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7/31/2019 Metais Alcalinos - Completo 3
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Metais AlcalinosFamlia 1A
Alunos: Jlio Csar Batista Silva
Valter Michel Torres Curci
Professor: Gal Yves Poirier
Qumica dos elementos
Poos de Caldas, 2012
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Nmero Atmico, Massa Atmica ePrincipais Istopos
Ltio (3Li6,9) Abundncia Meia-vida Rubdio (37Rb85,5) Abundncia Meia vida
Istopos: Li6 7,5% ----------------- Istopos: Rb85 72,17% -----------------
Li7 92,5% ----------------- *Rb87 22,83% 4,5x1010 anos
Sdio (11Na23) Abundncia Meia-vida Csio (55Cs133) Abundncia Meia-vida
Istopos: *Na22 traos 2605 anos Istopos: Cs133 100% -----------------
Na23 100% ----------------- *Cs137 Traos 30 anos
Potssio (19K39,1) Abundncia Meia-vida Frncio (87Fr223) Abundncia Meia-vida
Istopos: K39 93,3% ----------------- Istopos: *Fr223 traos,intermedirio
da srie dedecaimento doUrnio
22 minutos
*K40 0,01% 1,5x109 anos
K41 6,7% -----------------
*istopos radioativos
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Distribuio EletrnicaElemento
Configurao eletrnica
Litio (Li) 1s2 2s1
Sdio (Na) 1s2 2s2 2p6 3s1
Potssio (K) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1
Rubdio(Rb)
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1 4p6 5s1
Csio (Cs) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p6 6s1
Frncio (Fr) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10 6s2 6p6 7s1
Elemento ConfiguraoEletrnica
Litio (Li) [He] 2s1Sdio (Na) [Ne] 3s1
Potssio (K) [Ar] 4s1
Rubdio (Rb) [Kr] 5s1
Csio (Cs) [Xe] 6s1
Frncio (Fr) [Rn] 7s1
ou
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Caractersticas Gerais Todos so metais;
excelentes condutores de eletricidade e calor; Possuem os maiores raios atmicos em seus
respectivos perodos; Moles (baixa resistncia mecnica); Apresentam estrutura Cbica de Corpo Centrado na
forma metlica; Altamente reativos; Possuem apenas um eltron na camada de valncia
perdem esse eltron formando ctions; formam compostos inicos e geralmente incolores; Formam bases muito fortes; Metais geralmente miscveis entre si; Compostos inicos diamagnticos, com exceo dos
superxidos.
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Sdio, Potssio, Rubdio e Csio
tomos e ctions grandes; Pequena densidade; A densidade tende a ser maior nos tomos
maiores;Elemento Raio atmico
()Raio inico(ction) ()
Densidade(g/cm3)
Na 1,86 1,02 0,97
K 2,27 1,38 0,86
Rb 2,48 1,52 1,53
Cs 2,65 1,67 1,90
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Sdio, Potssio, Rubdio e Csio
Estrutura cristalina cbica de corpo centrado; Energia de coeso pequena (energia necessria
para vaporizar os tomos); Baixos pontos de fuso e ebulio;
Elemento Ponto de
fuso (C)
Ponto de
ebulio (C)
Energia de coeso
(kJ/mol)Na 98 881 108
K 63 766 90
Rb 39 688 82
Cs 28,5 705 78
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Sdio, Potssio, Rubdio e Csio A primeira energia de ionizao muito menor do
que a dos demais elementos da tabela peridica; Segunda energia de ionizao muito maior do que a
primeira; Ambas decrescem ao se descer pelo grupo;
Elemento 1 energia de ionizao(kJ/mol)
2 energia de ionizao(kJ/mol)
Na 495,7 4563
K 418,6 3069
Rb 402,9 2650
Cs 375,6 2420
*a primeira energia de ionizao do Magnsio 737 kJ/mol
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Sdio, Potssio, Rubdio e Csio
Espectro de emisso no intervalo visvel Pouca energia necessria para excitar o eltron de valncia;
Mas seus compostos so tipicamente brancos:
todos seus ons apresentam configuraes de gs nobre muita energia necessria para desemparelhar um eltron; romper um nvel completamente preenchido; promover um eltron para um nvel maior de energia;
No h transies de eltrons com energia adequada para
gerar cor; Todas as transies so muito energticas e emitem luz noespectro do ultravioleta;
Existem algumas excees, mas suas cores so diferentesem funo do nion;
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Sdio, Potssio, Rubdio e Csio Reagem muito intensamente com gua
formando bases reao muito energtica e muito rpida; o metal fundi; geralmente se inflama;
Em contato com o ar oxidam rapidamenteformando uma pelcula escura.
