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PROPRIEDADE PERIÓDICA DOS ELEMENTOS.

TAMANHOS DE ÁTOMOS E ÍONS

CARGA NUCLEAR EFETIVA

O DESENVOLVIMENTO DA TABELA PERIÓDICA

AFINIDADES ELETRÔNICAS

ENERGIA DE IONIZAÇÃO

METAIS, NÃO METAIS E METALÓIDES

TENDENCIA DE GRUPOS PARA OS NÃO METAIS

TENDENCIA DE GRUPOS PARA OS METAIS ATIVOS

A tabela periódica é a mais importante ferramenta que os quími-

cos utilizam para organizar e lembrar fatos químicos. Como vimos no Capítulo 6, a tabela periódica surge a partir de padrões periódicos nas configurações eletrônicas dos elementos. Os elementos em uma mesma coluna contêm o mesmo número de elétrons em seus orbitais do nível mais externo, ou orbitais de valência. Por exemplo, o O ([He]2s'2p*) e o S ([Ne]3s"3p*) são ambos mem-

bros do grupo 6A; a similaridade na ocupação de seus orbitais de valências e p levam a similaridades de propriedades.

Entretanto, quando comparamos O e S, é evidente que eles exibem diferenças também (Figura 7.1). Uma das principais diferenças entre os elementos é a configuração eletrônica: os elétrons mais externos de O estão no segundo nível, enquanto os de S estão no terceiro. Veremos que as configurações eletrônicas podem ser usadas para explicar as diferenças, bem como as similaridades nas propriedades dos elementos.

Neste capítulo, exploraremos como determinadas propriedades dos ele-. mentos variam à medida que nos movemos através de uma linha (período) ou para baixo, em uma coluna (família) da tabela periódica. Em muitos casos, as tendências dentro de uma linha ou coluna formam padrões que nos permitem determinar propriedades físicas e químicas.

A descoberta de novos elementos químicos tem sido um processo de avanços desde os tempos da Antiguidade (Figura 7.2). Determinados elementos, como o ouro, aparecem na natureza na forma elementar e foram descobertos milhares de anos atrás. Em contraste, alguns elementos são radioativos e intrinsecamente instáveis. Viemos conhecê-los apenas com a tecnologia do século XX.

Para entender as propriedades dos átomos, devemos estar familiarizados não apenas com as configurações eletrônicas, mas também com a intensidade da força de atração entre o núcleo e os elétrons mais externos. A lei de Coulomb de atração indica que a força da atração entre as duas cargas elétricas depende da magnitude das cargas e da distância entre elas.

Uma das propriedades mais importantes de um átomo ou ion é o tamanho. Geralmente pensamos em átomos e íons como objetos esféricos e duros. Entretanto, de acordo com o modelo da mecânica quântica, os átomos e os íons não têm limites pontuais definidos nos quais a distribuição eletrônica torna-se zero. ano (Seção 6.5) As bordas dos átomos e íons são, portanto, bastante 'vagas'. Não obstante, podemos definir seus respectivos tamanhos de várias maneiras com base nas distâncias entre os átomos em várias situações.

A facilidade com que os elétrons podem ser removidos de um átomo é um indicador importante do comportamento químico dele. A energia de ionização

dias

de um átomo ou ion é a mínima necessária para remover um elétron de um átomo ou íon gasoso isolado em seu estado fundamental.

A energia de ionização mede a energia associada com a remoção de elétrons de um átomo para formar íons car regados positivamente. Por exemplo, a primeira energia de ionização do CI(g), 1.251 kJ/mol, é a variação de ener gia associada com o seguinte processo

Os conceitos de raios atômicos, energias de ionização e afinidades eletrônicas são propriedades de átomos individuais. Com a exceção dos gases nobres, entretanto, nenhum dos elementos existe na natureza como átomo indi vidual.

Abordagem de tamanho atômico, energia de ionização, afinidade eletrônica e caráter metálico fornece algumas noções do modo como a tabela periódica pode ser usada para organizar e lembrar fatos.

O hidrogênio, o primeiro elemento da tabela periódica, tem configuração eletrônica Is' e é, geralmente, colocado acima dos metais alcalinos. Entretanto,

ele não pertence verdadeiramente a nenhum grupo em particular. Diferente mente dos metais alcalinos, o hidrogênio é um não-metal encontrado na natureza como um gás diatômico incolor, H.(g), sob muitas condições.