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Propriedades Atômicas e Tendências Periódicas - zeus.qui.ufmg.br/~qgeral/downloads/aulas/aula 11... · PDF file2013-01-02 · propriedades atÔmicas e tendÊncias periÓdicas

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  • PROPRIEDADES ATMICAS E

    TENDNCIAS PERIDICAS

  • Cl Cl (Cl2): 198 pm

    Raio covalente: 198/2 = 99 pm

    C-C no diamante 154 pm

    Raio covalente: 77 pm

    TAMANHO ATMICO

    Pode ser definido como a distncia entre os tomos em

    uma amostra do elemento.

    Raio covalente metade da distncia de ligao entre

    dois tomos idnticos.

  • TAMANHO ATMICO DOS ELEMENTOS DO GRUPO PRINCIPAL: TENDNCIA PERIDICA

    Aumentam grupo abaixo na Tabela Peridica e

    diminuem ao longo de um perodo.

    Ao longo de um grupo, o valor de n aumenta, ou seja, os

    eltrons vo estar mais distantes do ncleo e o raio

    atmico ser maior.

    Ao longo de um perodo, n o mesmo, no entanto o

    aumento da carga nuclear efetiva (Z*), faz com que a

    atrao entre o ncleo e os eltrons aumente e o raio

    atmico diminua.

  • TAMANHO ATMICO NOS METAIS DE TRANSIO: TENDNCIA PERIDICA

    Inicialmente, os raios atmicos diminuem ao longo

    de um perodo. No meio da srie os raios

    permanecem praticamente inalterados. No fim da

    srie observa-se um pequeno aumento.

    Inicialmente o aumento de Z* leva a uma diminuio dos

    raios atmicos.

    No fim da srie, quando a subcamada d est preenchida, a

    repulso eltron-eltron faz com que os raios aumentem,

    cancelando o efeito de Z*.

  • TAMANHO DOS ONS: NIONS

    nions: sempre maiores do que seus tomos de origem.

    O flor (Z=9) tm 9 prtons e nove eltrons. No on F-, a carga

    nuclear continua sendo 9, mas agora h 10 eltrons.

  • TAMANHO DOS ONS: CTIONS

    Ctions: sempre menores do que seus tomos de origem.

    O ltio (Z=3) tm trs prtons e trs eltrons. No on Li+, os trs

    prtons atraem apenas dois eltrons, provocando uma contrao.

  • TAMANHO DOS ONS: TENDNCIA PERIDICA

    A tendncia peridica no tamanho de ons de

    mesma carga a mesma verificada para os tomos

    neutros:

    Os ons aumentam de tamanho grupo abaixo na Tabela

    Peridica e diminuem ao longo de um perodo.

  • TENDNCIA NOS RAIOS ATMICOS

  • ONS ISOELETRNICOS

    So aqueles que possuem o mesmo nmero de eltrons e nmero de

    prtons diferente.

    Em uma srie de ons isoeletrnicos, medida que Z aumenta, o

    equilbrio entre a atrao eltron-prton e a repulso eltron-eltron

    desloca-se a favor da atrao e os raios diminuem.

    on O2- F- Na+ Mg2+

    Nmero de eltrons 10 10 10 10

    Numero de prtons 8 9 11 12

    Raio inico (pm) 140 133 98 79

  • ENERGIA DE IONIZAO

    a energia necessria para remover um eltron de um tomo na

    fase gasosa.

    Para arrancar um eltron de um tomo, deve-se fornecer energia

    (processo endotrmico) para superar a atrao da carga nuclear.

    Energia de ionizao equilbrio entre a atrao ncleo-eltron

    (que depende de Z*) e a repulso eltron-eltron.

  • ENERGIA DE IONIZAO DE ALGUNS ELEMENTOS (0 K)

  • ENERGIA DE IONIZAO

    A remoo de eltrons das camadas internas requer muito mais energia do

    que a remoo de um eltron de valncia.

    Ao perder dois eltrons o Be adquire configurao de gs nobre.

    Para remover o terceiro eltron do Be necessita-se uma quantidade enorme

    de energia.

