Descreva os conceitos das propriedades periódicas eletronegatividade

A eletronegatividade corresponde à capacidade que o núcleo de um átomo tem de atrair os elétrons envolvidos em uma ligação química.

Falando um pouco sobre ligação química, o texto ligação covalente explicou que, quando dois átomos unem-se assim, eles compartilham pares de elétrons presentes em suas últimas camadas eletrônicas (camada de valência). Desse modo, há interação elétrica entre os núcleos dos átomos e os elétrons das camadas de valência de ambos.

É como mostra a ilustração a seguir da formação da molécula de CO2 (dióxido de carbono). Veja que o carbono, que é o átomo central, está compartilhando dois pares de elétrons com cada átomo de oxigênio. Os três núcleos desses átomos estão, portanto, atraindo os elétrons envolvidos nas ligações:

No entanto, a força com que cada átomo atrai os elétrons é diferente. O átomo de oxigênio é mais eletronegativo que o carbono, o que significa que ele atrai os elétrons da ligação com mais força. Mas como sabemos que um elemento é mais eletronegativo que outro?

Bem, a eletronegatividade é uma propriedade periódica, o que quer dizer que ela aumenta ou diminui em intervalos regulares na Tabela Periódica de acordo com o aumento ou diminuição do número atômico dos elementos.

O cientista Linus Pauling determinou experimentalmente a eletronegatividade dos elementos da Tabela Periódica, conforme é mostrado a seguir:

Observe que, quando consideramos os elementos pertencentes a uma mesma família (mesma coluna), a eletronegatividade aumenta de baixo para cima. Veja, por exemplo, os elementos da família 2 (Be, Mg, Ca, Sr, Ba). Os seus respectivos valores de eletronegatividade são 1,6; 1,2; 1,0; 1,0 e 0,9. Portanto, esses valores comprovam que a eletronegatividade cresce de baixo para cima na Tabela Periódica.

É importante ressaltar que esse sentido é exatamente o contrário do sentido do crescimento do raio atômico, outra propriedade periódica. Essas duas propriedades estão intimamente relacionadas, pois, conforme o número atômico aumenta para os elementos pertencentes a uma mesma família, o número de camadas eletrônicas e, consequentemente, o tamanho ou raio atômico também aumentam nesse sentido.

Porém, quanto maior o raio atômico, mais distante ficará o núcleo da camada de valência, e isso resultará em uma diminuição da atração entre os prótons (cargas positivas) do núcleo e os elétrons (cargas negativas) da camada de valência, ou seja, haverá diminuição da eletronegatividade.

Agora, se considerarmos os elementos pertencentes ao mesmo período (mesma linha) da Tabela Periódica, veremos que a eletronegatividade cresce da esquerda para a direita. Por exemplo, olhe os elementos do segundo período (Li, Be, B, C, N, O, F). A eletronegatividade deles cresce nesse sentido, ou seja, da esquerda para a direita: 1,0; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5 e 4,0.

Isso também está relacionado com o raio atômico, pois, em um mesmo período, todos os elementos possuem a mesma quantidade de camadas eletrônicas. Porém, conforme o número atômico vai aumentando (da esquerda para a direita), a quantidade de prótons no núcleo atômico também cresce. Com isso, a atração prótons-elétrons fica mais intensa e o raio atômico diminui, mas a eletronegatividade aumenta.

Veja que o oxigênio (4,0) é realmente mais eletronegativo que o carbono (3,5), comprovando o que foi dito anteriormente para a molécula de CO2. Analisar essa diferença de eletronegatividade dos elementos ligados entre si ajuda-nos a determinar se a molécula será polar ou apolar. Veja sobre isso no texto Polaridade das ligações.

Esse mesmo texto mostra que Linus Pauling criou uma escala dos elementos mais eletronegativos, que pode ser de ajuda para determinar a intensidade da polarização de diferentes ligações:

F > O > N > C? > Br > I > S > C > P > H

Valores das eletronegatividades: 4,0 > 3,5 > 3,0 > 3,0 > 2,8 > 2,5 > 2,5 > 2,5 < 2,1

Existe um “macete” para lembrar a fila de eletronegatividade, basta dizer a seguinte frase: “Fui Ontem No Clube, Briguei I Saí Correndo Para o Hospital”. A inicial de cada palavra corresponde ao símbolo dos elementos em questão.

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.”

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.

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.

Exercícios de Vestibular com Gabarito

1. (PUC-RJ) Considere as afirmações sobre elementos do grupo IA da Tabela Periódica

I. São chamados metais alcalinos. II. Seus raios atômicos crescem com o número atômico. III. Seu potencial de ionização aumenta com o número atômico.

IV: Seu caráter metálico aumenta com o número atômico.

Dentre as afirmações, são verdadeiras:

a) I e II b) III e IV c) I, II e IV d) II, III e IV

e) I, II, III e IV

2. (UFMG) Comparando o cloro e o sódio, os dois elementos químicos formadores do sal de cozinha, pode afirmar que o cloro:

a) é mais denso. b) é menos volátil. c) tem maior caráter metálico. d) tem menor energia de ionização.

e) tem menor raio atômico.

3. (UFC-CE) O efeito fotoelétrico consiste na emissão de elétrons provenientes de superfícies metálicas, através da incidência de luz de frequência apropriada. Tal fenômeno é diretamente influenciado pelo potencial de ionização dos metais, os quais têm sido largamente utilizados na confecção de dispositivos fotoeletrônicos, tais como: fotocélulas de iluminação pública, câmeras fotográficas etc. Com base na variação do potencial de ionização dos elementos da Tabela Periódica, assinale a alternativa qu contém o metal mais suscetível a exibir o efeito fotoelétrico.

a) Fe b) Hg c) Cs d) Mg

e) Ca

Confira questões de vestibulares com resolução comentada em Exercícios sobre a Tabela Periódica e questões inéditas sobre o tema em Exercícios sobre Organização da Tabela Periódica.

Leia também: