Experiências 26 e 27

REAÇÃO DOS METAIS ALCALINOS/ALCALINO-TERROSOS COM A ÁGUA

 

 

*AVISO: colocar apenas um bocado muito pequeno (migalha) pois são muito reativos! Fazer a experiência na presença de um adulto.
 

Metais Alcalinos

Material:
- Sódio;                          - X - ato;
- Potássio;                       - Solução Alcoólica de Fenolftaleína;
- 2 tinas com água;           - Pinça;
- Rolo de de cozinha.

Procedimento:
1- Colocar vária gotas de solução alcoólica de fenolftaleína na tina com água;
2- Cortar um pedaço* de sódio/potássio em cima de um pedaço de papel de rolo de cozinha;
3- Colocar o pedaço de sódio/potássio dentro da tina com água.

(fazer os procedimentos duas vezes: uma para cada metal alcalino)

Conclusões:
- O que acontece quando ocorre o contacto com a água?
- Porque é que a água fica rosa carmim?

Metais Alcalino-Terrosos

Material:
- Cálcio;                               - X - ato;
- Magnésio;                           - Solução Alcoólica de Fenolftaleína;
- Rolo de de cozinha;             - Pinça;
- 2 caixas de petri com água.

Procedimento:
1- Colocar vária gotas de solução alcoólica de fenolftaleína na caixa de petri com água;
2- Cortar um pedaço* de cálcio/magnésio em cima de um pedaço de papel de rolo de cozinha;
3- Colocar o pedaço de cálcio/magnésio dentro da caixa de petri com água.

(fazer os procedimentos duas vezes: uma para cada metal alcalino-terroso)

Conclusões:
- O que acontece quando ocorre o contacto com a água?
- Porque é que a água fica rosa carmim?
 

Organização da Tabela Periódica

Como já disse, a tabela periódica está dividida em diferentes famílias. Nesta publicação vou falar sobre as principais.

GRUPO 1 - METAIS ALCALINOS (ex: sódio e potássio)

Os metais alcalinos são moles, maleáveis, têm brilho metálico (quando a superfície foi recentemente cortada), são bons condutores da corrente elétrica e têm propriedades químicas semelhantes. Quando são colocados em água com solução alcoólica de fenoftaleína dissolvida, a água fica rosa carmim (por ser básico).

Estes átomos transformam-se facilmente em iões monopositivos, pois apenas possuem 1 eletrão de valência.

A sua reatividade aumenta ao longo do grupo: quanto maior for o átomo de um metal alcalino, mais facilmente perde o eletrão de valência, ou seja, é mais reativo; quanto menor for o átomo de um metal alcalino, menos facilmente perde o eletrão de valência, ou seja, é menos reativo.

 

GRUPO 2 - METAIS ALCALINO-TERROSOS (ex:magnésio e cálcio)

Os metais alcalino-terrosos são moles, maleáveis, têm brilho metálico (quando a superfície foi recentemente cortada), são bons condutores do calor e da eletricidade e têm propriedades químicas semelhantes. Quando são colocados em água com solução alcoólica de fenoftaleína dissolvida, a água fica rosa carmim (por ser básico).
 

Estes átomos transformam-se facilmente em iões dipositivos, pois possuem 2 eletrões de valência.
 

 A sua reatividade aumenta ao longo do grupo: quanto maior for o átomo de um metal alcalino-terroso, mais facilmente perde o eletrão de valência, ou seja, é mais reativo; quanto menor for o átomo de um metal alcalino-terroso, menos facilmente perde o eletrão de valência, ou seja, é menos reativo.

GRUPO 17 - HALOGÉNEOS (ex: flúor e iodo)

Os halogéneos são substãncias elementares formadas por moléculas diatómicas (têm tendência a ligar-se). Têm aspetos muito diferentes, têm propriedades semelhantes e dissolvem-se melhor em solventes orgânicos.

Estas substâncias transformam-se facilmente em iões mononegativos, pois possuem 7 eletrões de valência.

A sua reatividade diminui ao longo do grupo: quanto maior for o átomo de um halogéneo, menos facilmente ganha o eletrão, ou seja, é menos reativo; quanto menor for o átomo de um halogéneo, mais facilmente ganhar o eletrão, ou seja, é mais reativo.

GRUPO 18 - GASES NOBRES (ex: hélio e néon)


Os gases nobres são substâncias elementares gasosas (à temperatura ambiente). Muitas dessas substâncias têm grande aplicabilidade.

As substâncias deste grupo não têm praticamente reatividade (são estáveis), pois não têm eletrões de valência, ou seja, têm o último nível de energia completo.

 

LANTANÍDEOS

Os lantanídeos são os elementos químicos que têm propriedades químicas semelhantes ao lântanio (La).

 

ACTINÍDEOS

Os actinídeos são os elementos químicos que têm propriedades químicas semelhantes ao actínio (Ac).

Tabela Periódica

Atualmente a Tabela Periódica é constituída por 118 elementos (90 naturais e 18 artificiais) e estão organizados por ordem crescente do seu número atómico e de acordo com as suas propriedades semelhantes.

A tabela periódica é formada por 18 grupos (colunas) e 7 períodos (linhas).

Nº DO GRUPO (unidades) --> Nº de Eletrões de Valência (ex: 01, 02, 17 e 18)
Nº DO PERÍODO --> Nº de Níveis de Energia com Eletrão

Os seus elementos estão divididos em diferentes famílias:

- Grupo 1 - Metais Alcalinos;

- Grupo 2 - Metais Alcalino-Terrosos;

- Grupo 17 - Halogéneos;

- Grupo 18 - Gases Nobres;

- Lantanídeos;

- Actinídeos;

- Metais, semi-metais e não-metais.

