Química para o vestibular. Segundo Pauling, o átomo do estado fundamental, isolado ou neutro, apresenta os seus elétrons em ordem crescente de energia, ou seja, os elétrons ocupam primeiramente os subníveis de menor energia.
A ordem crescente de energia dos subníveis pode ser obtida através do diagrama de Linus Pauling:
2s2
2s22s6
3s23p63d10
4s24p64d104f14
5s2 5p65d105f14
6s26p6 6d10
7s27p6
Assim pode-se dizer que a energia doa subníveis aumenta.
Para fazer a configuração eletrônica de um átomo qualquer, basta seguir as regras básicas indicadas:
Construir o diagrama de Pauling.
Verificar quantos elétrons o átomo contem.
Preencher o diagrama a partir do subnível de menor energia.
Nunca ultrapassar o nível Maximo de elétrons de um subnível.
Subnivel mais energético é o ultimo do átomo em questão, na ordem crescente de energia.
Camada de Valência é a ultima camada eletrônica de um átomo.
Elétron mais energético ou de diferenciação é o ultimo elétron distribuído.
Elétrons de Valência (ou mais afastados) são os elétrons que se encontram na camada de Valência.
O modulo da tabela atual, é inspirada pelo químico Dmitri Ivanovitch Mendeleev (1834 – 1907), ele ordenou os elementos em função de sua massa atômica crescentes.
Com o conhecimento da estrutura atômica, ficou demonstrado que a verdadeira identidade de um elemento esta relacionada ao seu numero de prótons.
Dentre os 109 elementos conhecidos, temos os naturais, que constituem a matéria do nosso corpo físico, e os artificiais, que foram obtidos em laboratório e pesquisa nuclear. Os elementos atuais possuem 7 fileiras horizontais e 18 colunas verticais. Cada fileira horizontal é chamada de período ou series,cada coluna vertical de família ou grupo. As series correspondem a quantidade de níveis que os elementos químicos apresentam, já as famílias possuem a mesma configuração química em sua camada de valência.
FAMÍLIA A:
A numeração se inicia com 1A e continua ate o zero ou 8A
Família dos metais alcalinos
Correspondem aos metais da família 1A
Li (lítio), Na (sódio), K (potássio), Rb (rubídio),Cs (césio), Fr (frâncio)
Família dos metais alcalinos terrosos
Correspondem aos metais da família 2A
Be (berílio), Mg (magnésio), Ca (cálcio), Sr (estrôncio), Ba (bário), Ra (rádio)
Famílias dos calcogênios
Corresponde a coluna 6A
O (oxigênio), S (enxofre), Se (selênio), Te (telúrio), Po (polônio)
Família dos halogênios
Corresponde a coluna 7A
F (flúor), Cl (cloro). Br (bromo), I (iodo), At (astato)
Família dos gases nobres
Corresponde a coluna 8A ou zero
He (hélio), Ne (neônio),Ar (argônio), Kr (criptônio), Xe (xenônio), Rn (radônio)
*O elemento H (hidrogênio) não é considerado metal alcalino. Pode ser encontrado tanto na coluna 1A (mais comum) como na 7A.
FAMÍLIA B:
Formam a parte baixa da tabela. Note que a numeração se inicia com 3B e vai até 8B, para depois aparecer 1B e 2B. A família 8B é formam as seguintes tríades:
Primeira Tríade: ferro, cobalto, níquel
Segunda Tríade: rutênio, ródio, paládio
Terceira Tríade: ósmio, irídio, platina
Todos os elementos dessa família apresentam grande semelhança entre si, em termos de propriedades químicas.
Átomo é uma partícula extremamente pequena, que por muitos anos considerou-se a risco a etimologia da palavra, átomo em latim significa indivisível, mas hoje esta provado que ele pode ser dividido em varias partes.
Um átomo carrega estes elementos:
Prótons: carga positiva ( + )
Nêutrons: carga neutra ( 0 )
Elétrons: carga negativa ( - )
Número atômico ( Z ): é o numero de prótons de um átomo.
Z = P
Numero de massa (A ): é a soma de prótons e nêutrons de um átomo.
A = Z + N
Através de Z e A pode-se determinar o numero de partículas fundamentais do átomo, levando em conta que:
Num átomo neutro, isolado ou numero de elétrons é igual ao numero de prótons, logo é igual a Z.
O numero de nêutron ( N ) é igual ao numero de massa ( A ) menos o numero de prótons ( Z ), ou:
A = Z N = A - Z
|
REGIÃO |
PARTÍCULAS |
CARGA RELATIVA |
MASSA RELATIVA |
|
Núcleo |
Prótons |
1 |
1.008 |
|
|
Nêutrons |
0 |
1.009 |
|
Eletrosfera |
Elétrons |
-1 |
1/1836 |
Íon é o átomo, ou grupo de átomos, carregados eletricamente.
a) Quando um átomo ganha elétron(s), fica carregado negativamente e recebe o nome de ânion, ou íon negativo.
