domingo, 31 de julho de 2011

03 - Tabela Periódica - 2 - PROPRIEDADES PERIÓDICAS E APERIÓDICAS

Muitas propriedades dos elementos químicos vaiam periodicamente ao longo da Tabela periódica. São as chamadas Propriedades Periódicas.
As propriedades periódicas podem ser: raio atômico, volume atômico, densidade absoluta, eletronegatividade, eletropositividade, eletroafinidade.
Esse fato obedece a Lei da Periodicidade de Moseley:
“Muitas propriedades físicas e químicas dos elementos variam periodicamente na sequência de seus números atômicos.”
Para as propriedades onde os valores só aumentam com o número atômico e outras onde os valores só diminuem chamamos de Propriedades Aperiódicas. São propriedades aperiódicas, o calor específico.

Raio Atômico

O raio atômico dos elementos é uma propriedade periódica porque seus valores só variam periodicamente, ou seja, aumentam e diminuem seguidamente, com o aumento do número atômico.
O raio atômico (r) é a metade da distância internuclear mínima (d) que dois átomos desse elemento podem apresentar, sem estarem ligados quimicamente.
Para medir o raio atômico, usa-se a técnica da difração por Raios-X.

Em uma família, da tabela periódica, o raio atômico aumenta de cima para baixo e no período aumenta da direita para esquerda.
Para esta regra não é admitido os gases nobres, já que possuem o maior raio atômico em cada período.
Observando a tabela periódica, podemos verificar que o frâncio (Fr) tem maior raio atômico.
Se o átomo se transforma em íon cátion ou ânion, o seu raio sofre alteração.
- o raio do átomo é sempre maior que o raio do seu íon cátion porque perde elétrons.
- o raio do átomo é sempre menor que o raio do seu íon ânion porque ganha elétrons.

Volume Atômico

O volume atômico é uma propriedade periódica porque varia periodicamente com o aumento do número atômico.
Volume atômico é a relação entre a massa de uma quantidade de matéria (1 mol = 6,02.1023 átomos ) e a densidade da substância simples formada por esse elemento na fase sólida.
Não é o volume de um átomo, mas de um conjunto de átomos. No volume atômico influi não só o volume de cada átomo, como também o espaçamento que existe entre esses átomos.
Na tabela periódica, os valores do volume atômico aumentam de cima para baixo nas famílias e em um período, do centro para as extremidades da tabela.

Densidade Absoluta

Densidade ou Massa Específica é a relação entre a massa (m) de uma substância e o volume (V) ocupado por essa massa.

Esta variação, no estado sólido é uma propriedade periódica.
Na tabela periódica, os valores de densidades aumentam, nas famílias de cima para baixo e nos períodos, das extremidades para o centro.
Desta forma, pode-se notar que os elementos mais densos estão no centro e na parte de baixo da tabela periódica.
Exemplos:
- Os (ósmio) – d=22,5g/mL
- Ir (irídio) – d=22,4g/mL

Ponto de Fusão e Ponto de Ebulição

Ponto de Fusão é a temperatura que a substância entra em fusão (sólido para líquido).
Ponto de Ebulição é a temperatura que a substância entra em ebulição (líquido para gasoso).
Na tabela periódica, os valores de PF e de PE variam numa família, à esquerda da tabela, aumenta de baixo para cima e à direta da tabela, aumenta de cima para baixo. Nos períodos, aumenta das extremidades para o centro.
Na tabela periódica há elementos de diferentes estados físicos.
- fase gasosa: H, N, O, F, Cl, Ne, Ar, Kr, Xe, RN
- fase líquida: Hg e Br
- fase sólida: demais elementos

Imagine os elementos:

X = fase sólida
Y = fase líquida
Z = fase gasosa

Então, temos:

X com PF e PE maior que Y e Y com PF e PE maior que Z

O carbono (C) é uma exceção para esta regra. Possui PF igual a 3800°C.
O tungstênio (W) é o metal com maior PF, 3422°C, sendo utilizado em filamentos de lâmpadas incandescentes.

