Propriedades Periódicas

As propriedades periódicas dos elementos químicos são as características que eles possuem.

Note que os elementos químicos da tabela periódica tem um local específico que varia de acordo com as propriedades periódicas que apresentam. Eles estão ordenados por ordem crescente de número atômico.

Segundo a Lei de Moseley:

“Muitas propriedades físicas e químicas dos elementos variam periodicamente na sequência do números atômicos dos elementos.”

Principais Propriedades Periódicas

Raio Atômico

Relacionada com o tamanho dos átomos, essa propriedade é definida pela distância entre os centros dos núcleos de dois átomos do mesmo elemento.

Sendo assim, o raio atômico corresponde à metade da distância entre os núcleos de dois átomos vizinhos, sendo expresso da seguinte maneira:

r = d/2

Onde:

r: raio
d: distância internuclear

Ele é medido em picômetros (pm). Essa medida é um submúltiplo do metro:

1 pm = 10-12 m

Na tabela periódica, o raio atômico aumenta de cima para baixo na posição vertical. Já na horizontal, eles aumentam da direita para esquerda.

Variação do Raio Atômico

O elemento químico que possui maior raio atômico é o Césio (Cs).

Volume Atômico

Essa propriedade periódica indica o volume ocupado por 1 mol do elemento no estado sólido.

Vale notar que o volume atômico não é o volume de 1 átomo, mas um conjunto de 6,02 . 1023 átomos (valor de 1 mol)

O volume atômico de um átomo é definido não somente pelo volume de cada átomo, mas também o espaçamento que existe entre esses átomos.

Na tabela periódica, os valores do volume atômico aumentam de cima para baixo (vertical) e do centro para as extremidades (horizontal).

Variação do Volume Atômico

Para calcular o volume atômico, utiliza-se a seguinte fórmula:

V = m/d

Onde:

V: volume atômico
m: massa de 6,02 . 1023 átomos do elemento
d: densidade do elemento no estado sólido

Densidade Absoluta

A densidade absoluta, também chamada de “massa específica”, é uma propriedade periódica que determina a relação entre a massa (m) de uma substância e o volume (v) ocupado por essa massa.

Ela é calculada pela seguinte fórmula:

d = m/v

Onde:

d: densidade
m: massa
v: volume

Na tabela periódica, os valores das densidades aumentam de cima para baixo (vertical) e das extremidades para o centro (horizontal).

Variação da Densidade Absoluta

Assim, os elementos mais densos estão no centro e na parte inferior da tabela:

Ósmio (Os): d= 22,5 g/cm3
Irídio (Ir): d = 22,4 g/cm3

Ponto de Fusão e Ponto de Ebulição

Outra importante propriedade periódica está relacionada com as temperaturas nas quais os elementos entram em fusão e ebulição.

O Ponto de Fusão (PF) é a temperatura onde a matéria passa da fase sólida para a fase líquida. Já o Ponto de Ebulição (PE) é a temperatura onde a matéria passa da fase líquida para a gasosa.

Na tabela periódica, os valores de PF e de PE variam segundo os lados que estão posicionados na tabela.

No sentido vertical e no lado esquerdo da tabela, eles aumentam de baixo para cima. Já do lado direito, eles aumentam de cima para baixo. No sentido horizontal, eles aumentam das extremidades para o centro.

Variação do Ponto de Fusão e Ebulição

Afinidade Eletrônica

Também chamada de “eletroafinidade”, trata-se da energia mínima necessária de um elemento químico com o intuito da retirada de um elétron de um ânion.

Ou seja, a afinidade eletrônica indica a quantidade de energia liberada no momento em que um elétron é recebido por um átomo.

Observe que esse átomo instável se encontra sozinho e no estado gasoso. Com essa propriedade, ele adquire estabilidade quando recebe o elétron.

Em contraposição ao raio atômico, a eletroafinidade dos elementos da tabela periódica cresce da esquerda para a direita, na horizontal. Já no sentido vertical, ele aumenta de baixo para cima.

Variação da Afinidade Eletrônica

O elemento químico que possui maior afinidade eletrônica é o Cloro (Cl), com o valor de 349 KJ/mol.

Energia de Ionização

Também chamado de “potencial de ionização”, essa propriedade é contrária à de afinidade eletrônica.

Trata-se da energia mínima necessária de um elemento químico com o intuito de retirar um elétron de um átomo neutro.

Desse modo, essa propriedade periódica indica qual a energia necessária para transferir o elétron de um átomo em estado fundamental.

O chamado “estado fundamental de um átomo” significa que o seu número de prótons é igual ao seu número de elétrons (p+ = e-).

