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segunda-feira, 30 de setembro de 2013

Combinação dos Elementos (Reatividade dos elementos) e Ligação Iônica. ( NEJA)



Seção 1 – Volume 2   - Aula do Professor Carlucio Bicudo

                  Combinação dos elementos (Reatividade dos elementos)
Motivação: aprendendo a combinar.
■ Objetivo: Levar os alunos a entenderem que muitos dos elementos existentes se combinam dando origem a novos elementos.
■ Material: papel cartão, tintas nas cores vermelho, azul, amarelo e verde.
                   
                     

   1.1 – Noção de íons   

        Os elementos químicos ao se combinarem, forma milhões de compostos diferentes. Entretanto, alguns elementos não se combinam naturalmente, porque seus átomos se encontram isolados na natureza, constituindo os gases nobres da atmosfera (Hélio, neônio, argônio, criptônio, xenônio e radônio).

Observe a tabela dos gases nobres.

     Nome        
Símbolo
  Z
 K
L
M
 N
O
P
Q
    Hélio
     He
   2
   2
 





   Neônio
     Ne
  10
   2
  8





  Argônio
     Ar
  18
  2
  8
  8




  Criptônio
    Kr
  32
  2
  8
  18
  8



Xenônio
    Xe
  54
  2
  8
  18
 18
  8


  Radônio
    Rn
  86
  2
  8
  18
  32
  18
  8

  
       Ao analisarmos a tabela, podemos observar que todos os elementos apresentam a última camada completa, ou seja, com 8 elétrons. Com exceção para o Hélio que com 2 elétrons está completo, porque o nível K só admite, no máximo, 2 elétrons. É por esta razão, que eles podem existir livres e isolados na natureza.
     Já os outros átomos, tendem a adquirir eletrosfera igual a dos gases nobres. E como fazem isto? Ganhando ou perdendo o menor número de elétrons. Ao ganhar, os átomos deixam de ser neutros. Transformando desta forma em íons.

Íons = são átomos eletricamente carregados.
                                                                            
Existem dois tipos de íons:

Cátions = íon positivo  --------> quando o átomo perde elétrons.
Ânions =  íon negativo -------> quando o átomo recebe elétrons.

A teoria do Octeto = No inicio do século XX, Kossel (Alemanha) e Lewis n(EUA) propuseram que os átomos se ligariam para que suas eletrosferas se tornassem semelhantes às dos gases nobres.   



Seção 2 – Volume 2      Ligação Iônica – Uma transferência amigável.

           Uma das formas pelas quais os átomos podem se ligar é através de uma transferência de elétrons. Isto é, um átomo doa elétrons para outro átomo, de modo que ambos fiquem estáveis.
           A ligação iônica ou eletrovalente, ocorre entre metais (perdem elétrons) e ametal (recebem elétrons).

Metais = possuem 1, 2 ou 3 elétrons na última camada, e tendem a perder elétrons.
Ametal = possuem 5, 6 ou 7 elétrons na última camada, e tendem a ganhar elétrons.

Formação do cloreto de sódio (NaCl) – sal de cozinha. 
Então:
METAL + NÃO METAL →  LIGAÇÃO IÔNICA
Exemplo: Na e Cl
Na (Z = 11)   K = 2  L = 8  M = 1
Cl (Z = 17)    K = 2  L = 8  M = 7
O Na quer doar 1 é          →     Na+ (cátion)
O Cl quer receber 1 é      →     Cl –  (ânion)
O cloro quer receber 7é na última camada. Para ficar com 8é (igual aos gases nobres) precisa de 1é.
  Na+          Cl       →         NaCl
cátion       ânion             cloreto de sódio

As ligações iônicas formam compostos iônicos que são constituídos de cátions eânions. Tais compostos iônicos formam-se de acordo com a capacidade de cada átomo de ganhar ou perder elétrons. Essa capacidade é a valência.
Observe a tabela com a valência dos elementos químicos (alguns alcalinos, alcalinos terrosos, calcogênios e halogênios):
SÍMBOLO                
ELEMENTO QUÍMICO
CARGA ELÉTRICA
Na
SÓDIO
+1
K
POTÁSSIO
+1
Mg
MAGNÉSIO
+2
Ca
CÁLCIO
+2
Al
ALUMÍNIO
+3
F
FLÚOR
-1
Cl
CLORO
-1
Br
BROMO
-1
O
OXIGÊNIO
-2
S
ENXOFRE
-2
Valência de outros elementos químicos:
SÍMBOLO
ELEMENTO QUÍMICO
CARGA ELÉTRICA
Fe       
 FERRO
+2
Fe
FERRO
+3
Ag
PRATA
+1
Zn
ZINCO
+2
 Exemplo: Mg e Cl

  Mg+2                 Cl 1-              →                 MgCl2 
cátion         ânion              cloreto de magnésio

Pode-se utilizar a “Regra da Tesoura”, onde o cátion passará a ser o número de cloros (ametal) na fórmula final e o ânion será o número de magnésio (metal).

Outro exemplo: Al e O

  Al +3              O -2                →                   Al2O3 
cátion           ânion                   óxido de alumínio

Neste caso, também foi utilizada a “Regra da Tesoura”.

A fórmula final será chamada de íon fórmula.

Fórmula Eletrônica / Teoria de Lewis      

A fórmula eletrônica representa os elétrons nas camadas de valência dos átomos.
Ex. NaCl
A fórmula eletrônica é também chamada de fórmula de Lewis por ter sido proposta por esse cientista.

 Os compostos iônicos apresentem as seguintes propriedades:
                         
São sólidos (retículos cristalinos) em condições normais de temperatura (25°C) e pressão (1 atm);
 São duros e quebradiços;
Possuem pontos de fusão e de ebulição elevados. Visto que a atração elétrica entre os íons é muito forte, é necessário fornecer uma grande quantidade de energia para quebrá-la. Um exemplo é o cloreto de sódio, que apresenta ponto de fusão igual a 801°C, e ponto de ebulição de 1413°C;
Em solução aquosa (dissolvida em água) ou em líquidos, eles conduzem corrente elétrica, pois seus íons com cargas positivas e negativas ficam com liberdade de movimento e fecham o circuito elétrico, permitindo que a corrente continue fluindo;
Seu melhor solvente é a água, pois, assim como ela, estes compostos são polares. No entanto, apesar de serem polares nem todos os compostos iônicos se dissolvem na água. Alguns exemplos de compostos que não solubilizam em água são: carbonato de cálcio (CaCO3), de estrôncio (SrCO3) e de bário (BaCO3), além do cloreto de prata (AgCl), que é praticamente insolúvel em água.

                                                   Atividades de fixação
1) Forme o composto iônico dos elementos abaixo, utilizando a fórmula eletrônica.

a) Al(Z= 13)  + F(Z= 9)                                         b) Mg (Z=12)  + Cl (Z=17)

c) Ca (Z= 20)   + Cl (Z=17)                                   d) N (Z=7)   +  Al(Z= 13)

e) K (Z= 19)   +  O(Z= 8)

 



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