40 І SISTEMA PERIÓDICO DOS ELEMENTOS
Comportamento QuĂmico dos elementos de um mesmo grupo da tabela periĂłdica Grupo 1 – FamĂlia dos metais alcalinos Antes de começar, consulte a Tabela PeriĂłdica anterior. Como pode verificar este grupo ĂŠ constituĂdo por seis elementos: o lĂtio (Li), o sĂłdio (Na), o potĂĄssio (K), a rubĂdio (Rb), o cĂŠsio (Cs) e o frâncio (Fr). Todos tĂŞm um electrĂŁo de valĂŞncia, que perdem facilmente, dando origem a iĂľes monopositivos. Por exemplo: đ?‘ đ?‘Ž → đ?‘ đ?‘Ž + + 1đ?‘’ − Generalizado: đ?‘€ → đ?‘€ + + 1−
Generalizado, tem-se: 2 M (s) + đ??ť2 O (l) → 2 đ?‘€+ đ?‘Žđ?‘ž + 2 đ?‘‚đ??ťâˆ’ đ?‘Žđ?‘ž + đ??ť2 đ?‘” + đ??¸đ?‘›đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘”đ?‘–đ?‘Ž Quanto mais reactivo menos estĂĄvel ĂŠ o ĂĄtomo e mais estĂĄvel ĂŠ o iĂŁo correspondente. A capacidade de perder electrĂľes originando catiĂľes determina o carĂĄcter metĂĄlico do elemento, que aumenta ao longo do grupo.
A situação especial do hidrogÊnio
Por exemplo: Mg → đ?‘€đ?‘”2+ + 2đ?‘’ − Generalizado: M → đ?‘€2+ + 2đ?‘’ − Elementos
Configuração electrónica
Be 12Mg 20Ca
1đ?‘ 2 2đ?‘ 2 đ?‘œđ?‘˘ [đ??ťđ?‘’]2đ?‘ 2 1đ?‘ 2đ?‘ 2 2đ?‘?6 3đ?‘ 2 đ?‘œđ?‘˘ [đ?‘ đ?‘’]3đ?‘ 2 1đ?‘ 2 2đ?‘ 2 2đ?‘?6 3đ?‘ 2 3đ?‘?6 4đ?‘ 2 đ?‘œđ?‘˘ [đ??´đ?‘&#x;]4đ?‘ 2 2 [Kr]5đ?‘ [Xe]6đ?‘ 2 [Rn]7đ?‘ 2
4
38Sr 56Ba 88Fr
O hidrogĂŠnio nĂŁo tem uma Elementos Configuração electrĂłnica posição 3Li 1đ?‘ 2 2đ?‘ 1 ou [He]2đ?‘ 1 especĂfica na 11Na 1đ?‘ 2 2đ?‘ 2 2đ?‘?6 3đ?‘ 1 ou tabela [Ne]3đ?‘ 1 periĂłdica. Por 19K 1đ?‘ 2 2đ?‘ 2 2đ?‘?6 3đ?‘ 2 3đ?‘?6 4đ?‘ 1 possuir um sĂł electrĂŁo ĂŠ usual đ?‘œđ?‘˘[đ??´đ?‘&#x;]4đ?‘ 1 integra-lo no grupo 1, dado 37Rb [Kr]5đ?‘ 1 que tem uma configuração 55Cs [Xe]6đ?‘ 1 electrĂłnica semelhante Ă dos 87Fr [Rn]7đ?‘ 1 metais alcalinos. No entanto, as suas propriedades fĂsicas e o SĂŁo por isso muito reactivos, seu comportamento quĂmico reagindo com a ĂĄgua nada tĂŞm a ver com destes espontaneamente e a frio, razĂŁo elementos. Por isso, existem pela qual tĂŞm que ser guardados tabelas periĂłdicas em que o em frascos com petrĂłleo ou hidrogĂŠnio figura isoladamente parafina. Essa reactivientre os grupos 2 e 13 e acima dade aumenta ao longo do grupo dos elementos de transição. porque o electrĂŁo de valĂŞncia vai ficando cada vez mais longe do nĂşcleo, saindo com mais facilidade (a energia de reacção ĂŠ mais baixa). Reagem com a ĂĄgua numa reacção fortemente exotĂŠrmica, libertando hidrogĂŠnio e originando uma solução bĂĄsica. Para o sĂłdio, a equação quĂmica ĂŠ: 2 Na (s) + đ??ť2 O (l) →2 đ?‘ đ?‘Ž+ đ?‘Žđ?‘ž + 2 đ?‘‚đ??ťâˆ’ đ?‘Žđ?‘ž + đ??ť2 đ?‘” + đ??¸đ?‘›đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘”đ?‘–đ?‘Ž
dem com facilidade originando iĂľes bipositivos.
2
Os metais alcalino-terrosos sĂŁo tambĂŠm bastante reactivos, razĂŁo pela qual estes elementos nĂŁo existem livres na natureza. Tal como os metais alcalinos, reagem com a ĂĄgua, embora com uma reacção menos vigorosa. A reactividade tambĂŠm aumenta ao longo do grupo. Para o cĂĄlcio, a equação quĂmica ĂŠ: đ??śđ?‘Ž đ?‘ + 2đ??ť2 đ?‘‚ → đ??śđ?‘Ž2+ đ?‘Žđ?‘ž + 2đ?‘‚đ??ťâˆ’ đ?‘Žđ?‘ž + đ??ť2 (đ?‘”) Generalizado, tem-se: đ?‘€ đ?‘ + 2đ??ť2 đ?‘‚ đ?‘™ → đ?‘€2+ (đ?‘Žđ?‘ž) + 2đ?‘‚đ??ť − đ?‘Žđ?‘ž + đ??ť2 (đ?‘”)
Grupo 2 – FamĂlia dos metais alcalino-terrosos Este grupo, ĂŠ tambĂŠm constituĂdo por seis elementos: o berĂlio (Be), o magnĂŠsio (Mg), o cĂĄlcio (Ca), o estrĂ´ncio (Sr), o bĂĄrio (Ba) e o rĂĄdio (Ra), sendo este ultimo, um elemento radioactivo. Todos tĂŞm dois electrĂľes de valĂŞncia, que per-
Nos metais alcalino-terrosos a reactividade quĂmica, a estabilidade dos catiĂľes e o carĂĄcter metĂĄlico aumentam ao longo do grupo. Por exemplo: Numa reacção do magnĂŠsio (a frio e a quente) e do cĂĄlcio com ĂĄgua. O cĂĄlcio ĂŠ mais reactivo.