Com isso, após a retirada de um elétron do átomo, ele é ionizado. Ou seja, ele fica com mais prótons do que elétrons, e, portanto, se torna um cátion.

Na tabela periódica, a energia de ionização é contrária à do raio atômico. Assim, ela aumenta da esquerda para a direita e de baixo para cima.

Variação da Energia de Ionização

Os elementos que possuem maior potencial de ionização são o Flúor (F) e o Cloro (Cl).

Eletronegatividade

Propriedade dos átomos dos elementos os quais possuem tendências em receber elétrons numa ligação química.

Ela ocorre nas ligações covalentes no momento do compartilhamento de pares de elétrons. Ao receber elétrons, os átomos ficam com uma carga negativa (ânion).

Lembre-se que esta é considerada a propriedade mais importante da tabela periódica. Isso porque a eletronegatividade induz o comportamento dos átomos, a partir do qual são formadas as moléculas.

Na tabela periódica, a eletronegatividade aumenta da esquerda para a direita (no sentido horizontal) e de baixo para cima (no sentido vertical)

Variação da Eletronegatividade

Sendo assim, o elemento mais eletronegativo da tabela periódica é o Flúor (F). Por outro lado, o Césio (Cs) e Frâncio (Fr) são os elementos menos eletronegativos.

Eletropositividade

Ao contrário da eletronegatividade, essa propriedade dos átomos dos elementos indica as tendências em perder (ou ceder) elétrons numa ligação química.

Ao perder elétrons, os átomos dos elementos ficam com uma carga positiva, formando assim, um cátion.

No mesmo sentido do raio atômico e contrário a eletronegatividade, na tabela periódica a eletropositividade aumenta da direita para a esquerda (horizontal) e de cima para baixo (vertical).

Variação da Eletropositividade

Os elementos químicos de maior eletropositividade são os metais, e por isso, essa propriedade é também denominada de “caráter metálico”. O elemento mais eletropositivo é o Frâncio (Fr) com tendência máxima à oxidação.

Atenção!

Os “gases nobres” são elementos inertes, pois não realizam ligações químicas e dificilmente doam ou recebem elétrons. Além disso, eles possuem dificuldades em reagir com outros elementos.

Sendo assim, a eletronegatividade e eletropositividade desses elementos não são consideradas.

Leia também:

• Ligações Químicas
• História da Tabela Periódica
• Famílias da Tabela Periódica

Propriedades Aperiódicas

Além das propriedades periódicas, temos as aperiódicas. Nesse caso, os valores aumentam ou diminuem com o número atômico dos elementos.

Recebem esse nome, pois não obedecem à posição na tabela periódica como as periódicas. Ou seja, elas não se repetem em períodos regulares.

As principais propriedades aperiódicas são:

• Massa Atômica: essa propriedade aumenta conforme o aumento do número atômico.
• Calor Específico: essa propriedade diminui com o aumento do número atômico. Lembre-se que o calor específico é a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de 1 °C de 1g do elemento.

Moléculas Polares e Apolares

Molécula é um grupamento estável de dois ou mais átomos, iguais ou diferentes, unidos através de ligações covalentes.

Compostos moleculares são classificados de acordo com a polaridade.

• Moléculas Apolares: não existe diferença de eletronegatividade entre os átomos.
• Moléculas Polares: existe diferença de eletronegatividade entre os átomos, apresentando um polo positivo e outro polo negativo.

Quando a molécula é formada por mais de um elemento químico, o número de nuvens eletrônicas e ligantes ao átomo central determina a polaridade.

Moléculas apolares

As moléculas tem seus átomos unidos por ligações covalentes, ou seja, há o compartilhamento de elétrons.

Eletronegatividade é a capacidade que um átomo tem de atrair para si os elétrons em uma ligação, formando polos na molécula.

O átomo que atrai os elétrons se torna o polo negativo, pelo acúmulo de carga negativa, e o outro átomo se torna o polo positivo.

Quando uma molécula é formada por átomos de um único elemento químico, não há diferença de eletronegatividade e a molécula é apolar.

Moléculas apolares: O2 e N2

As moléculas de substâncias simples, como O2 e N2, são formadas por átomos do mesmo elemento; já as moléculas de substâncias compostas possuem pelo menos dois elementos diferentes.

Moléculas apolares: CO2 e BeH2

As moléculas CO2 e BeH2 também são apolares devido à geometria. Como ambas possuem geometria linear, os átomos das extremidades, oxigênio e hidrogênio, atraem os elétrons da ligação para si, pois são mais eletronegativos.

