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Propriedades periódicas dos elementos · PDF filePropriedades periódicas na Tabela Periódica Física e Química – Módulo Q1 – 2. Tabela Periódica – 2.3. Variação do raio

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  • Ao criar a Tabela Peridica, Mendeleev ordenou e posicionou os elementos nessa "matriz" de acordo com as suas propriedades.

    Assim, ao analisarmos a Tabela Peridica podemos inferir e compreender as variaes de muitas propriedades dos elementos qumicos como, por exemplo:

    o raio atmico;

    a energia de ionizao.

    Fsica e Qumica Mdulo Q1 2. Tabela Peridica 2.3. Variao do raio atmico e da energia de ionizao

    Propriedades peridicas dos elementos

  • Raio atmico

    O tomo, como se sabe, pode ser considerado esfrico e constitudo por um ncleo e uma nuvem eletrnica que no tem limites definidos: os eletres podem encontrar-se a qualquer distncia do ncleo, havendo zonas de maior probabilidade da sua presena. Na prtica, considera-se o tomo como uma esfera que contm cerca de 95% da nuvem eletrnica.

    Como se determina o raio atmico?

    Os tomos no se encontram isolados (exceto os gases nobres) mas sim empacotados em slidos cristalinos ou formando molculas.

    Assim, pode tambm definir-se raio atmico como metade da distncia mdia entre dois ncleos de tomos vizinhos.

    Fsica e Qumica Mdulo Q1 2. Tabela Peridica 2.3. Variao do raio atmico e da energia de ionizao

  • Variao do raio atmico na Tabela Peridica

    Fsica e Qumica Mdulo Q1 2. Tabela Peridica 2.3. Variao do raio atmico e da energia de ionizao

    Ao longo do grupo percorrendo o grupo de cima para baixo, cada novo elemento apresenta mais uma camada na nuvem eletrnica, estando os eletres perifricos, em mdia, mais afastados do ncleo; a fora atrativa exercida por este torna-se menor, a nuvem eletrnica expande-se e, consequentemente, o raio atmico aumenta.

    Ao longo do perodo o nmero de eletres vai aumentando uma unidade de cada vez, assim como o nmero de protes. Os eletres situam-se na mesma camada, mas a atrao nuclear mais intensa (embora aumente um proto e um eletro, a dominncia do proto prevalece), provocando uma contrao da nuvem e, portanto, uma diminuio do raio atmico.

  • Energia de ionizao

    A qualquer tomo podem ser retirados, um a um, todos os seus eletres. Este processo escalonado pois os eletres saem segundo determinada ordem: primeiro os eletres de valncia e s depois os eletres dos nveis mais interiores, mais fortemente atrados ao ncleo. Assim, medida que se vo retirando eletres sucessivamente a um tomo, as respetivas energias de ionizao vo aumentando (pois mais difcil retirar esses eletres). Assim, para um tomo existe mais do que apenas a primeira energia de ionizao.

    Fsica e Qumica Mdulo Q1 2. Tabela Peridica 2.3. Variao do raio atmico e da energia de ionizao

    Interpretao da variao da energia da primeira ionizao dos tomos em funo da conjugao de duas foras:

    Atrao nuclear sobre os eletres da subcamada mais energtica;

    Repulso eletrnica.

  • Variao da energia de ionizao na Tabela Peridica

    Fsica e Qumica Mdulo Q1 2. Tabela Peridica 2.3. Variao do raio atmico e da energia de ionizao

    Relao com o raio atmico

    Quanto maior for a distncia entre o ncleo e os eletres da ltima subcamada, menor ser a fora de atrao do ncleo e mais facilmente o eletro ser libertado menor energia de ionizao (Ei).

    Assim:

    Ao longo do grupo, a diminuio significativa da Ei pode ser interpretada a partir do aumento acentuado do raio atmico (de cima para baixo) e do efeito de blindagem;

    Ao longo do perodo, em geral, o aumento da Ei, da esquerda para a direita, pode ser interpretado pelo aumento significativo da carga nuclear efetiva que se sobrepe ao aumento da repulso entre os eletres.

  • Propriedades peridicas na Tabela Peridica

    Fsica e Qumica Mdulo Q1 2. Tabela Peridica 2.3. Variao do raio atmico e da energia de ionizao

    Resumindo, na Tabela Peridica h, de um modo geral:

    -Um aumento da energia de ionizao e uma diminuio do raio atmico ao longo do perodo.

    -Um aumento do raio atmico e uma diminuio da energia de ionizao ao longo do grupo.

  • Propriedades dos elementos e propriedades das substncias elementares

    Fsica e Qumica Mdulo Q1 2. Tabela Peridica 2.3. Variao do raio atmico e da energia de ionizao

    No se deve confundir elemento qumico com substncia elementar e convm referir, a propsito, que a Tabela Peridica apresenta valores para diversas propriedades, que no so propriedades dos elementos, mas sim das substncias elementares de que o elemento faz parte.

