classificação periódica e propriedades periódicas dos elementos químicos
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Disciplina: Química
Profª: Alda e Cristina
30/04/20151
Pré-Vestibular Samora MachelUniversidade Federal do Rio de Janeiro
Classificação e propriedades periódicas dos elementos químicos
Mas para que serve a tabela periódica?
Matemática
Química
Tabela
Representação gráfica dos elementos químicos existentes
Organização dos elementos conforme suas características
Informações sobre cada elemento químico
Padronização para facilitar a comunicação (IUPAC)
Periódica
dos
Elementos químicos
modo de organização
propriedades periódicas
disposição dos elementos químicos existentes
TABELA PERIÓDICA DOS ELEMENTOS
A DESCOBERTA DOS ELEMENTOS
Elementos conhecidos antes de 1650:Ag, As, Au, C, Cu, Fe, Hg, Pb, S, Sb, Sn
Elementos descobertos após o ano 2000:Ununtrio (Uut)Ununquadio (Uuq) Ununpentio (Uup)Ununhexio (Uuh)Ununséptio (Uus)Ununoctio (Uuo)
ORIGEM DOS NOMES DOS ELEMENTOS
Argônio (Ar) – inerte, lento (grego)
Ouro (Au) – dourado (latim)
Bromo (Br) – mau cheiroso, fedido (grego)
Escândio (Sc) – Escandinávia
Germânio (Ge) – Alemanha
Magnésio (Mg) – Grécia
Bóhrio (Bh) – Niels Bohr
Cúrio (Cm) – Marie e Pierre Curie
Einstênio (Es) – Albert Einstein
Características
Local de descoberta
Homenagem a cientistas
Antoine Lavoisier
(1743-1794)
A.B.Chancourtois
( 1820-1886)
J.L.Meyer( 1830-1895)
Henry Moseley
J.W.Döbereiner (1780-1849)
J.A.R.Newlands
(1837-1898)
Dimitri Mendeleyev
(1834-1907)
Glenn Seaborg(1912 – 1999)
TABELA PERIÓDICA AO LONGO DO TEMPO
• Pai da química moderna
• Publicou em 1789 o “Tratado Elementar de Química”
• Organizou uma lista com os 33 elementos que à época eram conhecidos
O PRIMEIRO PASSO PARA A ORGANIZAÇÃO DOS ELEMENTOS
Antoine Laurent Lavoisier
1743-1794
A Lei das Tríades – (1824)
Ca Sr Ba40 137 Sr = 40 + 137
288
Sr 88
Johann Dobereiner
1780-1849
• Organizou os elementos em grupos de 3
• Ordem crescente de massa atômica
• Massa atômica do elemento do meio é aproximadamente a média aritmética dos elementos da ponta
• Primeiro a demonstrar as relações entre os elementos
O Parafuso Telúrico – (1862)Alexandre Chancourtois
• Organização dos elementos em ordem crescente de massa atômica, em torno de um cilindro
• Sua proposta ficou conhecida como “parafuso telúrico” ou “caracol de Chancourtois”
•Devido às irregularidades, a proposta não foi muito bem aceita na época
1820-1886
Lei das oitavas – (1864)John Newlands
• Ordem crescente de massa atômica, em linhas com 7 elementos cada
• O oitavo elemento seria uma espécie de repetição do primeiro, como a oitava nota musical
• Sua proposta chegou a ser ridicularizada
• Inseriu o termo periodicidade (repetição com propriedades semelhantes)
1837-1898
A tabela de Mendeleiev – (1871)Dmitri Mendeleiev
• Pai da tabela periódica (Nobel em 1906)• Organizou 60 elementos químicos em 12 linhas horizontais, em ordem crescente de MASSA ATÔMICA• Elementos de um mesmo grupo eram semelhantes entre si
1834-1907
44Sc , 69Ga e 72Ge
Ausência dos gases nobres
A tabela de Moseley – (1913)Henry Moseley
• Tabela que conhecemos atualmente
•Organização dos elementos em ordem crescente de NÚMERO ATÔMICO
• Organização em períodos e famílias
1887-1915
Seaborg(1951)
Tabela Periódica Atual
•Total de 118 elementos•Organização dos elementos em ordem crescente de NÚMERO ATÔMICO•Organização em 7 períodos e 18 famílias (ou grupos)
http://www.tabelaperiodicacompleta.com/
Estrutura
Período
Família
Exemplos
C = 2º período, família 4AMg = 3º período, família 2AFe = 4º período, família 8B
8B 9B 10B
1
2
3
4
5
6
7
Metais de transição
