quarta-feira, 26 de março de 2014

Apostila de Tabela Periódica e Ligaçãoes Químicas



CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA DOS ELEMENTOS QUÍMICOS
INTRODUÇÃO
No nosso dia-a-dia o ato de classificar as coisas é algo corriqueiro. Em um faqueiro  colocamos em um mesmo espaço as facas, em outro os garfos, etc. Agrupar coisas semelhantes facilita a localização, a identificação, enfim, facilita em vários aspectos.
Os elementos químicos sempre foram agrupados de modo a termos elementos semelhantes juntos, tendo desta maneira o desenvolvimento de várias tabelas até os nossos dias atuais.
 
CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA ATUAL
Os  elementos  químicos,  atualmente,  estão  dispostos  em  ordem  crescente  de  seus  números  atômicos  e, aqueles que estão localizados em uma mesma linha vertical possuem propriedades semelhantes.




PERÍODOS
Na  tabela  atual  os  elementos  químicos  ocupam sete  linhas  horizontais  que  são  denominados  de períodos.  Estes  períodos  são  numerados  ouordenados de cima para baixo para melhor identificálos.
Podemos  associar  o  período  de  um  elemento químico com a sua configuração eletrônica. O número de  ordem  do  período  de  um  elemento  é  igual  ao número  de  níveis  eletrônicos  que  ele  elemento possui.
Exemplos:
O elemento flúor tem 9 elétrons.
A sua distribuição eletrônica é:K = 2 L = 7
Possui  deste  modo  apenas  os  níveis  1  e  2  ou K e  L    com elétrons ( 2 níveis de energia ) então este  elementos  localiza-se  no  segundo  período  da classificação periódica.
O elemento potássio tem 19 elétrons.
A sua distribuição eletrônica é:
K = 2 L =  8 M = 8 N = 1
Possui deste modo apenas os níveis 1, 2, 3 e 4  ou K,  L,  M  e  N    com  elétrons   (  4  níveis  de  energia  ) então  este elementos  localiza-se no  quarto  período da classificação periódica.
FAMÍLIAS (GRUPOS ou COLUNAS)
Constituem  as  18  linhas  verticais  da  classificação periódica.  Estas  linhas  são  numeradas  de  1  a  8  e subdivididas  em  A  e  B  (a  IUPAC  recomenda  que esta numeração seja de 1 a 18).
Os  elementos  que  estão  no  subgrupo  A  são denominados de representativos e os do subgrupo B de transição.
Para  os  elementos  REPRESENTATIVOS  a  suafamília  é  identificada  pelo  total  de  elétrons  na camada de valência (última camada).
Exemplos:
O cloro tem 17 elétrons.
K = 2 L = 8  M = 7
Observamos  que  ele  possui  7  elétrons  na  última camada,  então,  se  encontra  na  família   7A   da classificação periódica.
Exemplos:
O cálcio tem 20 elétrons.
K = 2 L = 8  M = 8   N = 2
Observamos  que  ele  possui  2  elétrons  na  última camada,  então,  se  encontra  na  família   2A   da classificação periódica.

NOMES ESPECIAIS PARA AS FAMÍLIAS
Algumas  famílias  da  classificação  periódica  têm uma denominação especial.
Famílias identificadas por nomes especiais.
1A: Família dos metais alcalinos. Li, Na, K, Rb, Cs e Fr.
2A: Família dos metais alcalinos terrosos. Be, Mg, Ca, Sr, Ba e Ra.
6A: Família dos Calcogênios. O, S, Se, Te e Po.
7A: Família dos Halogênios.F, Cl, Br, I e At
0 : Família dos Gases nobres.He, Ne, Ar, Kr, Xe e Rn.

Exercícios:
01) Na tabela periódica os elementos estão ordenados em ordem crescente de:
a)  Número de massa.
b)  Massa atômica.
c)  Número atômico.
d)  Raio atômico.
e)  Eletroafinidade.

02)  Na  tabela  periódica,  estão  no  mesmo  grupo elementos que apresentam o mesmo número de:
a)  Elétrons no último nível de energia.
b)  Elétrons celibatários ou desemparelhados.
c)  Núcleos (prótons + nêutrons).
d)  Níveis de energia.
e)  Cargas elétricas.