    Be (Z=4)

    Be(g) Be+(g) + e-, 1 EI = 900 kJ mol-1

    1s22s2 1s22s1

    Be+(g) Be2+(g) + e-, 2 EI = 1757 kJ mol-1

    1s22s1 1s2

    Be2+(g) Be3+(g) + e-, 3 EI = 14849 kJ mol-1

    1s2 1s1

  • 1 ENERGIA DE IONIZAO: TENDNCIA PERIDICA

    Para elementos do grupo principal, as primeiras

    energias de ionizao aumentam ao longo de um

    perodo e diminuem grupo abaixo.

    Ao longo de um perodo Z* aumenta e, portanto, a energia

    necessria para remover um eltron tambm aumenta.

    Ao longo de um grupo, o eltron removido est cada vez

    mais longe do ncleo, reduzindo assim a fora atrativa

    ncleo-eltron e diminuindo a primeira energia de

    ionizao.

    Excees: remoo do primeiro e do quarto eltron p.

  • TENDNCIA DA PRIMEIRA ENERGIA DE IONIZAO

  • AFINIDADE ELETRNICA

    A Afinidade Eletrnica (AE) a energia de um

    processo em que um eltron adquirido pelo

    tomo na fase gasosa.

    Quanto maior for a afinidade de um tomo por

    eltrons mais negativo ser o valor da afinidade

    eletrnica.

  • Z Elemento AE, KJ mol -1

    1 H -73

    2 He 0

    3 Li -60

    4 Be 0

    5 B -27

    6 C -122

    7 N 7

    8O O- -141

    O- O2- 798

    9 F -328

    10 Ne 0

    11 Na -53

    12 Mg 0

    13 Al -44

    14 Si -134

    15 P -72

    16S S- -200

    S- S2- 640

    17 Cl -349

    18 Ar 0

    Z Elemento AE, KJ mol -1

    19 K -48,36

    20 Ca -2

    31 Ga -30

    32 Ge -115

    33 As -77

    34 Se -195

    35 Br -325

    36 Kr 0

    37 Rb -47

    38 Sr -5

    49 In -30

    50 Sn -120

    51 Sb -100

    52 Te -190

    53 I -295

    54 Xe 0

    AFINIDADE ELETRNICA DOS ELEMENTOS DO GRUPO PRINCIPAL, A 0 K (VALORES APROXIMADOS)

  • AFINIDADE ELETRNICA: TENDNCIA PERIDICA

    As tendncias peridicas na afinidade eletrnica

    esto relacionadas s tendncias observadas na

    energia de ionizao.

    Ao longo de um perodo, o aumento de Z* torna mais difcil

    a ionizao de um tomo e tambm aumenta sua atrao

    por um eltron adicional.

    Ao longo de um grupo, a AE diminui porque os eltrons vo

    sendo adicionados cada vez mais longe do ncleo, fazendo

    com que a atrao ncleo-eltron seja cada vez menor.

    Exceo: elementos do grupo 2.

  • TENDNCIA NA AFINIDADE ELETRNICA

  • AFINIDADE ELETRNICA:TENDNCIA PERIDICA

    O Be no tem nenhuma afinidade por eltrons. Sua

    configurao eletrnica 1s22s2. Um eltron teria de ser

    adicionado ao subnvel 2p, cuja energia mais elevada do que a

    dos eltrons de valncia (2s).

    O N tambm no tem nenhuma afinidade por eltrons. A

    configurao eletrnica do nitrognio 1s22s22p3. Portanto o

    eltron adicionado teria de ocupar o orbital 2p que est semi-

    preenchido e as repulses eltron-eltron seriam muito

    significativas.

    Os gases nobres no possuem nenhuma afinidade por

    eltrons porque qualquer eltron adicional deve ocupar uma

    camada quntica mais elevada.

  • AFINIDADE ELETRNICA:TENDNCIA PERIDICA

    A afinidade do tomo de F por um eltron mais baixa do que

    a do tomo de Cl porque as repulses eltron-eltron so

    maiores no F que tem um raio menor.

    Nenhum tomo apresenta uma afinidade eletrnica negativa

    para um segundo eltron, devido as fortes repulses. No

    entanto, nions duplamente carregados podem ser estabilizados

    por meio da atrao eletrosttica a ons positivos vizinhos.

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