Potencial de Ionização

É a energia mínima necessária para “arrancar” um elétron de um átomo isolado no seu estado gasoso.
O primeiro potencial de ionização é considerado o mais importante porque é a energia necessária para “arrancar” o primeiro elétron da camada mais externa do átomo.
De acordo com o SI (Sistema Internacional) deve-se ser expresso em Kj/mol.
O potencial de ionização é uma propriedade periódica, que na tabela periódica, se comporta exatamente ao contrário do raio atômico.
Quanto maior o raio atômico, menor a atração do núcleo com o seu elétron mais afastado. Então é mais fácil de “arrancar” o elétron. Consequentemente é menor a energia de ionização.
O potencial de ionização aumenta, nas famílias de baixo para cima e nos períodos da esquerda para a direita.

Eletronegatividade

É a tendência que um átomo tem de atrair elétrons. É muito característico dos não-metais. Linus Pauling, através de experimentos, tentou quantificar esta tendência e criou uma escala de eletronegatividade. Essa escala existe em muitas tabelas periódicas.
A eletronegatividade aumenta conforme o raio atômico diminui. Quanto maior o raio atômico, menor será a atração do núcleo pelos elétrons mais afastados e então, menor a eletronegatividade.
Na tabela periódica, os gases nobres não são considerados, já que não tem tendência a ganhar ou perder elétrons. Já estão estabilizados.
A eletronegatividade aumenta nas famílias, de baixo para cima e nos períodos da esquerda para a direita.
O elemento mais eletronegativo é o flúor (F), com valor de eletronegatividade 3,98.

Eletropositividade

É a tendência que um átomo tem de perder elétrons. É muito característico dos metais. Pode ser também chamado de caráter metálico. É o inverso da eletronegatividade.
A eletropositividade aumenta conforme o raio atômico aumenta.
Quanto maior o raio atômico, menor será a atração do núcleo pelo elétron mais afastado, maior a facilidade do átomo em doar elétrons, então, maior será a eletropositividade.
Os gases nobres também não são considerados, por conta da sua estabilidade.
A eletropositividade aumenta nas famílias, de cima para baixo, e nos períodos, da direita para a esquerda.
O elemento mais eletropositivo é o frâncio (Fr), que possui eletronegatividade 0,70.

Tabela de eletronegatividade

Lembrando que o menor valor é o mais eletropositivo

Elementos

Eletronegatividade

F

3,98

O

3,44

Cl

3,16

N

3,04

Br

2,96

I

2,66

S

2,58

C

2,55

Metais Nobres

2,54 a 2,28

H

2,20

P

2,19

Semi-metais

2,04 a 1,18

Metais Comuns

2,20 a 0,79

Fr

0,70

Eletroafinidade ou Afinidade Eletrônica

É a quantidade de energia liberada quando um átomo isolado no seu estado fundamental (fase gasosa) recebe 1é.
Um átomo isolado no seu estado fundamental pode receber 1é, transformando-se em um ânion. Isso pode levar ao átomo um estado de maior estabilidade e então ocorre a liberação de energia.

A afinidade eletrônica aumenta conforme o raio atômico diminui. É importante para os não-metais. Os elementos mais eletroafins são os halogênios e o oxigênio.
A eletroafinidade, na tabela periódica, aumenta nas famílias de baixo para cima e nos períodos da esquerda para a direita.
Seus valores são dados em Kj/mol e são muito difíceis de serem medidos.

Calor Específico

É uma propriedade aperiódica.
O calor específico do elemento no estado sólido sempre diminui com o aumento do número atômico.
O calor específico é a quantidade de calor necessária para elevar a 1°C a temperatura de 1g do elemento.


Fonte: http://www.soq.com.br/conteudos/em/tabelaperiodica/p5.php

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