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Química dos não-metais. Prof. Dr. Élcio Barrak Athila de Souza Martins Gomes, 15755 Felipe Imoto Saikawa, 15973 Lucas Câmara Faria, 15772. Introdução Conceitos gerais O hidrogênio Família 8 A Família 7 A O oxigênio Outros da família 6 A O nitrogênio Outros da família 5 A

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Presentation Transcript
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Química dos não-metais

  • Prof. Dr. Élcio Barrak
  • Athila de Souza Martins Gomes, 15755
  • Felipe Imoto Saikawa, 15973
  • Lucas Câmara Faria, 15772
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Introdução

Conceitos gerais

O hidrogênio

Família 8 A

Família 7 A

O oxigênio

Outros da família 6 A

O nitrogênio

Outros da família 5 A

O carbono

Outros da família 4 A

O boro

Referências bibliográficas

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A divisão dos elementos em metais, metalóides e não-metais relaciona-se com as tendências das propriedades de cada elemento.
  • Dentre os não-metais, a habilidade de um átomo formar ligações  é um fator importante na determinação de sua estrutura.
  • Por exemplo:

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O nome hidrogênio foi designado ao respectivo elemento pelo químico francês Lavoisier. Do grego, hydro (água), gennao (produzir) “aquele que produz água”.

Possui três isótopos:

prótio, deutério e trítio.

O hidrogênio

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Não é membro de família alguma na tabela periódica.
  • À temperatura ambiente, existe na forma de H2, um gás incolor. A molécula é rapidamente ativada por calor, radiação ou catálise.
  • Átomos de hidrogênio são muito reativos, podendo formar ligações covalentes fortes com muitos elementos.
  • Uma pequena quantidade de H2 é suficiente para tornar o ar explosivo. O hidrogênio pode ser usado como combustível para foguetes.
  • O hidrogênio também é indispensável para o processo de Haber (síntese da amônia):

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compostos bin rios de h
Compostos binários de H

Hidretos Iônicos (hidrogênio reage com metais alcalinos e alcalino-terrosos mais pesados);

Hidretos Metálicos (H reage com metais de transição);

Hidretos Moleculares (H reage com não- metais ou semimetais);

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fam lia 8 a
Família 8 A

São quimicamente não-reativos

A relativa inatividade desses elementos deve-se à presença de um octeto completo de elétrons no nível de valência (exceto He).

A estabilidade é refletida nas altas energias de ionização

São gases a temperatura ambiente.

São componentes da atmosfera, exceto o radônio

Os gases nobres sofrem reações apenas sob condições rigorosas.

Todos os elementos da família (exceto o hélio) já contêm 8 elétrons em seus níveis de valência, a formação de ligações covalentes necessita de um nível de valência expandido.

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O primeiro composto de gás nobre foi preparado em 1962 por Neil Bartlett. Seu trabalho causou sensação, pois destruiu a crença de que os gases nobres eram quimicamente inertes. Desde aquele tempo, os químicos têm preparado vários compostos de xenônio com flúor e oxigênio.

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fam lia 7 a
Família 7 A

Os elementos têm configurações mais externa ns² np5

Possuem afinidades eletrônicas muito negativas

Atingem com freqüência configuração eletrônica de gás nobre ganhando um elétron, resultando num estado de oxidação -1

Na combinação com átomos mais eletronegativos, os elementos da família ficam num estado de oxidação +7

Têm as mais altas eletronegatividades em cada período da tabela periódica

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Sob condições normais eles existem como moléculas diatômicas, mantidas juntas nos estados sólido e líquido por forças de dispersão de London.

Pelas altas eletronegatividades, os halogênios tendem a ganhar elétrons de outras substâncias, assim sendo servem como agentes oxidantes.

Os halogênios são capazes de oxidar ânions dos halogênios inferiores a ele no grupo. Ex: Cl2 oxidará o Brˉ e Iˉ

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Dentre os halogênios, o produto químico mais utilizado é o flúor, ele é usado para preparar os fluorcarbonos usados como refrigerantes, lubrificantes e plástico.

O Teflon é um exemplo de fluorcarbonos, notável pela sua alta estabilidade térmica.

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O cloro é o produto químico mais importante. São produzidos aproximadamente 12 milhões de toneladas de Cl2 anualmente nos Estados Unidos.

Além da produção de cloreto de hidrogênio, cloreto de vinila (C2H3Cl) e de plástico de cloreto de vinila (PVC), ele também é usado como agente alvejante na indústria de papel e tecido.

Quando o Cl2 se dissolve em base diluída fria, ele resulta em Clˉ e hipoclorito, ClOˉ

Cl2(aq) + 2 OHˉ(aq) ↔ Clˉ(aq) + ClOˉ(aq) + H2O(l)

O hipoclorito de sódio é utilizado em muitos alvejantes líquidos e o cloro é utilizado para oxidar e destruir bactérias.

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O bromo é necessário para o brometo de prata, usado em filmes fotográficos

O iodo é comum no sal de cozinha (KI), lembrando que o sal iodado é importante para a formação da tiroxina e que a falta de iodo causa o crescimento da glândula tireóide

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Todos os halogênio formam moléculas diatômicas estáveis com o hidrogênio

Os haletos de hidrogênio formam soluções halídricas quando dissolvidos em água. Elas exibem propriedades características de ácidos

Também existem moléculas formadas por átomos de halogênio diferentes, como o CIF e o IF5, esses compostos são chamados de inter-halogênios, pois eles têm como átomos centrais Cl, Br ou I circundados por 3, 5 ou 7 átomos de flúor.

