Propriedades Periódicas: Carga Nuclear, Tamanho Átomos e Iões, Energia Ionização, Notas de estudo de Energia

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Propriedade periódica dos

elementos

Carga nuclear efetiva

• A carga nuclear efetiva é a carga sofrida por um elétron em um átomo polieletrônico.
• A carga nuclear efetiva não é igual à carga no núcleo devido ao efeito dos elétrons internos.

O desenvolvimento

da tabela periódica

Zef = Z - S

• Considere uma molécula diatômica simples.
• A distância entre os dois núcleos é denominada distância de ligação.
• Se os dois átomos que formam a molécula são os mesmos, metade da distância de ligação é denominada raio covalente do átomo.

Tamanho dos átomos e dos íons

Tendências periódicas nos raios atômicos

• À medida que o número quântico principal aumenta (ex., descemos em um grupo), a distância do elétron mais externo ao núcleo aumenta. Consequentemente, o raio atômico aumenta.

Tamanho dos átomos e dos íons

Tendências nos tamanhos dos íons

• O tamanho do íon é a distância entre os íons em um composto iônico.
• O tamanho do íon também depende da carga nuclear, do número de elétrons e dos orbitais que contenham os elétrons de valência.
• Os cátions deixam vago o orbital mais volumoso e são menores do que os átomos que lhes dão origem.
• Os ânions adicionam elétrons ao orbital mais volumoso e são maiores do que os átomos que lhe dão origem.

Tamanho dos átomos e dos íons

Tendências dos tamanhos dos íons

• Todos os membros de uma série isoeletrônica têm o mesmo número de elétrons.

O (Z = 8): 1s^2 2s^2 2p^4 O^2 -^ (Z = 8): 1s^2 2s^2 2p^6

F (Z = 9): 1s^2 2s^2 2p^5 F-^ (Z = 9): 1s^2 2s^2 2p^6

Na (Z = 11): 1s^2 2s^2 2p^6 3s^1 Na+^ (Z = 11): 1s^2 2s^2 2p^6

• Quando a carga nuclear (Z) aumenta em uma série isoeletrônica, os

íons tornam-se menores :

O2-^ > F-^ > Na+^ > Mg2+^ > Al3+

Z = 8 9 11 12 13

Tamanho dos átomos e dos íons

+2 e - +1 e -

-1 e -

• A energia de ionização, I , é a quantidade de energia necessária para remover um elétron de um átomo gasoso: Ex.: H( g )  H+( g ) + e-.

Energia de ionização

---

• Quanto maior a dificuldade para se remover o elétron, maior é a energia de ionização.

Energia de ionização

Tendências periódicas nas

primeiras energias de ionização

• A energia de ionização diminui à medida que descemos em um grupo.
• Isso significa que o elétron mais externo é mais facilmente removido ao descermos em um grupo.
• À medida que o átomo aumenta, torna-se mais fácil remover um elétron do orbital mais volumoso.

Energia de ionização

Variações nas energias de

ionização sucessivas

• Há um acentuado aumento na energia de ionização quando um elétron mais interno é removido.

Energia de ionização

Variações nas energias de

ionização sucessivas

• Há um acentuado aumento na energia de ionização quando um elétron mais interno é removido.

Energia de ionização

2 s^2 2 p^1

2 s^2 2 p^4

N

O

Be B

Tendências periódicas nas

primeiras energias de ionização

Os elétrons s têm maior penetração no átomo do que os elétrons p.

Energia de ionização