    Propriedades dos elementos

    Nmero atmico, massa atmica relativa, distribuio eletrnica, raio atmico, energia de ionizao.

    Propriedades das substncias elementares

    Estado fsico, ponto de fuso, ponto de ebulio, densidade, cor

    A classificao em metais, no-metais e semimetais (metalides) uma classificao que diz respeito s substncias elementares.

  • Exerccios

    1. Aplicando os conhecimento sobre as variaes peridicas do raio atmico e da energia de ionizao, resolva o seguinte exerccio. Considera os elementos: O, F, Na, K e S.

    1.1. Ordene-os por ordem crescente de energia de ionizao.

    1.2. Ordene-os por ordem crescente de raio atmico.

    2. Considere os tomos X, Y, L e T, cujas configuraes eletrnicas so:

    X 2-2 Y 2-8-1 L 2-8-4 T 2-8-2

    Complete as seguintes afirmaes de modo a que o seu valor lgico seja verdadeiro.

    A. O elemento L tem nmero atmico __________.

    B. Os elementos X e T encontram-se no mesmo __________ da Tabela Peridica.

    C. Os elementos Y e T encontram-se no mesmo __________ da Tabela Peridica.

    D. O raio atmico de X __________ do que o raio atmico do tomo Y.

    E. A energia de ionizao do tomo X __________ do tomo Y.

    F. A energia de ionizao do tomo Y __________ do tomo L.

    G. O elemento L pertence ao grupo __________ e do __________ perodo.

  • Exerccios

    3. Os elementos sdio (Na), cloro (Cl), potssio (K) e vandio (V) tm os nmeros atmicos 11, 17, 19 e 23, respetivamente.

    3.1. Indique os elementos que pertencem ao mesmo perodo e os que pertencem ao mesmo grupo.

    3.2. Complete os espaos em branco de modo a que as afirmaes sejam verdadeiras.

    A. De entre o sdio e o cloro o elemento que apresenta maior raio atmico o _________.

    B. Destes elementos o que apresenta menor energia de ionizao o __________.

    C. De entre os elementos sdio e potssio o que apresenta maior raio atmico e o __________.

    D. O cloro pertence ao grupo __________ que o grupo dos __________.

  • Exerccios Resoluo

    1. Aplicando os conhecimento sobre as variaes peridicas do raio atmico e da energia de ionizao, resolva o seguinte exerccio. Considera os elementos: O, F, Na, K e S.

    Configuraes eletrnicas de cada um dos elementos:

    8O 2-6 (2 perodo grupo16)

    9F 2-7 (2 perodo grupo 17)

    11Na 2-8-1 (3 perodo grupo 1)

    19K 2-8-8-1 (4 perodo grupo 1)

    16S 2-8-6 (3 perodo grupo 16)

    1.1. Ao longo de um perodo a energia de ionizao aumenta. Logo: Ei (F) > Ei (O) e Ei (S) > Ei (Na)

    Ao longo de um grupo a energia de ionizao diminui. Logo: Ei (Na) > Ei (K) e Ei (O) > Ei (S)

    Ei (K) < Ei (Na) < Ei (S) < Ei (O) < Ei (F)

    1.2. A uma maior energia de ionizao est, geralmente, associado um menor raio atmico.

    Ei (F) < Ei (O) < Ei (S) < Ei (Na) < Ei (K)

  • Exerccios Resoluo

    2.

    A. O elemento L tem nmero atmico 14.

    B. Os elementos X e T encontram-se no mesmo grupo da Tabela Peridica.

    C. Os elementos Y e T encontram-se no mesmo perodo da Tabela Peridica.

    D. O raio atmico de X menor do que o raio atmico do tomo Y.

    E. A energia de ionizao do tomo X superior do tomo Y.

    F. A energia de ionizao do tomo Y inferior do tomo L.

    G. O elemento L pertence ao grupo 14 e do 3 perodo.

  • 3. Configurao eletrnica dos elementos:

    11Na 2-8-1 (3 perodo grupo 1)

    17Cl 2-8-7 (3 perodo grupo 17)

    19K 2-8-8-1 (4 perodo grupo 1)

    23V 2-8-8-3 (4 perodo grupo 3)

    3.1.

    Os elementos sdio e cloro pertencem ao mesmo perodo (3 perodo).

    Os elementos potssio e vandio pertencem ao mesmo perodo (3 perodo).

    Os elementos sdio e potssio pertencem ao mesmo grupo (grupo 1).

    3.2.

    A. De entre o sdio e o cloro o elemento que apresenta maior raio atmico o sdio.

    B. Destes elementos o que apresenta menor energia de ionizao o potssio.

    C. De entre os elementos sdio e potssio o que apresenta maior raio atmico e o potssio.

    D. O cloro pertence ao grupo 17 que o grupo dos halogneos.

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