03)  Um elemento químico tem número atômico 33. A sua  configuração  eletrônica  indica  que  está localizado na:
a)  família 5 A do período 3.
b)  família 3 A do período 3.
c)  família 5 A do período 4.
d)  família 7 A do período 4.
e)  família 4 A do período 7.

04)  O  número  atômico  do  elemento  que  se  encontra no 3º período, família 3A é:
a)  10.
b)  12.
c)  23.
d)  13.
e)  31.

05) Um elemento  X  tem o mesmo número de massa
do 20Ca40e  o  mesmo  número  de  nêutrons  do 19K41. Este elemento está localizado na família:
a)  IA.
b)  IIA.
c)  VIA.
d)  VIIA.
e)  zero.

06)  (Uerj)  Um  dos  elementos  químicos  que  têm  se mostrado muito eficiente no combate ao câncer de próstata é o selênio (Se). Com base na Tabela de
Classificação  Periódica  dos  Elementos,  os símbolos  dos  elementos  com  propriedades químicas semelhantes ao selênio são:
a)  Cl, Br, I.
b)  Te, S, Po.
c)  P, As, Sb.
d)  As, Br, Kr.
e)  Li, Na, K.

07) Pertence aos metais alcalinos o elemento:
a)  Ferro.
b)  Cobre.
c)  Potássio.
d)  Oxigênio.
e)  Magnésio.

08)  Os  elementos  químicos  Ca,  Ba,  Mg  e  Sr  são classificados como:
a)  Halogênios.
b)  calcogênios.
c)  gases nobres.
d)  metais alcalinos.
e)  metais alcalinos terrosos.

09)  Relativamente  aos  elementos  A,  B,  C  e  D  da tabela a seguir, é correto afirmar que:
a)  A  e  B  pertencem  à  mesma família  da  tabela periódica.
b)  C é metal alcalino terroso.
c)  A pertence à família dos calcogênios.
d)  B é um halogênio.
e)  D tem número atômico igual a 12.

APROFUNDAMENTO
Os  elementos  que  estão  no  subgrupo  A  são denominados de representativos e os do subgrupo B de transição.
Os  elementos  representativos  possuem  o  último elétron em um subnível “s” ou “p”.
Al (Z = 13)1s² 2s² 2p6 3s²  3p1
O  último  elétron  se  encontra  no  subnível  “p”, portanto, ele é representativo.
Os  elementos  de  transição  possuem  o  último elétron em um subnível “d” ou “f”.
Sc (Z = 21)1s² 2s² 2p6 3s² 3p6 4s²  3d1
O  último  elétron  se  encontra  no  subnível  “d”, portanto, ele é de transição.
No  grupo  3B  e  no    período  se  encontra  uma série  de  elementos  denominada  de  série  dos lantanídeos.
No  grupo  3B  e  no    período  encontramos  uma série  de  elementos  denominada  de  série  dos actinídeos.
Estas duas  séries  são os elementos de  transição interna que possuem o elétron diferencial em subnível “f”.
Para  os elementos  representativos  a sua  família é identificada pelo total de elétrons na camada de valência (última camada).
Exemplos:
O cloro tem 17 elétrons.1s² 2s² 2p6 3s² 3p5
ou K = 2 L = 8  M = 7
Observamos  que  ele  possui  7  elétrons  na  última camada,  então,  se  encontra  na  família   7A   da classificação periódica.
Os  elementos  de  transição  interna  estão localizados na família 3B.
01)A  configuração  eletrônica  de  um  átomo  é  1s² 2s² 2p6 3s² 3p64s² 3d5. Para este elemento podemos afirmar
I.  É elemento representativo
II.  É elemento de transição.
III.  Seu número atômico é 25.
IV.  Possui 7 subníveis de energia.
a)  somente I é correta.
b)  somente II e III são corretas.
c)  somente II, III e IV são corretas.
d)  todas são corretas.
e)  todas são falsas.

02)  (PUC-PR)  O  subnível  mais  energético  do  átomo de um elemento químico no estado fundamental é “5p4”.   Portanto,  o  seu  número  atômico  e  sua posição na tabela periódica serão:
a)  40, 5A, 4º período.
b)  34, 4A, 4º período.
c)  52, 6A, 5º período.
d)  56, 6A, 5º período.
e)  55, 5A, 5º período.