PERÍODOSPeríodo – cada uma das 7 linhas horizontais (indica o número da camada de valência)
8B 9B 10B
1
2
3
4
5
6
7
2He – 1 camada eletrônica (K) - 1º período16S – 3 camadas eletrônicas (K e L) – 3º período87Fr – 7 camadas eletrônicas (KLMNOPQ) – 7º período
Ao longo do período o número atômico aumenta
6
7
FAMÍLIAS OU GRUPOS
8B 9B 10B
1
2
3
4
5
6
7
7N K = 2 L = 5 5A
17Cl K = 2 L = 8 M = 7 7A
12Mg K = 2 L = 8 M = 2 2A
34Se K = 2 L = 8 M = 18 N = 6 6A
Família ou grupo – cada uma das 18 linhas verticais (indica o número de elétrons de valência)
Elementos de uma mesma família apresentam características semelhantes entre si
8B 9B 10B
1
2
3
4
5
6
7
Famílias com nomes especiaisMetais
alcalinos
Metais Alcalinos Terrosos
Calcogênios
Halogênios
Gases nobres
3A – Família do Boro4A – Família do Carbono5A – Família do Nitrogênio
Famílias A – Elementos representativosFamílias B – Elementos de transição externaLantanídios e actinídios – Elementos de transição interna
Classificação dos elementos quanto ao tipo
externa
Elementos de transição interna
Metais – elementos sólidos, duros, com brilho característico
Ametais – propriedades completamente opostas aos metais
Semimetais – propriedades intermediárias entre os metais e ametais
Classificação dos elementos quanto às propriedades
Classificação dos elementos quanto à distribuição eletrônica
Bloco s – elementos cuja distribuição eletrônica termina no subnível “s”Bloco p – elementos cuja distribuição eletrônica termina no subnível “p”Bloco d – elementos cuja distribuição eletrônica termina no subnível “d”Bloco f – elementos cuja distribuição eletrônica termina no subnível “f”
17Cl
1s2 2s2 2p63s2 3p5
Exemplos
11Na
1s2 2s2 2p63s1
TABELA PERIÓDICA COMPLETA
TABELAS PERIÓDICAS ALTERNATIVAS
A tabela periódica foi a maneira mais prática e didática que os cientistas encontraram paraorganizar os elementos conforme suas semelhanças. Esta organização facilitou bastante o nosso trabalho.
E aí, se não existisse a tabela periódica, teríamos que decorar todos os elementosquímicos, seria um trabalho e tanto, não é?
A idéia da tabela periódica foi tão genial, que se estendeu a outros ramos, logo surgiram tabelas alternativas, nas quais algo qualquer é organizado de acordo com suas características assim como na tabela periódica dos elementos.
APLICAÇÕES DOS ELEMENTOS
PAÍS DE DESCOBRIMENTO DOS ELEMENTOS
MAPA DOS ELEMENTOS QUÍMICOS
TABELA PERIÓDICA DOS CRAQUES DO FUTEBOL
TABELA PERIÓDICA DO ROCK
VAMOS PRATICAR?Observando a tabela periódica, forneça as seguintes informações sobre os seguintes elementos:
a) Posição na tabela
b) Número atômico e massa atômica
c) Número de elétrons na camada de valência
d) Classifique-o em metal, ametal ou semimetal
e) Classifique-o em representativo ou metal de transição
f) Classifique-o quanto ao bloco (s, p, d ou f)
Ca, F, Fe, La
Ca
a) 4º período, família 2Ab) Z = 20; A= 40c) 2 elétronsd) metale) representativof) bloco s
F
a) 2º período, família 7Ab) Z = 9; A= 19c) 7 elétronsd) ametale) representativof) bloco p
Fe
a) 4º período, família 8Bb) Z = 26; A= 56c) 2 elétronsd) metale) metal de transição externaf) Bloco d
Laa) 6º período, família 3Bb) Z = 57; A= 139c) 2 elétronsd) metale) metal de transição internaf) Bloco f
TABELA PERIÓDICA COMPLETA
PROPRIEDADES PERIÓDICAS E APERIÓDICASDOS ELEMENTOS
Propriedades aperiódicas – propriedades cujos valores variam (aumentam ou diminuem) continuamente com aumento do número atômico e que não se repetem em períodos determinados ou regulares.
n° atômico
Mas
sa a
tôm
ica
A massa atômica é uma propriedade aperiódica, pois sempre aumenta com o aumento do número atômico, independente do período em que o elemento está localizado.