Ex:
Cl+ 1e-=Cl1-
Átomoânion (monovalente)
S+2e-= S2-
Átomoânion (di ou bivalente)
b) Quando um átomo perde elétron(s), fica carregado positivamente e recebe o nome de cátion, ou íon positivos.
Ex:
Na =Na1++1e-
Átomocátion (monovalente)
Al=Al 3++ 3e-
Átomocátion (trivalente)
Ligação química é a força de atração, suficientemente forte entre dois átomos, mantendo-os unidos e formando diferentes substancias químicas.
Denomina-se valência, a capacidade de combinação de átomos. Esta valência, em geral, corresponde ao numero de elétrons que um átomo necessita ganhar ou perder, para adquirir estabilidade.
Um elemento que tem 1 valência é classificado como monovalente, o de 2 valência é bivalente, o de 3 trivalente e o de 4 tetravalente , e assim por diante.
A um regra chamada Regra do Octeto onde diz o seguinte:
“Um átomo adquiri a estabilidade quando apresenta 8 elétrons na ultima camada (camada de valência), ou 2, caso a ultima camada seja K, apresentando configuração eletrônica semelhante a dos gases nobres.”
Os demais elétrons que possuem 1 a 7 elétrons na camada de valência, para adquirirem a estabilidade realizam as chamadas ligações químicas.Para isso, doam, recebem ou ainda compartilham elétrons seus elétrons da valência, até adquirirem a estrutura de um gás nobre.
De acordo com a transferência ou compartilhamento de elétrons as ligações químicas entre átomos (interatômicas) são classificadas em: iônicas, covalentes e metálicas.
É aquela que ocorre pela atração elétrica entre íons positivos e negativos (ou quando a diferença de eletronegatividade entre os elementos ligantes seja superior a 1, 7).
De modo geral, esta ligação ocorre:
METAIS
1a3 elétrons na C,V.
IA, IIA e IIIA e B
Eletropositivo
Ceder elétrons
Cátions
NÃO-METAIS
5a7 elétrons naC, V.
VA, VIA e VIIA
Eletronegativo
Ganhar elétrons
Ânions
Resumo
Característica dos compostos iônicos
a)Sólidos e cristalinos com elevados pontos de fusão e ebulição.
b)Duros e quebradiços.
c)São maus condutores de eletricidade.Porem em soluções aquosas e fundidos, conduzem acorrente elétrica.Sofrem a dissociação iônica formando uma solução eletrostática.
|
Resumo Grupo |
Adquire estabilidade quando |
Carga elétrica |
|
1A |
perde 1e- |
+1 |
|
2A |
perde 2e- |
+2 |
|
3A |
perde 3e- |
+3 |
|
5A |
ganha 3e- |
-3 |
|
6A |
ganha 2e- |
-2 |
|
7A |
ganha 1e- |
-1 |
5a7 elétrons naC, V.
VA, VIA e VIIA
Eletronegativo
Ganhar elétrons
Ânions
Dissociação
NaCl(s)Na+(aq) +Cl – (aq)
em H2O
As ligações covalentes, também denominadas moleculares, ocorrem somente entre átomos que tem tendência em receber elétrons.Isso quer dizer que as ligações covalentes entre átomos de não metais e semimetais. Nas ligações entre o hidrogênio(que também é não-metal) com outros não-metais,esse tende a receber um elétron e adquirir a configuração estável do Helio.
Assim a ligação covalente ocorre com o compartilhamento de pares eletrônicos pertencentes a átomos distintos.
|
Elementos |
Camada de valência |
Quantidade de pares compartilhados |
|
família VIIA |
7 elétrons |
1 |
|
família VIA |
6 elétrons |
2 |
|
famíliaVA |
5 elétrons |
3 |
|
família IVA |
4 elétrons |
4 |
|
hidrogênio |
1elétron |
1 |
Existem compostos moleculares em que o numero de átomos presentes não podem ser explicados, considerados apenas as ligações covalentes comuns admite-se, então, que alguns elementos podem outras ligações.
A ligação covalente dativa ocorre quando um dos átomos já possui a estrutura estável (configuração dos gases nobres) e o outro necessita de um ou de mais pares de elétrons. Ocorre assim, um compartilhamento, de tal maneira que o par de elétrons ligantes seja proveniente de apenas um dos átomos da ligação.
X :Y
Octeto completoprecisa receber 2 elétrons
Exemplo:
O oxigênio e o enxofre (família 6A) apresentam 6 elétrons no ultimo nível, faltando dois elétrons para a estabilidade.