03)Um  elemento,  no  estado  fundamental,  tem  4s², como  subnível  mais  energético.  A  posição  deste elemento é:
a)  família 2 B e 6º período.
b)  família 2 A e 5º período.
c)  família 1 B e 4º período.
d)  família 2 A e 4º período.
e)  família 8 B e 5º período.

04)Um determinado elemento químico está situado no 4º  período  e  na  família  6A.  O  número  atômico desse elemento é:
a)  52.
b)  34.
c)  35.
d)  33.
e)  53.

05) Qual o número atômico de um elemento químico do  5º período  da  classificação  periódica  e  que apresenta 10 elétrons no quarto nível de energia?
a)  22.
b)  40.
c)  38.
d)  46.
e)  48.
LIGAÇÕES QUÍMICAS
1. INTRODUÇÃO
Existe uma grande quantidade de  substâncias na natureza  e,  isto  se  deve  à  capacidade  de  átomos iguais ou diferentes se combinarem entre si. Um grupo muito  pequeno  de  átomos  aparece  na  forma  de átomos isolados, como os gases nobres.
Se dois átomos combinarem entre si, dizemos que foi estabelecida entre eles uma ligação química.
Os  elétrons  mais  externos  do  átomo  são  os responsáveis pela ocorrência da ligação química. As  ligações  químicas  dependem  da  força  de atração  eletrostática  existente  entre  cargas  de  sinais opostas  a  da  tendência  que  os  elétrons  apresentam de formar pares.
Deste  modo  para  ocorrer  uma  ligação  química  é necessário  que  os  átomos  percam  ou  ganhem elétrons, ou, então, compartilhem seus elétrons de sua última camada.
Na  maioria  das  ligações,  os  átomos  ligantes possuem  distribuição  eletrônica  semelhante  à  de um gás nobre, isto é, apenas o nível K, completo, ou, 8 elétrons em uma outra camada.
Esta ideia foi desenvolvida pelos cientistas Kossel e Lewis e ficou conhecida como teoria do octeto.
Um átomo que satisfaz esta teoria é  estável  e é aplicada  principalmente  para  os  elementos  do subgrupo A (representativos) da tabela periódica.
Existem  muitas  exceções  a  esta  regra,  porém  ela continua sendo usada.
O número de elétrons que um átomo deve perder, ganhar  ou  associar  para  se  tornar  estável  recebe  o nome  de  valência  ou  poder  de  combinação  do átomo.
No  caso  de  formação  de  íons,  a  valência  é denominada de eletrovalência.
Na  maioria  das  vezes,  os  átomos  que  perdem elétrons  são os metais das famílias 1A, 2A e 3A  e os átomos  que  recebem  elétrons  são  ametais  das famílias 5A, 6A e 7A.

Exercícios:
01)  Ao  se  transformar  em  íon  estável,  um  átom o  de magnésio  (Z  =  12)  e  um  átomo  de  oxigênio     (Z = 8), respectivamente:
a)  ganha e perde 1 elétron.
b)  ganha e perde 2 elétrons.
c)  ganha e perde 3 elétrons.
d)  perde e ganha 1 elétron.
e)  perde e ganha 2 elétrons.

02) Um átomo  X  apresenta 13 prótons e 14 nêutrons. A  carga  do  íon  estável  formado  a  partir  deste átomo será:
a)  – 2.
b)  – 1.
c)  + 1.
d)  + 2.
e)  + 3.

03)  Os  átomos  pertencentes  à  família  dos  metais alcalinos  terrosos  e  dos  halogênios  adquirem configuração eletrônica de gases nobres quando, respectivamente,  formam  íons  com  números  de carga:
a)  + 1 e – 1.
b)  – 1 e + 2.
c)  + 2 e – 1.
d)  – 2 e – 2.
e)  + 1 e – 2.

04) Dadas às afirmações:
I.  A camada de valência de um átomo é aquela onde se situam os elétrons que participam de uma associação com outro átomo.
II.  O número de elétrons na camada de valência de um átomo é igual ao número atômico.
III.  O  átomo  de  oxigênio  possui  6  elétrons  na camada de valência.
Dessas afirmações, APENAS:
a)  I é correta.
b)  II é correta.
c)  III é correta.
d)  I e III são corretas.
e)  II e III são corretas.

