níveis, maior será o tamanho do átomo. • Número de prótons: o átomo que apresenta maior número de prótons exerce uma maior atração sobre seus elétrons, o que ocasiona uma redução no seu tamanho.

15. TabelaPeriódica Propriedades Periódicas : RAIO ATÔMICO • Generalizando: • numa mesma família: o raio atômico aumenta de cima para baixo na tabela, devido ao aumento do número de níveis; • num mesmo período: o raio atômico aumenta da direita para a esquerda na tabela, devido à diminuição do número de prótons nesse sentido, o que diminui a força de atração sobre os elétrons.

16. TabelaPeriódica Propriedades Periódicas : ENERGIA DE IONIZAÇÃO • Energia de ionização é a energia necessária para remover um ou mais elétrons de um átomo isolado no estado gasoso. • O fator que influencia na energia de ionização é: • Tamanho do átomo (raio atômico): Quanto maior o tamanho do átomo, menor será a primeira energia de ionização.

17. TabelaPeriódica Propriedades Periódicas : ENERGIA DE IONIZAÇÃO • Generalizando: • numa mesma família: a energia de ionização aumenta de baixo para cima; • num mesmo período: a E.I. aumenta da esquerda para a direita.

18. TabelaPeriódica Propriedades Periódicas : ENERGIA DE IONIZAÇÃO Ao retirarmos o primeiro elétron de um átomo, ocorre uma diminuição do raio. Por esse motivo, a energia necessária para retirar o segundo elétron é maior. Assim, para um mesmo átomo, temos: Esse fato fica evidenciado pela analogia a seguir, referente ao átomo de magnésio (Z = 12):

19. TabelaPeriódica Propriedades Periódicas : ENERGIA DE IONIZAÇÃO

20. TabelaPeriódica Propriedades Periódicas : AFINIDADE ELETRÔNICA OU ELETROAFINIDADE • Afinidade eletrônica é a energia liberada quando um átomo isolado, no estado gasoso, “captura” um elétron.

21. TabelaPeriódica Propriedades Periódicas : AFINIDADE ELETRÔNICA OU ELETROAFINIDADE • O fator que influencia na energia de ionização é: • Tamanho do átomo (raio atômico): Numa família ou num período, quanto menor o raio, maior a afinidade eletrônica.

22. TabelaPeriódica Propriedades Periódicas : ELETRONEGATIVIDADE • Eletronegatividade é a força de atração exercida sobre os elétrons de uma ligação. • A eletronegatividade dos elementos é uma grandeza relativa. Ao estudá-la, na verdade estamos comparando a força de atração exercida pelos átomos sobre os elétrons de uma ligação. H Cl

23. TabelaPeriódica Propriedades Periódicas : ELETRONEGATIVIDADE • Essa força de atração tem relação com o raio atômico: • quanto menor o tamanho do átomo, maior será a força de atração, pois a distância núcleo-elétron da ligação é menor. • A eletronegatividade não é definida para os gases nobres. H

24. TabelaPeriódica Propriedades Periódicas : DENSIDADE • Experimentalmente, verifica-se que: • Entre os elementos das famílias IA e VIIA, a densidade aumenta, de maneira geral, de acordo com o aumento das massas atômicas, ou seja, de cima para baixo. • Num mesmo período, de maneira geral, a densidade aumenta das extremidades para o centro da tabela.

25. TabelaPeriódica Propriedades Periódicas : DENSIDADE Assim, os elementos de maior densidade estão situados na parte central e inferior da tabela periódica, sendo o ósmio (Os) o elemento mais denso (22,5 g/cm3).

26. TabelaPeriódica Propriedades Periódicas : PONTO DE FUSÃO E PONTO DE EBULIÇÃO • Experimentalmente, verifica-se que: • Nas famílias IA e IIA, os elementos de maiores TF e TE estão situados na parte superior da tabela. Na maioria das famílias, os elementos com maiores TF e TE estão situados geralmente na parte inferior da tabela. • Num mesmo período, de maneira geral a TF e a TE crescem das extremidades para o centro da tabela.

27. TabelaPeriódica Propriedades Periódicas : PONTO DE FUSÃO E PONTO DE EBULIÇÃO Assim, a variação das TF e TE na tabela periódica pode ser representada como no esquema ao lado. Entre os metais, o tungstênio (W) é o que apresenta maior TF: 3410 ºC. O carbono, por formar estruturas com grande número de átomos, apresenta TF (3550 ºC) e TE (4287 ºC) elevados.

28. Exercícios (ITA - 2009) Suponha que um metal alcalino terroso se desintegre radioativamente emitindo uma partícula alfa. Após três desintegrações sucessivas, em qual grupo (família) da tabela periódica deve-se encontrar o elemento resultante deste processo? a) 13 (III A) b) 14 (IV A) c) 15 (V A) d) 16 (VI A) e) 17 (VII A)

29. Exercícios (Ufscar - 2008) Uma tecnologia promissora para atender parte de nossas necessidades energéticas, sem a poluição gerada pela queima de combustíveis fósseis, envolve a transformação direta de parte da energia luminosa do Sol em energia elétrica. Nesse processo são utilizadas as chamadas células fotogalvânicas, que podem funcionar utilizando semicondutores extrínsecos de silício, constituídos por uma matriz de silício de alta pureza, na qual são introduzidos níveis controlados de impurezas. Essas impurezas são elementos químicos em cujas camadas de valência há um elétron a mais ou a menos, em relação à camada de valência do silício. Semicondutores do tipo n são produzidos quando o elemento utilizado como impureza tem cinco elétrons na camada de valência. Considerando os elementos B, P, Ga, Ge, As e In como possíveis impurezas para a obtenção de um semicondutor extrínseco de silício, poderão ser do tipo n apenas aqueles produzidos com a utilização de: a) B. b) Ge. c) Ga e Ge. d) P e As. e) B, Ga e In.

30. Exercícios (Unifesp - 2009) O gráfico apresenta as primeiras e segundas energias de ionização (1ªEI e 2ªEI) para os elementos sódio, magnésio e cálcio, indicados como I, II e III, não necessariamente nessa ordem. Dentre esses elementos, aqueles que apresentam os maiores valores para a primeira e para a segunda energia de ionização são, respectivamente, a) cálcio e magnésio. b) cálcio e sódio. c) magnésio e cálcio. d) magnésio e sódio. e) sódio e magnésio.