Quais grupos pertencem os seguintes elementos: Cl, Al, Cs, Ce e U? Por que o Al é usado como material estrutural de baixo peso?

Passo 1

Beleza, então o exercício tá pedindo duas coisas:
  1. Identificar a que “grupos” da tabela periódica pertencem Cl, Al, Cs, Ce e U.
  2. Explicar por que o alumínio (Al) é tão usado como material estrutural de baixo peso.
Conteúdo envolvido: posição e classificação dos elementos na tabela periódica (blocos s, p, f), noções de densidade e resistência mecânica.
O que vamos precisar: consultar a tabela periódica pra saber o grupo/bloco de cada elemento e lembrar o que faz o Al ser leve mas resistente (falaremos de densidade e formação de óxidos).

Passo 2

Classificando cada elemento na tabela:
  • Cloro (Cl):
    · Grupo 17 (também chamados de halogênios)
    · Bloco p (último elétron em orbital p)
  • Alumínio (Al):
    · Grupo 13 (antes era chamado de “grupo do boro”)
    · Bloco p (elétron de valência em orbital 3p)
    · Metal pós-transicional
  • Césio (Cs):
    · Grupo 1 (metais alcalinos)
    · Bloco s (elétron de valência em orbital 6s)
  • Cério (Ce):
    · Série dos lantanídeos (f-block)
    · Não recebe número de grupo como os metais de transição; faz parte dos elementos “ferramental”
  • Urânio (U):
    · Série dos actinídeos (f-block)
    · Também sem número de grupo clássico; fica na linha de baixo da tabela

Passo 3

Por que o Al é usado em estruturas leves?
  1. Baixa densidade
    · A densidade do alumínio é cerca de 2,7 g/cm³, quase três vezes menor que a do aço (~7,8 g/cm³).
    · Densidade é definida por
    rho = mV
    então, pra mesma massa você ocupa mais volume – ou, pra mesma dimensão, menos massa.
  2. Boa relação resistência/peso
    · Apesar de leve, o alumínio possui resistência mecânica razoável, especialmente quando ligado a outros metais (liga de alumínio).
    · A “relação” é dada por
    resistência à traçãorhoêàçã
    e no Al ela é bem competitiva.
  3. Proteção contra corrosão
    · O Al forma espontaneamente uma camada fina de óxido (Al₂O₃) que gruda na superfície e impede a corrosão embaixo.
    · Isso faz ele durar bastante sem precisar de tratamento extra.
  4. Abundância e conformabilidade
    · É o terceiro elemento mais comum na crosta terrestre.
    · Pode ser facilmente fundido, moldado e soldado.

Resposta

Cl pertence ao grupo 17 (halogênios);
Al ao grupo 13 (bloco p, metal pós-transicional);
Cs ao grupo 1 (metais alcalinos);
Ce aos lantanídeos (f-block);
U aos actinídeos (f-block).
O alumínio é usado em estruturas leves porque tem densidade baixa (∼2,7 g/cm³), ótima relação resistência/peso, forma camada protetora de óxido e é abundante e fácil de conformar.

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