Propriedades periódicas – são aquelas que, à medida que o número atômico aumenta, seus valores variam periodicamente (aumentam ou diminuem seguidamente)
HHe
Li
BeB
CN
OF
Ne
Na
Be
MgAl
SiP
SCl
Ar
K
Ca
Número de elétrons de valência X Número atômico
•RAIO ATÔMICO
•ENERGIA DE IONIZAÇÃO
•AFINIDADE ELETRÔNICA
•ELETRONEGATIVIDADE
Principais propriedades periódicas
RAIO ATÔMICORefere-se ao tamanho do átomo, consiste na distância do núcleo do átomo até a sua camada de valência
Raio
r rr
O valor do raio atômico reflete o tamanho do átomo, desta forma dentre os átomos deC, Si e Ge, o germânio é o maior dos três.
Para comparar o tamanho dos átomos, devemos considerar dois fatores:
1- Número de camadas: quanto maior o número de camadas, maior será o raio atômico
2- Número de prótons: quanto maior o número de prótons, menor será o raio atômico, pois haverá maior atração dos prótons sobre os elétrons, reduzindo o tamanho do átomo
No caso dos íons, vale sempre lembrar que o ânion é sempre maior que seu átomo de origem, já o cátion é sempre menor. O tamanho de um íon é denominado raio iônico.
Ânion > Átomo Neutro > Cátion
Desta forma podemos estabelecer que:
Numa mesma família, o raio atômico aumenta de cima para baixo pois aumenta-se o número de camadas
Num mesmo período (mesmo número de camadas), o raio atômico diminui com o aumento do número atômico
RAIO ATÔMICO
HHLiLiNaNaKKRbRbCsCsFrFr
He
Fr – elemento com maior raio atômico de todosHe – elemento com menor raio atômico de todos
Unidade de medida = picômetro (pm)
Raio atômico dos elementos químicos
ENERGIA DE IONIZAÇÃOÉ a energia necessária para remover um ou mais elétrons de um átomo isolado no estado gasoso
X X (g) (g) + Energia → X+ Energia → X++(g) (g) + e+ e--
Na Na (g) (g) → Na→ Na++(g) (g) + e+ e- - EI = 496 kJ/mol EI = 496 kJ/mol
Raio atômico e energia de ionização são propriedades inversamente proporcionais, ou seja, quanto maior o tamanho do átomo (raio atômico), menor será sua energia de ionização
HeHeNeNeArArKrKrXeXeRnRn
HH
FrFr
ENERGIA DE IONIZAÇÃO
Desta forma podemos estabelecer que:
Numa mesma família, a energia de ionização aumenta de baixo para cima
Num mesmo período, a energia de ionização aumenta da esquerda para a direita, ou seja, à medida que aumenta o número atômico
H – elemento com menor energia de ionização de todos
Os gases nobres (com exceção ao He) são os elementos que apresentam maior energia de ionização, pois são estáveis e não tendem a perder elétrons
Unidade de medida = kJ/mol
AFINIDADE ELETRÔNICAÉ a energia liberada quando um elétron é adicionado a um átomo neutro no estado gasoso
X X (g) (g) + e-+ e- → X→ X--(g) (g) + Energia+ Energia
Quanto menor o tamanho do átomo (raio atômico), mais facilmente ele receberá um elétron, ou seja, maior será sua afinidade eletrônica
A afinidade eletrônica varia de maneira semelhante à energia de ionização
Cl Cl (g) (g) + e+ e- - → Cl→ Cl--(g) (g) AE = - 349 kJ/molAE = - 349 kJ/mol
HH
FrFr
AFINIDADE ELETRÔNICA
Desta forma podemos estabelecer que:
Numa mesma família, a afinidade eletrônica aumenta de baixo para cima
Num mesmo período, a afinidade eletrônica aumenta da esquerda para a direita, ou seja, à medida que aumenta o número atômico
Os gases nobres, como já são estáveis, não tendem a receber elétrons, por issoapresentam afinidade eletrônica nula
Unidade de medida = kJ/molO valor da afinidade eletrônica é sempre negativo, pois trata-se de energia que é liberada
FF
ELETRONEGATIVIDADERefere-se à tendência de um átomo em atrair elétrons para si em uma ligação química
A eletronegatividade tem relação com o raio atômico. Quanto menor o tamanho do átomo (raio atômico), maior será a eletronegatividade
Átomos iguais não há diferença de eletronegatividade
O Flúor “puxa” maisos elétrons pra si
O Flúor é mais eletronegativo
FrFr
ELETRONEGATIVIDADE
Desta forma podemos estabelecer que:
Numa mesma família, a eletronegatividade aumenta de baixo para cima
Num mesmo período, a eletronegatividade aumenta da esquerda para a direita, ou seja, à medida que aumenta o número atômico
F – elemento mais eletronegativo da tabela periódica
Os gases nobres por serem estáveis e não reagirem, apresentam eletronegatividade nula
FF
http://www.tabelaperiodicacompleta.com/