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o oxig nio
O oxigênio

Por volta da metade do século XVII, os cientistas identificaram que o ar continha um componente associado com a queima e a respiração.

  • Lavoisier nomeou o elemento de oxigênio pois significa “formador de ácido”. Essa substância é a mais abundante na crosta terrestre, é um agente oxidante para o metabolismo dos alimentos e crucial à vida humana.

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O oxigênio possui dois alótropos, O2 e O3

É pouco solúvel em água, porém extremamente importante à vida marinha

A configuração eletrônica é [He]2s²2p4, logo completa seu octeto pegando dois elétrons para formar o íon óxido

Os compostos contendo oxigênio são termodinamicamente mais estáveis que o O2, pois sua energia de ligação é mais forte com outros elementos.

Um método para obter O2 é a decomposição do clorato de potássio (KClO3) com dióxido de manganês (MnO2) adicionado como catalisador.

2 KClO3 → 2 KCl(s) + 3 O2(g)

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O ozônio é um gás azul-claro venenoso com um odor irritante, importante componente da atmosfera superior, onde bloqueia a radiação ultravioleta

A molécula possui ligação  que está deslocalizada sobre três átomos de oxigênio

  • A molécula se dissocia facilmente, formando átomos de oxigênio
  • O3(g) → O2(g) + O(g)
  • ∆H˚ = 285 kJ

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Anidridos ácidos ou óxido ácidos - Os óxidos que reagem com a água para formar ácidos

Anidridos básicos - Muitos óxidos metálicos são compostos iônicos que se dissolvem em água e reagem para formar hidróxidos

Anfóteros - Os óxidos que podem exibir tanto caráter ácido quanto básico

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Peróxidos - Os compostos contendo ligações O-O e oxigênio em um estado de oxidação -1.

O oxigênio tem um estado de oxidação -½ em O2ˉ, chamado íon superóxido.

Quando os superóxidos dissolvem-se em água, O2 é produzido:

4 KO2(s) + 2 H2(l) → 4 K+(aq) + 3 O2(g)

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outros elementos da fam lia 6 a
Outros elementos da família 6 A

Configuração eletrônica do tipo: ns2 np4

Tem estado de oxidação 2-, porém podem ser encontrados no estado 6+

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enxofre s
Enxofre (S)

Sulfetos:

Compostos formados pela combinação direta de enxofre com outros elementos (S2-);

Óxidos:

Compostos formados pela combinação de oxigênio com enxofre;

Oxiácidos:

Compostos ácidos formados pela reação de óxidos ou oxiânios com água;

Oxiânios:

São compostos ionizados;

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nitrog nio e outros da fam lia 5 a
Nitrogênio e outros da família 5 A

Tem configuração eletrônica mais externa ns2 np3.

Estado de oxidação mais comum é 3-, 0 e 5+;

Foi descoberto em 1772 por Rutherford;

Constitui cerca de 78% da atmosfera terrestre;

A molécula de N2 é pouco reativa;

É bastante utilizado na indústria alimentícia, química, metalúrgica e eletrônica.

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utiliza o do nitrog nio
Utilização do nitrogênio

Usado em embalagem de alimentos;

Fabricação de metais;

Produção de dispositivos eletrônicos;

N2(l) é empregado como um líquido refrigerante para resfriar alimentos rapidamente;

Usado em fertilizantes;

Composto de N2 com H2: amônia é o mais importante.

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o carbono
O carbono

Constitui apenas 0,027% da crosta terrestre;

Existe em três formas cristalinas: grafite, diamante e fulerenos.

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fibra de carbono
Fibra de carbono

A fibra ultraleve é feita com milhões de nanotubos de carbono que revelam incríveis propriedades.

Estes nanotubos são cilindros com apenas um átomo de largura.

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outros da fam lia 4 a
Outros da família 4 A
  • Os outros elementos na 4 A são: silício, germânio, estanho e chumbo
  • Possuem eletronegatividade baixa e configuração eletrônica no nível mais externo ns² np²

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sobre o sil cio
Sobre o silício
  • Segundo elemento mais abundante na crosta terrestre; é encontrado na forma SiO2 e outros minerais silicatos, possui características semicondutoras
  • Usado na produção de transístores, vidro e silicone
  • Os silicones consistem em cadeias O – Si – O , como mostrado a seguir
  • E, dependendo do comprimento da cadeia, os silicones podem ser materiais oleosos ou semelhantes à borracha

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o boro
O boro
  • O boro é o único elemento da família 3A que pode ser considerado não-metálico
  • Boranos são compostos contendo boro e hidrogênio. BH3, B2H6
  • O boro amorfo é usado em fogos de artifício, devido à coloração verde que produz

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refer ncias bibliogr ficas
Referências bibliográficas

Química: A Ciência Central – Theodore L. Brown, H. Eugene Lemay, Jr.,Bruce E. Bursten, 2005, 9ª Edição. 

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