O átomo estável de enxofre apresenta 2 pares de elétrons que não participam de ligações (pares de elétrons disponíveis), estes poderão ser “doados” através de ligação a outros átomos que necessitem de elétrons.A isto chamamos de ligação dativa ou coordenada.
Atualmente, os químicos têm conhecimento da existência de muitas moléculas que não obedecem a regra do octeto. Berílio (Be) e boro (Bo) aparecem em algumas moléculas com octeto completo. Apesar de pertencerem a famílias que tendem a formar cátion em ligação iônica eles fazem ligações covalentes. O Be é encontrado com 4 elétrons na valência e B com 6.
Duas outras exceções ao octeto são alguns compostos de enxofre e fósforo nos quais aparecem com mis de 8 elétrons na camada de valência.
Três exceções a regra são os compostos NO, NO2 e ClO2 comnumero impar de elétrons na camada de valência.
As substancias covalentes podem ser sólidas (I2, S8, P4), liquidas (Br2, H2O, H2SO4) ou gasosas (Cl2, O2, N2, H2). Em relação a dureza são considerados moles.
Apresentam baixo ponto de fusão e ebulição. Em geral são solúveis em solventes polares e insolúveis em solvente apolares. Não conduzem corrente elétrica mesmo liquefeitos.
É a ligação que ocorre entre átomos de metais.Uma das teorias para explicar as ligação metálica, foi proposta por Drude-Lrentz e édenominada de teoria da Nuvem Eletrônica. Segundo ela, os elétrons periféricos (camada de valência), formam uma nuvem eletrônica(livre) ao redor de um aglomerado ordenado de íons positivos. Esta nuvens de elétrons livres é capaz de transmitir energia (calor, eletricidade) e se movimentar sem causar rupturas (formar lâminas e fios).
A nuvem eletrônica (elétrons livres), na ligação metálica é responsável por varias propriedades dos metais.
Condutividade de calor e de eletricidade
Maleabilidade (formam lâminas)
Ductibilidade (formam fios)
Tenacidade (resistência à ruptura)
a)Estado físico – são sólidos a temperatura ambiente, exceto o mercúrio que é liquido.
b)Densidade – varia de 0.53g/cm³ (lítio) a 22.6g/cm³ (ósmio).
c)Solubilidades – insolúveis em solvente comuns como água, álcool, benzeno,tetracloreto de carbono, etc.
Obs: alguns metais reagem com a água, formando base e liberando hidrogênio.
d)Cor – são branco-prateado quando cortados de corte recente, mas depois se tornam acinzentados pela oxidação, como por exemplo, sódio, chumbo, etc. Outros possuem cor características como o ouro (amarelo), cobre (avermelhado),etc.
e)Brilho – apresentam brilho particular (metálico) que os torna espelhados, menos em forma de pó, ou precipitado, perdem o brilho, mas podem ganhá-lo novamente friccionado com um corpo mais duro, em espessura media são opacos, tornando-se transparentes quando reduzidos a folhas delgadas.
f)Fusão – apresentam ponto de fusão muito variável.
Ex:
|
METAL |
PONTO DE EBULIÇÃO |
|
Hg |
357°C |
|
Zn e Mg |
1000ºC |
|
Pt |
4300°C |
|
Os |
5000°C |
ÁCIDOS
Ácidos são substancias que, dissolvidas em água, se ionizam, liberando, na forma de cátion, exclusivamente íons H+.
a)Ácidos – Hidrácidos: são ácidos que não apresentam oxigênio na formula (HxE) e se caracterizam pela terminação ÍDRICO.Veja a relação entre os principais hidrácidos:
|
HIDRÁCIDOS | |
|
HF |
ácido flurídrico |
|
HCl |
ácido clorídrico |
|
HBr |
ácido bromídrico |
|
HI |
ácido iodídrico |
|
H2S |
ácido sulfídrico |
|
HCN |
ácido cisnídrico |
|
HNC |
ácido isocianídrico |
|
H3[Fe(CN)6] |
ácido ferricianídrico |
|
H4[Fe(CN)6] |
ácido ferrocianídrico |
b)Acido – Oxiácidos: são ácidos que apresentam oxigênio na molécula.
Para os oxiácidos obedecemos à formula geral
HxEOy
onde o x e o y serão determinados pela tabela.
Quadro para nomenclatura:
|
ELEMENTOS |
N |
P |
S |
|
Cl |
As |
Cr* | |
|
Br |
Sb |
Mn* | |
|
I | |||
|
Nº de H no ácido |
H |
H3 |
H2 |
|
Ácido HIPO ...........OSO |
+1 |
---- | |
|
Ácido ...................OSO |
+3 |
+4 | |
|
Ácido ....................ICO |
+5 |
+6 | |
|
Ácido PER .............ICO |
+7 |
+7* | |