A atração do átomo da esquerda é contrabalanceada pela atração do átomo da direita. Como as ligação são iguais, ou seja, possuem mesma intensidade, mas direções diferentes, as moléculas não formam polos.

Veja também: Polaridade das moléculas

Moléculas polares

Quando uma molécula é formada por átomos diferentes há diferença de eletronegatividade, mas é a geometria da molécula que determina se a mesma será polar ou apolar.

Moléculas polares: H2O e NH3

Nos dois exemplos, vemos que os átomos centrais, oxigênio e nitrogênio, possuem pares de elétrons desemparelhados que formam nuvens eletrônicas.

Como há mais nuvens eletrônicas ao redor do átomo central do que átomos iguais ligados a ele, a molécula é polar.

Com a formação de uma nuvem eletrônica, a molécula assume uma estrutura que melhor acomoda os átomos e, por isso, a geometria da água é angular e da amônia piramidal.

Geometria Molecular

A geometria molecular é a forma que demonstra como os átomos se dispõem numa molécula.

O assunto começou a ser explorado partir da década de 50. Isso aconteceu quando o químico inglês Ronald James Gillespie (1924-) e o químico australiano Ronald Sydney Nyholm (1917-1971) descreveram o arranjo espacial dos átomos.

Teoria da Repulsão dos Pares Eletrônicos de Valência (TRPEV)

Os pares eletrônicos correspondem aos pares de elétrons que participam das ligações químicas.

Assim, a Teoria ou Modelo de Repulsão de Pares de Elétrons no Nível de Valência (VSEPR) é muito importante para a geometria da molécula.

Isso porque os pares eletrônicos da camada de valência (última camada eletrônica) do átomo central formam as chamadas “nuvens eletrônicas”, as quais possuem a propriedade de se repelirem.

No entanto, a força de repulsão existente entre os átomos é pequena e por isso, incapaz de desfazer as ligações químicas das moléculas. Assim, os ângulos formados pela repulsão das nuvens eletrônicas, conferem um tipo de geometria da molécula.

Veja também: Polaridade das moléculas

Tipos de Geometria Molecular

A geometria da molécula, dependendo dos átomos que a compõem, assume diversas formas geométricas. As mais importantes são linear, angular, trigonal plana, piramidal e tetraédrica.

• Linear: formada por molécula diatômicas ou biatômicas (2 atómos) com ângulos de 180°, por exemplo, HCl, BeF2, CO2, C2H2, BeH2, XeF2.
• Angular: formada por três ou quatro nuvens na camada eletrônica, com ângulos menores que 120º, por exemplo, H2O, O3, SO2, SF2.
• Triangular Plana ou Triangular: formada por três nuvens na camada de valência com ângulo de 120 º, por exemplo, COCl2, H2CO3, SO3, NO3-, BF3, BH3.
• Piramidal Trigonal: formada por quatro nuvens eletrônicas e três ligações químicas, os ângulos da molécula são menores que 109,5º, por exemplo, NH3, ClO3-, PCl3 H3O.
• Tetraédrica: formada por quatro nuvens eletrônicas e quatro ligações químicas, os ângulos da molécula são de 109,5º, por exemplo, NH4, CH4, BF4-, CH4, CH3Cl.
  

Propriedades da Matéria

Matéria é tudo o que tem massa e ocupa lugar no espaço.

As propriedades da matéria são as características físicas ou químicas que nela existem e servem para diferenciar os materiais.

As propriedades podem ser classificadas em gerais e específicas que, por sua vez, se dividem em: químicas, físicas, organolépticas e funcionais.

Propriedades Gerais da Matéria

As propriedades gerais são características que se aplicam a qualquer matéria, independente da sua constituição.

Massa	Corresponde à quantidade de matéria de um corpo.
Volume	Corresponde ao espaço ocupado pela matéria, em qualquer estado físico.
Inércia	Corresponde à permanência da ação ou inatividade da matéria: manter-se parado ou em movimento.
Impenetrabilidade	Não há possibilidade de dois corpos ocuparem o mesmo lugar ao mesmo tempo.
Divisibilidade	A matéria poder ser dividida em diversas partes muito pequenas.
Compressibilidade	Ocorre a redução do volume da matéria, mediante a aplicação de pressão.
Elasticidade	Há o regresso do volume da matéria após a força de compressão cessar.
Indestrutibilidade	Não se pode destruir ou criar a matéria, o que ocorre são transformações.
Extensão	É a capacidade de ocupar lugar no espaço.
Descontinuidade	Existem espaços na matéria que não são visíveis a olho nu.

Exemplo: Os gases podem ser comprimidos, como acontece com o ar no pneu de um carro.