05)  Os  átomos  de  certo  elemento  químico  metálico possuem,  cada  um,  3  prótons,  4  nêutrons  e  3 elétrons.  A  energia  de  ionização  desse  elemento está  entre  as  mais  baixas  dos  elementos  da Tabela  Periódica.  Ao  interagir  com  halogênio, esses átomos têm alterado o seu número de:
a)  prótons, transformando-se em cátions.
b)  elétrons, transformando-se em ânions.
c)  nêutrons, mantendo-se eletricamente neutros.
d)  prótons, transformando-se em ânions.
e)  elétrons, transformando-se em cátions.

2. LIGAÇÃO IÔNICA ou ELETROVALENTE
Esta  ligação  ocorre  devido  à  atração eletrostática entre íons de cargas opostas.
Na  ligação  iônica  os  átomos  ligantes  apresentam
uma  grande  diferença  de  eletronegatividade,  isto  é, um é metal e o outro ametal.
O  exemplo  mais  tradicional  da  ligação  iônica  é  a interação entre o sódio (Z = 11) e o cloro (Z = 17) para a formação do cloreto de sódio (NaCl).
O sódio tem configuração eletrônica:
K = 2; L = 8; M = 1
A  tendência  normal  dele  é  perder  1  elétronficando com uma configuração eletrônica semelhante à do 
neônio e, se tornando um cátion monovalente.
O cloro tem configuração eletrônica:
K = 2; L = 8; M = 7
A  tendência  normal  dele  é  ganhar  1  elétron ficando com uma configuração eletrônica semelhante à do argônio e, se tornando um ânion monovalente.
Na 1+        Cl1-                  atração
E a formação do NaCl


Vejamos a ligação entre o magnésio e o cloro.
Mg (Z = 12)   K = 2; L = 8; M = 2 (tendência a perder 2 elétrons)
Cl  (Z = 17)   K = 2; L = 8; M = 7  (tendência a ganhar 1 elétron)


UMA REGRA PRÁTICA
Para  compostos  iônicos  poderemos  usar  na obtenção da fórmula final o seguinte esquema geral.
A  valência  do  cátion  será  a  atomicidade  do ânion e vice-versa. Se os valores forem múltiplos de  um  mesmo  número,  deveremos  fazer  a simplificação.
A  ligação  iônica  é,  em  geral,  bastante  forte  e mantém  os  íons  fortemente  presos  no  retículo.  Por isso,  os  compostos  iônicos  são  sólidos  e,  em  geral, têm pontos de fusão e ebulição elevados.
Os compostos iônicos, quando em solução aquosa ou fundidos conduzem a corrente elétrica.

Exercícios:
01) Um elemento A, de  número atômico 13, combina-se com um elemento B, de número atômico 17. A fórmula molecular do composto formado é:
a)  AB2.
b)  A2B.
c)  A3B.
d)  AB3.
e)  A7B3.

02) Um elemento  M  do grupo  2A  forma um composto binário  iônico  com  um  elemento  X  do  grupo  7A.
Assinale,  entre  as  opções  abaixo,  a  fórmula  do respectivo composto:
a)  MX.
b)  MX2.
c)  M2X.
d)  M2X7.
e)  M7X2.

03)  Um  elemento  M  da  família  dos  metais  alcalinoterrosos  forma  um  composto  binário  iônico  um  elemento  X  da  família  dos  halogênios.
Assinale,  entre  as  opções  abaixo,  a  fórmula mínima do respectivo composto:
a)  MX.
b)  MX2.
c)  M2X.
d)  M2X7.
e)  M7X2.

04)  Dois  átomos  de  elementos  genéricos  A  e  B apresentam as seguintes distribuições eletrônicas em  camadas:  A →2,  8,  1  e  B  → 2,  8,  6.  Na ligação química entre A e B,
I.  O átomo A perde 1 elétron e transforma-se em um íon (cátion) monovalente.
II.  A fórmula correta do composto formado é A2B e a ligação que se processa é do tipo  iônica.
III.  O átomo B cede 2 elétrons e transforma-se em um ânion bivalente.
Assinale a alternativa correta:
a)  Apenas II e III são corretas.
b)  Apenas I é correta.
c)  Apenas II é correta.
d)  Apenas I e II são corretas.
e)  Todas as afirmativas são corretas.

05) A fórmula do composto formado, quando átomos do  elemento  genérico  M,  que  formam  cátions trivalentes, ligam-se com átomos do elemento Y, pertencente à família dos calcogênios, é:
a)  M3Y2.
b)  M2Y3.
c)  MY3.
d)  M3Y.
e)  M2Y.

06)  O  amianto,  conhecido  também  como  asbesto,  é um material constituído por fibras incombustíveis.
É  empregado  como  matéria-prima  na  fabricação de materiais isolantes usados na construção civil, como fibrocimento. O uso dessas fibras vem tendo queda desde a década de 1960, quando estudos confirmaram  os  efeitos  cancerígenos  desse material,  principalmente  sobre  o  aparelho respiratório.
Entre  seus  componentes,  além  do  SiO2,  estão  o óxido  de  magnésio  (MgO)  e  o  óxido  de  alumínio
(Al2O3).
Em  relação  ao  composto  MgO,  analise  as
afirmativas:
I.  A ligação entre o magnésio e o oxigênio se dá por  transferência  de  elétrons,  sendo classificada como ligação iônica.
II.  Os átomos não alcançaram a configuração do gás nobre após a ligação.
III.  Após a ligação entre os átomos de magnésio e oxigênio, há formação de um cátion Mg2+ e um ânion O2–.
Dados: Mg (Z = 12); O (Z = 8) Está(ao) correta(s) apenas:
a)  I.
b)  II.
c)  III.
d)  I e II.
e)  I e III.



3. LIGAÇÃO COVALENTE ou MOLECULAR
A  principal  característica  desta  ligação  é  o compartilhamento (formação de pares)  de elétrons entre os dois átomos ligantes.
Os  átomos  que  participam  da  ligação  covalente são ametais, semimetais e o hidrogênio.
Os pares de elétrons compartilhados são contados para os dois átomos ligantes.
Se  cada  um  dos  átomos  ligantes  contribuírem com um dos elétrons do par a ligação será  covalente normal  e,  se  apenas  um  dos  átomos  contribuírem com os dois elétrons do par, a ligação será  covalente dativa ou coordenada.
Consideremos,  como  primeiro  exemplo,  a  união entre dois átomos do elemento flúor (F) para formar a molécula da substância simples flúor (F2).

Consideremos,  como  segundo  exemplo,  a  união entre  dois  átomos  do  elemento  nitrogênio  (N)  para formar a molécula da substância  simples nitrogênio (N2).

Consideremos,  como  terceiro  exemplo,  a  união entre  dois  átomos  do  ELEMENTO  HIDROGÊNIO  e um  átomo  do  ELEMENTO  OXIGÊNIO  para  formar  a substância COMPOSTA
ÁGUA (H2O).
O  átomo  de  OXIGÊNIO  possui  6  elétrons  na camada de valência e o HIDROGÊNIO tem apenas 1 elétron na sua camada de valência.
Exercícios:
01) Uma ligação covalente normal é feita por:
a)  elétrons de apenas um dos átomos.
b)  um elétron de cada átomo.
c)  pontes de hidrogênio.
d)  partículas alfa.
e)  transferência de elétrons.

02)  Um  átomo  de  um  elemento  da  família  5A,  do sistema  periódico,  liga-se  a  outro  átomo  de  um elemento da família 7A ligação entre ambos é:
a)  coordenada.
b)  eletrovalente.
c)  dativa.
d)  covalente normal.
e)  iônica.

03)  Qual  o  número  de  ligações  covalentes  normais que  um  átomo  de  número  atômico  8  pode realizar?
a)  1.
b)  2.
c)  3.
d)  4.
e)  5.

04)  A  fórmula  N    N  indica  que  os  átomos  de nitrogênio estão compartilhando três:
a)  prótons.
b)  elétrons.
c)  pares de prótons.
d)  pares de nêutrons.
e)  pares de elétrons.

05) O hidrogênio (Z = 1) e o nitrogênio (Z = 7) devem formar o composto de fórmula:
a) N2H.
b) NH2.
c)  NH3.
d) NH4.
e) NH5.

06) O dióxido de carbono (CO2) é um gás essencial no globo  terrestre.  Sem  a  presença  desse  gás,  o globo  seria  gelado  e  vazio.  Porém,  quando  é inalado  em  concentração  superior  a  10%,  pode levar  o  indivíduo  à  morte  por  asfixia.  Esse  gás apresenta  em  sua  molécula  um  número  de ligações covalentes igual a:
a)  4.
b)  1.
c)  2.
d)  3.
e)  0.