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:
- Identificar a que “grupos” da tabela periódica pertencem Cl, Al, Cs, Ce e U.
- 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).
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?
-
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
então, pra mesma massa você ocupa mais volume – ou, pra mesma dimensão, menos massa. -
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
e no Al ela é bem competitiva. -
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. -
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).
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.