O hidrogénio é uma caso especial, pois comporta-se como elemento metálico e como elemento não-metálico.

Também estão divididos em grupos segundo o nº de eletrões que libertam:
- Elementos Representativos (grupos 1, 2,13, 14, 15, 16, 17 e 18);
- Elementos de Transição (grupos 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 e 12);
- Elementos de Transição Interna (Lantanídeos e Actinídeos).

Tabela Periódica Interativa:
http://www.ptable.com/?lang=pt#Writeup/Wikipedia

Formação de Iões

A tendência de qualquer átomo é ficar com o último nível de energia totalmente preenchido, ou seja, 2 eletrões (se for o 1ºnível) ou 8 eletrões (os restantes níveis).
Quando não tem o último nível totalmente preenchido ou ganha ou perde, no máximo 3 eletrões. Ao fazer-se isto formam-se iões (partículas com carga elétrica que derivam de um átomo ou de um conjunto de átomos). 

EXEMPLOS:

               perde 2 eletrões
     12Mg ------------------------> 12Mg2+
     2 - 8 - 2                              2 - 8
 12 protões                       12 protões
 12 eletrões                      10 eletrões

               ganha 2 eletrões
     17Cl ------------------------> 17Cl-
     2 - 8 - 7                           2 - 8 - 8
 17 protões                       17 protões
 17 eletrões                      18 eletrões

Distribuição Eletrónica

A distribuição eletrónica é a distribuição dos eletrões (de um elemento químico) por níveis de energia (n). A distribuição começa pelo nível de energia mais baixo (nº1) e segue pelos níveis seguintes. Para se saber o nº máximo de eletrões que cada nível pode ter usa-se a seguinte expressão:

 

  ⇨ 2n² 

      

 

O último nível de energia caso não chegue ao seu máximo só pode ter 8 eletrões, ou seja, os eletrões têm de passar de nível para nível de 8 em 8.

 

Como se representa a distribuição eletrónica?

Escreve-se o nº de eletrões de cada um dos níveis de energia separados por um traço ou por um ponto e vírgula.

 

EXEMPLOS:

7N: 2 - 5      11Na: 2 ; 8 ; 1     18Ar: 2 - 8 - 8      19K: 2 ; 8 ; 8 ; 1

 

Os eletrões que se encontram no último nível de energia chamam-se ELETRÕES DE VALÊNCIA ----> 12Mg: 2 - 8 - 2 .
 

Massa Atómica Relativa

A massa é uma propriedade geral da matéria. A matéria é constituída por átomos, que têm massa. Estes átomos são muitíssimo pequenos, ou seja, quando a escrevemos fica, por exemplo, assim: 0,000 000 000 000 000 000 000 026 56 g. Como o número ficava demasiado grande, os químicos decidiram que para se exprimir a massa de um átomo tinha que se compará-la com um padrão: o átomo mais leve --> HIDROGÉNIO (H) - 1 massa unitária.

 Como multiplicar a massa atómica relativa (Ar) ? 
Faz-se uma fração: em cima, multiplica-se o número de massa de dois ou mais isótopos de um elemento químico pela sua abundância na Natureza e em baixo, divide-se por 100.

Exemplo: (com o elemento químico prata - Ag)

nº de massa dos isótopos 107 e 109

abundância na Natureza: 51,8 e 48,2

Ar (Ag) = 107 x 51,8 + 109 x 48,2 = 107,9(64)
                           100

O resultado significa que a massa da Prata é 107,9 vezes superior à massa do Hidrogénio (padrão).

A massa atómica relativa de um elemento químico natural não é um número inteiro porque é uma média ponderada que tem em conta os vários isótopos e a abundância do elemento na Natureza.

Isótopos

Os isótopos são átomos com o mesmo número atómico (mesmo nº de protões) mas com número de massa diferente, ou seja, com diferente número de neutrões.

- O que têm em comum os três átomos?
Têm o mesmo nº de protões, ou seja, o mesmo nº atómico.

- O que têm de diferente os três átomos?
Têm diferente nº de neutrões, ou seja, o nº de massa também é diferente
(A = Z + N).

Representação dos isótopos (nuclido e escrita):







Hidrogénio - 1   Hidrogénio - 2   Hidrogénio - 3

Estrutura Atómica

REVISÃO:

- O átomo é constituído pelo núcleo (zona central) e pela nuvem eletrónica (zona à volta do núcleo).

- No núcleo encontram-se os protões (carga positiva) e os neutrões (carga neutra). Na nuvem eletrónica encontram-se os eletrões (carga negativa).

- A zona onde é maior a probabilidade de encontrar eletrões é junto ao núcleo, ou seja, à medida que nos afastamos do núcleo menor é a probabilidade de encontrar eletrões.

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Todos os átomos têm um número atómico (Z) e um número de massa (A).

- O número atómico (Z) equivale ao número de protões que um elemento tem. O número atómico caracteriza o elemento químico, ou seja, os átomos do mesmo tipo têm o mesmo número de protões.

Ex: todos os átomos de flúor têm 9 protões, ou seja, o número atómico do elemento químico flúor é 9.

- O número de massa (A) de um elemento químico é a soma dos protões com os neutrões.

A = Z + N , pois o nº de protões é igual ao nº atómico

(nº de massa = nº atómico + nº de neutrões)

Ex: um elemento químico tem 3 protões e 3 neutrões, ou seja, o seu número de massa é 6.

- Chama-se nuclido à representação de qualquer átomo:

X - símbolo do elemento químico

Z - número atómico

A - número de massa