Propriedades periódicas

Juliana Soares Grijó

Escola Olímpica de Química - EOQ

• Primeiras tentativas de organizar os elementos de acordo com periodicidade de propriedades físicas:

MendeleevLothar Meyer

Raio atômico

• Definição: metade da distância internuclear entre dois átomos

• Metais – considera-se o estado sólido

• Ametais – átomos ligados por uma ligação química

• Em um mesmo grupo, o raio atômico aumenta pois os elétrons mais externos ocupam camadas mais distantes do núcleo

• Em um mesmo período, o raio atômico diminui pois a carga nuclear sentida pelo elétron mais externo aumenta maissignificativamente que a carga eletrônica

Ahn? Como assim???

Carga nuclear efetiva (Zeff)

• Carga nuclear efetiva é a carga sofrida por um elétron em um átomo ou íon polieletrônico

• Os elétrons mais externos são atraídos pelo núcleo, porém repelidos pelos elétrons das camadas mais internas (blindagem eletrônica)

• A carga nuclear efetiva pode ser estimada:

Zeff = Z – S

onde Z – carga nuclear e S é um fator de

blindagem dos elétrons mais internos

Note que elétrons mais internos nem sempre blindam os mais externos com um fator 1. Isso acontece pois, devido à natureza ondulatória do elétron, existe uma probabilidade não nula de o elétron em um nível mais interno ser encontrado a uma distância maior do núcleo do que o elétron em um nível mais externo.

Raio iônico

• Cátions estáveis: diminuição do número de elétrons, aumento da carga nuclear efetiva e, geralmente, diminuição do número de camadas →rcátion < rátomo

• Analogamente, para ânions → rânion > rátomo

• Importante! Saber avaliar a tendência em uma série isoeletrônica

Energia de ionização

• Definição: energia necessária para retirar o elétron mais externo de um átomo no estado gasoso

Pode ser expressa em elétron-volts (eV) ou joules por mol (J/mol)

X(g) → X+(g) + e- E necessária = E ionização

• A tendência de variação de energia de ionização é oposta à do raio atômico

• De maneira geral, quanto mais próximo um elétron está do núcleo, mais energia será necessária para retirá-lo

Como justificar essas anormalidades??

Como saber o grupo de um elemento através da sua energia de ionização?

Afinidade eletrônica

• Definição: é a energia liberada quando um elétron é ligado a um átomo no estado gasoso

• Cuidado!!! Afinidades eletrônicas negativas querem dizer que foi necessário absorver energia o para o elétron ligar-se ao átomo

• A tendência geral de variação é a mesma da energia de ionização

• Alguns fatos interessantes:

– A maior afinidade eletrônica é do cloro, não do flúor

– Todos os gases nobres têm eletroafinidade negativa

– A formação do O2- tem eletroafinidade negativa (processo endotérmico), apesar do oxigênio formar esse íon em compostos iônicos

Exercício: explicar esses fatos interessantes!

Eletronegatividade

• É a uma medida da tendência que um átomo tem de atrair os elétrons em uma ligação química

• Por esse motivo, não definimos eletronegatividade para gases nobres, já que normalmente eles não fazem ligações

• Para Mulliken:En = EI + AE/544

Inconveniente: os valores de afinidade eletrônica são conhecidos para poucos elementos

• Para Pauling:Em = 0,18*√∆

Onde ∆ = Energia real ligação – Energia ligação 100% covalente

• Assim entendemos porque a variação da eletronegatividade é a mesma da energia de ionização