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Ltio Menor tomo (1,52) e menor ction (0,76) da
famlia dos alcalinos; Alcalino com menor densidade (0,54g/cm3);
Metal mais duro da famlia 1A, porm mais moleque o chumbo;
Estrutura cristalina cbica de corpo centrado atemperatura ambiente, hexagonal compacta atemperaturas muito baixas;
Maior energia de coeso entre os alcalinos(162kJ/mol);
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Ltio Maior ponto de fuso (181C) e de ebulio (1347C); Maior energia de ionizao (520,1kJ/mol) Segunda energia de ionizao muito maior que a dos
demais (7296kJ/mol);
Eletronegatividade: 1,0, a maior da famlia 1A; Algumas propriedades so semelhantes s do magnsio.
Ltio Sdio Magnsio
Raio do tomo () 1,52 1,86 1,60
Raio do ction () 0,72 1,02 0,72
Densidade (g/cm3) 0,54 0,97 1,74
Eletronegatividade 1,0 0,9 1,2
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Ltio
Reao com a gua ainda mais energtica,porm menos intensa e dificilmente se inflama Devido ao elevado ponto de fuso do ltio ele no
se liquefaz como os outros alcalinos; Forma oxido e nitreto em contato com o ar nico alcalino que reage diretamente com
nitrognio; Forma molculas de Li2 em estado gasoso.
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Frncio Muito raro e muito instvel; Grande dificuldade em se determinar suas
propriedades; Acredita-se que seja muito parecido com os demais
elementos da famlia, exceto o ltio; Algumas propriedades tericas do frncio:
Fuso (C) Ebulio (C) Raio atmico ()
26,8 680,0 2,7
Raio inico()
1 energia deionizao (kJ/mol)
Eletronegatividade
1,8 386 0,8
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XIDOS, HIDRXIDOS, PERXIDOS ESUPERXIDOS
Todos os metais alcalinos queimam com o ar
formando xidos, embora o produto formadovarie com cada metal.
Ex: Li2O (monxido de Ltio) Na
2
O2
(perxido de Sdio)
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XIDOS NORMAIS - MONXIDOS Os monxidos so inicos, sendo constitudos
pelo on do metal e pelo on O2- .
Os xidos metlicos so geralmente alcalinos.
Os xidos tpicos , M2O, so muitos alcalinos eao reagirem com gua formam bases fortes.
Li2O + H2O -> 2LiOH Na
2
O + H2
O -> 2NaOH
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HIDRXIDOS So compostos do tipo MOH.
Esses compostos so as bases mais fortesconhecidas em soluo aquosa.
NaOH e KOH so conhecidos como sodacustica e potassa custica devido as suaspropriedades corrosivas( por exemplo sobre ovidro ou a pele humana).
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Solubilidade dos hidrxidos do Grupo 1Elemento Solubilidade (g/100g de H2O)
Li 13,0 (25C)
Na 108,3 (25C)
K 112,8 (25C)
Rb 197,6 (30C)Cs 385,6 (15C)
Uma soluo saturada de NaOH temaproximadamente 27M, 25C, enquantoque uma soluo saturada de LiOH chegaapenas a 5M.
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Reaes com Hidrxidos Reaes de neutralizao formam sais.
Ex: NaOH + HCl ->NaCl + H2O
Reaes com CO2 formam carbonatos.Ex: 2NaOH + CO2 -> Na2CO3 + H2O
Os hidrxidos ainda reagem com sais de amnio,lcoois e xidos anfteros. Essas reaesformam gs amnia , alcxidos e sais anfteros,respectivamente.