QU�MICA І 41
Grupo 17 halogĂŠneos
–
FamĂlia
dos
A este grupo pertencem os seguintes elementos: flúor (F), cloro (Cl), bromo (Br), iodo (I) e astato (At). Fazem parte dos elementos não metålicos e todos os seus åtomos possuem sete electrþes de valência. A sua reactividade resulta da facilidade com que os seus åtomos originam iþes mononegativos – iþes halogenetos ou haletos – ao captarem um electrão. A reactividade diminui ao longo do grupo porque, aumentando o número de camadas, a atracção do núcleo sobre o electrão a captar torna-se cada vez menor.
qual tambÊm são denominados por gases inertes. Configuração electrónica Elementos 2He
1đ?‘ 2
10Ne
1đ?‘ 2 2đ?‘ 2 2đ?‘?6
18Ar 54Xe
1đ?‘ 2 2đ?‘ 2 2đ?‘?6 3đ?‘ 2 3đ?‘?6 [đ??´đ?‘&#x;]4đ?‘ 2 3đ?‘‘10 4đ?‘?6 [đ??žđ?‘&#x;]5đ?‘ 2 4đ?‘‘10 5đ?‘?6
86Rn
[đ?‘‹đ?‘’]6đ?‘ 2 4đ?‘“ 14 5đ?‘‘10 6đ?‘?6
36Kr
Causas da variação periódica das propriedades dos elementos ao longo da Tabela Periódica
Como vimos, as propriedades dos elementos tĂŞm uma relação directa com a sua estrutura electrĂłnica. A variação periĂłdica das propriedades dos Por exemplo: elementos ao longo da đ??š + 1đ?‘’ − → đ??š − Tabela PeriĂłdica pode ser Generalizado: explicada por trĂŞs factores. đ?‘‹ + 1đ?‘’ − → đ?‘‹ − Efeito do aumento Elementos Configuração electrĂłnica do nĂşmero quântico 1đ?‘ 2 2đ?‘ 2 2đ?‘?5 đ?‘œđ?‘˘ [đ??ťđ?‘’]2đ?‘ 2 2đ?‘?5 principal 9F (n), das 2 2 6 2 5 17Cl 1đ?‘ 2đ?‘ 2đ?‘? 3đ?‘ 3đ?‘? đ?‘œđ?‘˘ đ?‘ đ?‘’ orbitas de valĂŞncia 3đ?‘ 2 3đ?‘?5 (nĂşmero de camada). Com 35Br [Ar]4đ?‘ 2 3đ?‘‘10 4đ?‘?5 o aume53I [đ??žđ?‘&#x;]5đ?‘ 2 4đ?‘‘10 5đ?‘?5 nto do nĂşmero quântico 85At [đ?‘‹đ?‘’]6đ?‘ 2 4đ?‘“ 4 5đ?‘‘10 6đ?‘?5 principal os electrĂľes de valĂŞncia sĂŁo maGrupo 18 – FamĂlia dos gases is energĂŠticos, e ficam mais nobres afastados do nĂşcleo e menos atraĂdos por este. SĂŁo seis os elementos deste Efeito do aumento da carga grupo: o hĂŠlio (He), o nĂŠon (Ne), nuclear. Com o aumento da carga o ĂĄrgon (Ar), o crĂpton (Kr), o nuclear (carga positiva) os xĂŠnon (Xe) e o rĂĄdon (Rn). Os electrĂľes sofrem um aumento da ĂĄtomos destes elementos tĂŞm os atracção por parte do nĂşcleo, subnĂveis s e p do nĂvel de conduzindo Ă contracção da valĂŞncia totalmente ocupados, o nuvem electrĂłnica. que lhes confere uma enorme Efeito do aumento do nĂşmero de estabilidade quĂmica. SĂŁo electrĂľes. Com o aumento do quimicamente inertes, ou seja, nĂşmero de electrĂľes hĂĄ uma nĂŁo particam em reacçþes maior repulsĂŁo entre estes, quĂmicas, a nĂŁo ser em condiçþes extremas. É esta a razĂŁo pela
ficando a nuvem electrĂłnica mais expandida. Variação do raio atĂłmico ao longo da Tabela PeriĂłdica NĂŁo ĂŠ possĂvel medir directamente o raio de um ĂĄtomo. Mas quando os ĂĄtomos se ligam uns aos outros ĂŠ possĂvel, atravĂŠs de mĂŠtodos experimentais, conhecer as distâncias internucleares e, a partir daĂ, estimar os valores dos diferentes raios atĂłmicos. A tabela que se segue mostra os valores dos raios atĂłmicos dos primeiros elementos, expressos
em picĂłmetros (pm). 1 pm = 10−12 đ?‘š O raio atĂłmico aumenta ao longo do grupo. Exemplo:
O raio atĂłmico diminui ao longo do perĂodo. Exemplo: