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Ciências Físico-Químicas 10º ano

Ficha de trabalho nº3

“Elementos químicos e sua organização: tabela periódica.”

Kimikando-na-Lixa.webnode.pt

1. A descoberta individual dos elementos químicos foi o primeiro passo para a construção da Tabela Periódica. Estabelece

a correspondência entre as colunas.

Coluna 1 Coluna 2

Lavoisier A. Agrupou alguns elementos em grupos de 3 – tríades. Dobereiner B. Criou um esboço da TP ao agrupar as substâncias com comportamento

semelhante em 4 categorias: gases, ácidos, metais e elementos terrosos. Newlands C. Apresentou os elementos numa tabela baseando-se na repetição regular e

periódica das propriedades de acordo com a crescente massa atómica. Mendeleev D. Organizou os elementos por oitavas.

Tabela Periódica atual E. Apresenta os elementos por nº crescente de Z, organização resultante do facto das propriedades dos elementos dependerem da distribuição eletrónica.

2. Faz a correspondência entre as colunas.

Coluna 1 Coluna 2

Mendeleev A. Modelo do parafuso telúrico. Newlands B. Utilização do Z para fator de variação das propriedades periódicas.

Dobereiner C. Previsão de novos elementos. Chancourtois D. Organização das tríades.

Moseley E. Proposta da Lei das Oitavas.

3. Indica o nome do cientista associado à criação da TP.

(A) Newton.

(B) Mendeleev.

(C) Dalton.

(D) Lavoisier.

4. Em meados do sec. XIX, vários cientistas propuseram a organização dos elementos químicos com base em critérios de

periodicidade, mas foi a TP proposta por Mendeleev que teve a maior aceitação por parte da comunidade científica. Indica

o fator que mais contribuiu para essa aceitação.

(A) O reconhecimento da periodicidade nas propriedades de elementos químicos.

(B) A organização dos elementos em grupos e períodos.

(C) A capacidade de prever a existência de novos elementos químicos.

(D) A ordenação dos elementos químicos por nº atómico crescente.

5. A lei que afirma que “as propriedades dos elementos são funções periódicas dos nº atómicos” é devida a:

(A) Heisenberg. (B) Mendeleev. (C) Linus Pauling. (D) Moseley.

6. Observa a representação da TP, onde estão indicados alguns elementos (as letras não são os verdadeiros símbolos

químicos). Indica:

(A) Os metais alcalinos.

(B) Os metais alcalinoterrosos.

(C) Os gases nobres.

(D) Um elemento do grupo 15.

(E) Um elemento do mesmo grupo que D.

(F) Um elemento do mesmo período que G.

(G) Os elementos do 2º período.

(H) O elemento de Z=17.

(I) Os elementos com 5 eletrões de valência.

(J) Os elementos que formam iões dinegativos.





(K) Os elementos que formam iões monopositivos.

(L) Dois elementos naturais.

(M) Dois elementos artificiais.

(N) Dois metais.

(O) Dois não metais.

(P) Um elemento do bloco p.

(Q) Um elemento do bloco s.

(R) Os elementos em que os eletrões de valência são ns2

np3.

(S) Um elemento representativo.

(T) Um elemento de transição.

7. Indica, de entre as opções apresentadas, as que são afirmações corretas sobre os elementos cujas configurações

eletrónicas são dadas a seguir.

(A) Os elementos 3 e 4 são, respetivamente, um gás nobre e um halogéneo.

(B) Os elementos 2 e 4 situam-se, respetivamente, nos períodos 2 e 3 da

TP.

(C) O elemento 4 situa-se no período 3 da TP e é um metal alcalinoterroso.

(D) O elemento 3 é um elemento de transição e o elemento 4 é do bloco f.

(E) O elemento 1 é um metal alcalinoterroso e o elemento 2 situa-se no mesmo grupo do nitrogénio na TP.

(F) Os elementos 1 e 3 pertencem ao bloco s.

8. Considera o período da TP onde se encontra o elemento oxigénio. Indica, justificando, o elemento desse período cujos

átomos, no estado fundamental, apresentam menor raio atómico.

9. Um dos sulfatos industrialmente mais importantes é o Na2SO4, muito usado na produção de pasta de papel e na indústria

de detergentes. É constituído por sódio, enxofre e oxigénio (Teste intermédio 2010).

9.1. A configuração eletrónica possível de um átomo de enxofre num estado excitado é:

(A) 1s22s22p73s23p3

(B) 1s22s22p53s23p5

(C) 1s22s12p63s33p4

(D) 1s22s22p63s23p4

9.2. Justifica a afirmação seguinte, com base nas posições relativas na TP: “O raio atómico do sódio é superior ao do enxofre”.

10. Em qual das transformações seguintes a energia envolvida mede a energia de 1ª ionização?

(A) Cl (g) + 1 e → Cl- (g)

(B) 2 Cl (g) → Cl2 (g)

(C) Na (g) → Na+ (g) + 1e

(D) H+ (aq) + 1e → ½ H2 (g)

11. O sódio e o magnésio são elementos consecutivos do 3º período da TP. Seleciona a opção que completa corretamente a

frase: “A energia de ionização do magnésio é … à energia de ionização do sódio, pois com o … da carga nuclear ao longo

do período, a atração entre o núcleo e os eletrões … “.

(A) Superior … aumento … aumenta.

(B) Inferior … decréscimo … diminui.

(C) Superior … decréscimo … diminui.

(D) Inferior … aumento … aumenta.

12. Explica porque é que a energia de ionização dos átomos dos elementos representativos da TP diminui ao longo de um

mesmo grupo (à medida que o nº atómico aumenta).

Elemento

1 1s22s22p63s1 2 1s22s22p4 3 1s22s22p63s23p64s2 4 1s22s22p63s23p6





13. A tabela fornece valores das quatro primeiras

energias de ionização de quatro elementos químicos.

Indica, justificando:

13.1. Dois elementos com um eletrão de valência.

13.2. Um elemento que tenha dois eletrões de valência.

14. Justifica a afirmação com base na configuração eletrónica de valência dos átomos no estado fundamental. “A energia de

ionização do césio é inferior à energia de ionização do potássio”.

15. Para cada um dos seguintes pares, indica qual o elemento químico cujos átomos apresentam menor raio atómico, de

acordo com as posições ocupadas na TP.

15.1. Mg e Ca 15.2. Mg e S 15.3. C e O

16. No quadro apresentam-se valores das quatro primeiras energias de ionização de quatro elementos químicos

designados por A, B e C em kcalmol-1. Seleciona a opção que permite concluir corretamente a seguinte frase: “O nº de

eletrões da camada de valência de A, B e C é

respetivamente, …

(A) … 1, 1 e 2”.

(B) … 1, 3 e 2”.

(C) … 1, 4 e 2”.

(D) … 4, 1 e 2”.

17. Considera os átomos seguintes: 8X; 12Y e 20Z.

17.1. Escreve as configurações eletrónicas destes átomos.

17.2. Indica o grupo, o período e o bloco a que pertencem na TP.

17.3. Considera os valores de 1ª energia de ionização 9,8x10-19 J e 1,23x10-18 J. Faz a sua correspondência com Y e Z.

17.4. Coloca os átomos por ordem crescente dos seus raios atómicos.

18. O gráfico mostra como varia a Ei na TP para um conjunto de elementos com valores consecutivos de número atómico.

As letras não representam símbolos químicos e A possui o menor valor de número atómico.

18.1. Indica os elementos que são metais alcalinos.

18.2. Indica os elementos que são gases nobres.

18.3. Seleciona a afirmação correta:

(A) O raio iónico de A+ é inferior ao raio iónico de B2+.

(B) O raio atómico de A é superior ao raio iónico de A+.

(C) O raio atómico de G é superior ao raio atómico de F.

(D) O elemento que tem maior raio atómico é o H.

Energia ionização (kJmol-1)

Elemento 1ª 2ª 3ª 4ª I 496 4563 6913 9541 II 738 1450 7731 10545 III 418 3069 4600 5879 IV 1681 3375 6045 8418

Energia ionização (kJmol-1)

Elemento E1 E2 E3 E4 A 118,5 1091 1652 2280 B 138,0 434,1 655,9 2767 C 176,3 346,6 1848 2521





19. Na figura está representada a variação da energia de primeira ionização com o nº atómico.

19.1. Analisa o gráfico e estabelece a tendência geral de variação da 1ª

energia de ionização ao longo do grupo e ao longo do período.

19.2. Traça uma linha imaginária paralela ao eixo das abcissas e que separe

os elementos metálicos dos não metálicos.

19.2.1. Indica que grupos ficaram na zona situada acima da linha.

19.2.2. Dá uma explicação para o facto de os elementos do grupo superior

apresentarem valores de energia de 1ª ionização superiores aos do

outro grupo.

20. Explique, com base nas configurações eletrónicas dos átomos de carbono e de oxigénio no estado fundamental, porque

é que o raio atómico do carbono é maior do que o raio atómico do oxigénio. Apresente num texto a explicação solicitada

(2017, 1ª fase).

21. Qual é o elemento do 2º período da tabela periódica cujos átomos, no estado fundamental, apresentam menor raio

atómico? (2017, 2ª fase).

22. O ião fluoreto (F-), e o ião sódio (Na+), são partículas que, no estado fundamental apresentam a mesma configuração

eletrónica. Prevê, justificando, a que deverá apresentar maior raio.

23. O 9F ao captar um eletrão, adquire uma configuração eletrónica estável igual à do gás nobre 10Ne.

23.1. Que nome se atribui às espécies referidas, com base no seu nº de eletrões.

23.2. Compara o raio do ião fluoreto com o raio do átomo que lhe deu origem.

23.3. Seleciona a opção que apresenta as espécies 9F-; 10Ne; 11Na+, por ordem crescente de raio.

(A) 11Na+<10Ne< 9F-

(B) 10Ne< 9F-<11Na+

(C) 9F-<11Na+<10Ne

(D) 11Na+< 9F-<10Ne

24. Considera as configurações eletrónicas no estado fundamental dos átomos dos elementos P- [Ne] 3s1; Q- 1s22s22p5; R-

1s22s22p63s2; e S- [Ar] 4s1.

24.1. Uma orbital atómica com dois lóbulos, do segundo nível de energia, à qual corresponde uma orientação espacial

segundo o eixo dos yy, pode ser representada por:

(A) 2sy (B) 2py (C) d2y (D) p2y

24.2. Os elementos P e R são elementos consecutivos do 3º período da TP. Seleciona a opção que completa corretamente a

frase: “O raio atómico de P é … que o raio atómico de R, dado o … da carga nuclear ao longo do período”.

(A) Superior … aumento.

(B) Inferior … decréscimo.

(C) Superior … decréscimo.

(D) Inferior … aumento.

24.3. Apresenta as configurações eletrónicas de Q- e R2+.

24.4. Seleciona a alternativa que corresponde à fórmula química do composto constituído pelos iões da alínea anterior.

(A) R2Q

(B) RQ2

(C) R2Q3

(D) R3Q2





24.5. Tendo em conta a posição dos elementos P e S na TP, seleciona a opção que completa corretamente a

frase seguinte: “Os elementos P e S apresentam comportamento químico semelhante, porque:

(A) Pertencem ao mesmo período da TP.

(B) Apresentam valores muito baixos de energia de ionização.

(C) Apresentam o mesmo nº de eletrões de valência.

(D) Apresentam valores muito semelhantes de raio atómico.

25. O lítio e o potássio são elementos do grupo 1 da tabela periódica (2016, 2ª fase).

25.1. A energia de ionização do lítio é 519 kJmol-1. Transcreva e complete o esquema seguinte de modo a obter

uma equação química que traduza a ionização de uma mol de átomos de lítio, no estado fundamental,

isolados e em fase gasosa, quando lhes é fornecida uma energia de 519 kJ

Li(g) → _____ + _____

25.2. Explique, com base nas configurações eletrónicas dos respetivos átomos no estado fundamental, porque

é que o potássio reage mais vigorosamente com a água do que o lítio.

26. A energia de ionização de um átomo de cloro, isolado e em fase gasosa, é a energia de remoção mínima

necessária para, a partir do átomo no estado fundamental, se formar um determinado ião. Escreva a

fórmula química desse ião. (2015, 1ª fase).

27. Considera o gráfico da figura que pretende representar a variação de uma propriedade periódica ao

longo da TP.

27.1. Indica, justificando convenientemente, a que

propriedade periódica se refere o gráfico.

27.2. Considera os elementos 12Mg e 11Na.

27.2.1. Justifica a localização dos elementos na TP

tendo por base as suas configurações

eletrónicas.

27.2.2. Compara os seus raios atómicos.

27.2.3. Seleciona a opção que contém os termos

que completam corretamente a seguinte

frase: “O magnésio tende a originar iões

____, enquanto o sódio adquire configuração eletrónica quimicamente mais estável transformando-se num ião ____.

(A) … dipositivos … monopositivo.

(B) … monopositivos … dipositivo.

(C) … monopositivos … monopositivo.

(D) … dipositivos … dipositivo.

28. Explique porque é que um átomo de carbono apresenta menor energia de ionização do que o átomo de nitrogénio.

Tenha em consideração as configurações eletrónicas desses átomos no estado fundamental (2015, 2ª fase).





29. O ião SCN- é constituído por enxofre, carbono e nitrogénio (2019, 2ª fase).

29.1. Os átomos de carbono e de enxofre, no estado fundamental, têm _____ número de orbitais de valência totalmente

preenchidas e _____ número de eletrões desemparelhados.

(A) o mesmo ... o mesmo

(B) o mesmo ... diferente

(C) diferente ... diferente

(D) diferente ... o mesmo

29.2. Considere que as energias necessárias para remover um eletrão das orbitais 2p dos átomos de carbono e de

nitrogénio, no estado fundamental, são EC e EN, respetivamente. A energia EC será _____ do que a energia EN, sendo

a energia dos eletrões das orbitais 2p _____ no átomo de carbono.

(A) menor ... maior

(B) maior ... menor

(C) menor ... menor

(D) maior ... maior





Soluções

1. Lavoisier (B); Dobereiner (A); Newlands (D); Mendeleev (C); TP atual E.

2. Mendeleev (C); Newlands (E); Dobereiner (D); Chancourtois (A); Moseley (B)

3. B

4. C

5. D

6. B e G; H; F; C ou D; C; H; B e C; E; C e D; Nenhum; A, B e G; A e B; I e J; B e G; E e F; C; B; C ou D; B; I.

7. B e F

8. Os eletrões dos elementos do mesmo período encontram-se distribuídos pelo mesmo nº de níveis eletrónicos.

Assim, é a carga nuclear a principal causa da variabilidade do raio atómico. Ao longo do período, em virtude do

aumento de Z, aumenta a carga nuclear, pelo que é maior a atração núcleo – eletrões, diminuindo o raio atómico.

É o néon.

9. B; (parecida com a 8).

10. C

11. A

12. A energia de ionização diminui ao longo do grupo porque, sendo o efeito predominante o aumento do nº de níveis

de energia, aumenta a distância média dos eletrões de valência ao núcleo. São, por isso, menos atraídos e,

portanto, mais fáceis de extrair. Além disso, ao longo do grupo o nº de eletrões do cerne vai aumentando o que

provoca maior repulsão sobre os eletrões de valência “protegendo-os” da atração do núcleo (efeito de

blindagem).

13. I e III; II (quando a ordem de grandeza da energia de ionização aumenta, o nível de energia passa a ser menor).

14. Os átomos de césio e de potássio estão localizados no mesmo grupo (1º) e, assim, o efeito predominante é o

aumento do nº de níveis de energia, o que faz aumentar a distância média dos eletrões de valência ao núcleo.

São, por isso, menos atraídos e, portanto, mais fáceis de extrair. Além disso ainda existe o efeito de blindagem.

15. Mg; S; O

16. B

17. 1s22s22p4; 1s22s22p63s2; 1s22s22p63s23p64s2; G16, P2, bloco p; G2, P3, bloco s; G2, P4 e bloco s; Y = 1,23x10-18 J;

rX < rY <rZ

18. A e I; H; B

19. Ao longo do período aumenta e ao longo do grupo diminui; últimos grupos da TP; os gases nobres são

reconhecidamente bastante estáveis, o que está de acordo com a variação periódica da energia de ionização.

20. Observando a distribuição eletrónica, podemos observar que são do mesmo período (2º), mas o oxigénio é de

um grupo superior (16º). Uma vez que a carga nuclear do átomo de carbono é inferior, a atração nuclear é menor

pelo que o raio atómico (distância média do núcleo aos eletrões da camada mais afastada) será superior.

21. Néon.

22. As duas partículas apresentam o mesmo nº de eletrões (10) pelo que a sua distribuição eletrónica é a mesma. No

entanto o Na+ apresenta mais 2 protões, pelo que a atração núcleo-eletrões é maior. Assim, o raio de F- será maior.

23. Espécies isoeletrónicas; r (F-) > r (F); A





24. B; A; 1s22s22p6; 1s22s22p6; B; C

25. Li+ (g) + 1 eletrão; Podemos observar, pelas distribuições eletrónicas, que ambos são metais alcalinos (1 eletrão

de valência). No entanto, esse eletrão encontra-se em n=2 no lítio e em n=4 no átomo de potássio. Assim, uma

vez que o e valência, no potássio, está num nível de energia superior, é menos atraído pelo núcleo e é mais

facilmente removido, pelo que a reação será mais vigorosa.

26. Cl+

27. 1ª energia de ionização; Na (G1, P3 e bloco s); Mg (G2, P3 e bloco s); r (Na) > r (Mg); A

28. Resposta tipo utilizando a atração nuclear.

29. D; A

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