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Perxidos Todos os perxidos possuem o on [-O-O-]2-. So diamagnticos ( todos os eltrons esto
emparelhados). Agem como agentes oxidantes. Ex: Li2O2 (Perxido de Ltio)
H2O2 (Perxido de Hidrognio guaOxigenada)Na2O2 (Perxido de Sdio)
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Perxidos Aplicaes: Alvejante de polpa de madeira
Purificador de ar em submarinos , pois reagecom CO2 e desprende O2.
2Na2O2 + 2CO2 -> 2Na2CO3 + O2
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Superxidos Os superxidos contm o on [O2]- , que possui
um eltron desemparelhado (paramagntico).
Estes so coloridos: LiO2 e NaO2 so amarelos, KO2 alaranjado,
RbO2 castanho e CsO2 alaranjado.
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Sulfetos Todos os metais alcalinos reagem com S e
formam sulfetos, como o Na2S. Estes tambm
podem formam polissulfetos, Na2Sn, onde2n6.
O Na2S usado para fabricar corantes orgnicossulfurados e nos curtumes para remover os plosdos couros.
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Oxossais - Carbonatos, Bicarbonatos,Nitratos e Nitritos Os metais do Grupo 1 formam oxossais muito
estveis. Sendo todos solveis em gua (alguns
so pouco solveis). Exemplos de Carbonatos:
Na2CO3, Li2CO3
Exemplos de BicarbonatosNaHCO3 ,KHCO3 ,LiHCO3 LiHCO3 o nico bicarbonato no slido, s
encontrado em soluo.
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Oxossais - Carbonatos, Bicarbonatos,Nitratos e Nitritos Exemplos de Nitratos:
LiNO3, NaNO3, KNO3
LiNO3 empregado em fogos de artifcio e emsinais avermelhados de socorro.
NaNO3 usado como fertilizantes nitrogenados.
KNO3 usado na fabricao de plvora.
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Haletos e Poli-Haletos Exemplos:
LiCl, LiBr, NaCl, NaBr, KI, etc.
Esses haletos de metais alcalinos reagem com oshalognios e com compostos inter-halogenados,
formando os poli-haletos, Ex: KI + I2 -> K[I3]
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Solubilidade e Hidratao Todos os sais simples se dissolvem em gua, e
portanto essas solues conduzem corrente
eltrica.
A conduo aumenta de acordo com a
diminuio do on, ou seja , quanto menor o onmais fcil ser sua migrao para o ctodo edessa forma maior ser a conduo eltrica.
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Compostos com Carbonos Os metais alcalinos reagem com compostos de
carbono e forma os chamados carbetos, que
apresenta o on [CC]2- .
Exemplos: Li2C2, Na2C2 A reao mais importante dos carbetos com
gua gerando acetileno. Na2C2 + 2H2O -> 2NaOH + C2H2
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Compostos Orgnicos eOrganometlicos Os metais alcalinos substituem o H em cidos
orgnicos, formando sais como o acetato de
sdio (CH3COONa).
No sabo esto presentes metais alcalinos. A
reao de fabricao do sabo chamada reaode saponificao .
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Reao de Saponificao
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Diferena entre o Ltio e os demais
metais alcalinos 5) O Ltio o nico que forma nitretos do Grupo1 (Li3N). O Grupo 2 forma nitretos.
6)O Ltio reage diretamente com o carbono paraformar um carbeto inico. Nenhum do Grupo 1faz isso, mas todos do Grupo 2 fazem.
7)O on Li1+ e seus compostos so maisfortemente hidratados que os compostos dosdemais elementos do Grupo 1.
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CURIOSIDADES - HIDRXIDO DE SDIO o hidrxido mais importante industrialmente.
Em 1994 foi fabricado foram fabricadas 38,7milhes de toneladas.
Fabricado pela eletrlise de uma soluo deNaCl.
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CURIOSIDADES SULFATO DE SDIO Cerca de 4,3 milhes de toneladas produzidas
em 1993.
Muito utilizado na indstria de papel (fabricaode cartolina, papelo e papel marron do tipo
kraft).
Presente tambm na indstria de vidro edetergente.
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REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS Lee, J. D. QUMICA INORGNICA NO TO
CONCISA. 5 edio, Editora Blucher, So
Paulo-SP, 1999. Meneses, Ivan de. Tabela Peridica dos
Elementos. Belo Horizonte-MG, 2003.
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Tabela peridica, blocos s ep