Guia de Química: Átomos e Propriedades Periódicas

Modelos Atômicos

Modelo de Dalton

Apresentou a primeira teoria atômica moderna, na qual os átomos eram considerados indivisíveis, maciços (rígidos) e esféricos.

Modelo de Thomson (Pudim de Passas)

Propôs que o átomo seria maciço e constituído por um fluido com carga elétrica positiva, no qual estariam dispersos os elétrons, com carga negativa.

Modelo de Rutherford (Modelo Planetário)

Sugeriu que:

• A maior parte do átomo é um espaço vazio, a eletrosfera, onde se localizam os elétrons.
• Existe uma pequena região central, o núcleo, onde está concentrada a massa do átomo.
• O núcleo do átomo possui carga positiva, o que causa a repulsão das partículas alfa (α).

Modelo de Bohr

Aperfeiçoou o modelo de Rutherford, postulando que:

• Os elétrons descrevem órbitas circulares com energia constante ao redor do núcleo.
• Elétrons em órbitas mais afastadas do núcleo possuem maior quantidade de energia.
• Quando um elétron absorve energia, ele salta para uma órbita mais energética (mais externa).
• Ao retornar à sua órbita original, o elétron libera a mesma quantidade de energia absorvida, na forma de onda eletromagnética (luz).

Estrutura Atômica e Conceitos Fundamentais

Camada de Valência

É o nível de energia mais afastado do núcleo de um átomo, ou seja, a última camada da distribuição eletrônica. Os elétrons presentes nesta camada são chamados de elétrons de valência.

Exemplo: Ferro (Fe), com número atômico 26, tem a distribuição eletrônica 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶. Sua camada de valência é a camada 4.

Íons e Átomos Neutros

• Átomo Eletricamente Neutro: Possui o número de prótons igual ao número de elétrons.
• Íon: Espécie química que apresenta número de prótons diferente do número de elétrons, possuindo carga elétrica.
  • Cátion: Íon de carga positiva, formado quando um átomo perde um ou mais elétrons. O número de prótons é maior que o de elétrons.
  • Ânion: Íon de carga negativa, formado quando um átomo ganha um ou mais elétrons. O número de prótons é menor que o de elétrons.

Propriedades Periódicas e Aperiódicas

Propriedades periódicas são aquelas que, à medida que o número atômico aumenta, assumem valores crescentes ou decrescentes em cada período, repetindo-se de forma regular.

Raio Atômico

Refere-se ao tamanho do átomo. Sua variação na tabela periódica ocorre de duas formas:

• Numa mesma família (grupo): o raio atômico aumenta de cima para baixo, devido ao aumento do número de camadas eletrônicas.
• Num mesmo período: o raio atômico aumenta da direita para a esquerda, devido à diminuição da atração do núcleo sobre os elétrons nesse sentido.

Energia de Ionização

É a energia mínima necessária para remover um ou mais elétrons de um átomo isolado no estado gasoso. Varia de forma inversa ao raio atômico:

• Numa mesma família (grupo): aumenta de baixo para cima.
• Num mesmo período: aumenta da esquerda para a direita.

Eletronegatividade

É a tendência que um átomo tem de atrair para si os elétrons de uma ligação química. Sua variação é:

• Numa mesma família (grupo): cresce de baixo para cima.
• Num mesmo período: cresce da esquerda para a direita.

De maneira geral, a eletronegatividade está relacionada com o raio atômico: quanto menor o tamanho de um átomo, maior será sua força de atração sobre os elétrons.

Propriedade Aperiódica: Massa Atômica

A massa atômica não é uma propriedade periódica, mas sim aperiódica. Propriedades aperiódicas são aquelas cujos valores variam continuamente (geralmente crescendo) à medida que o número atômico aumenta, sem se repetir em períodos regulares.

A Tabela Periódica

Organiza os elementos químicos em ordem crescente de número atômico. Sua estrutura é dividida em:

• Períodos: As 7 linhas horizontais da tabela. Elementos no mesmo período possuem o mesmo número de camadas eletrônicas.
• Famílias ou Grupos: As 18 colunas verticais da tabela. Elementos na mesma família possuem propriedades químicas semelhantes.

Classificação dos Elementos

Metais

Apresentam características como:

• Maleabilidade e ductilidade
• Elevada temperatura de fusão e densidade
• Bons condutores de calor e corrente elétrica
• Brilho metálico e som característico
• Alguns são ferromagnéticos (atraídos por ímãs), como ferro, cobalto e níquel.

Ametais (ou Não-Metais)

Possuem propriedades opostas aos metais:

• Baixa temperatura de fusão (com exceção do carbono)
• Maus condutores de eletricidade e calor
• Geralmente opacos e quebradiços no estado sólido.

Semimetais

Apresentam propriedades intermediárias entre metais e ametais:

• Condutibilidade elétrica intermediária (semicondutores)
• Brilho metálico
• Fragmentam-se com facilidade (são quebradiços)
• Temperatura de fusão elevada.

Outros Conceitos e Curiosidades

Brometo (Br⁻)

O brometo é o ânion formado quando um átomo de bromo ganha um elétron, existindo no estado de oxidação -1. Sua distribuição eletrônica é 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶.

Mercúrio (Hg)

É o único elemento metálico que se encontra no estado líquido em temperatura ambiente.

Grupos de Elementos

• Lantanídeos: Série de elementos que inclui lantânio (La), cério (Ce), praseodímio (Pr), érbio (Er) e túlio (Tm).
• Elementos Artificiais: Elementos produzidos em laboratório. Exemplos incluem tecnécio (Tc), promécio (Pm) e todos os elementos com número atômico a partir de 93.