22.4 Compare as propriedades dos metais alcalinos com aquelas dos elementos do grupo 1B: \mathrm{Cu}, \mathrm{Ag} e Au.

Passo 1

O enunciado pede para compararmos as propriedades dos metais alcalinos (grupo 1A: Li, Na, K, Rb, Cs) com as dos metais do grupo 1B (Cu, Ag, Au). Vamos usar tendências periódicas (configuração eletrônica, raio atômico, potencial de redução), propriedades físicas (densidade, dureza, pontos de fusão) e comportamento químico (reatividade com água, ar e ácidos, formação de complexos) para fazer essa comparação.

Passo 2

Configuração eletrônica, estados de oxidação e raio atômico
Os metais alcalinos têm configuração geral (n)s^1 e formam quase sempre o cátion \mathrm{M}^+. O raio atômico cresce de Li para Cs, tornando-os cada vez mais reativos.
Os metais 1B têm configuração (n-1)d^{10}(n)s^1. Podem formar \mathrm{M}^+ (todos) e \mathrm{M}^{2+} (Cu e Au) mas dificilmente passam de +2. Como o elétron removido vem do orbital s, tensões de ionização são sempre maiores que nos alcalinos, e seus raios são menores (maior atração nuclear sobre o elétron de valência).

Passo 3

Propriedades físicas
– Dureza e maleabilidade: os alcalinos são muito macios (podem ser cortados com faca), enquanto Cu, Ag e Au são metais dúcteis e maleáveis mas mais duros.
– Densidade: alcalinos têm densidade baixa ( \approx0,5 a 1,9\;\mathrm{g/cm^3}), já 1B são pesados ( \mathrm{Cu}\approx8,9, \mathrm{Ag}\approx10,5, \mathrm{Au}\approx19,3\;\mathrm{g/cm^3}).
– Pontos de fusão: alcalinos têm pontos baixos (ex.: Na funde a 97{,}8^\circ\mathrm{C}), enquanto Cu, Ag e Au fundem acima de 900^\circ\mathrm{C}.

Passo 4

Reatividade química
– Alcalinos reagem vigorosamente com água e oxigênio, formando hidróxido e liberando \mathrm{H_2}:
2\,\mathrm{Na}(s)+2\,\mathrm{H_2O}(l)\to2\,\mathrm{NaOH}(aq)+\mathrm{H_2}(g)
– Metais 1B são pouco reativos: Ag e Au não atacam água e só são oxidáveis por ácidos fortes ou misturas oxidantes (ex.: Ag em \mathrm{HNO_3}, Au em água-régia).
Potenciais padrão de redução \mathrm{M^+/M}: alcalinos têm E^\circ\approx -2{,}7 a -3{,}0\;\mathrm V, já
E^\circ(\mathrm{Ag^+/Ag})=+0{,}80\;\mathrm V,\quad E^\circ(\mathrm{Cu^{2+}/Cu})=+0{,}34\;\mathrm V,\quad E^\circ(\mathrm{Au^{3+}/Au})=+1{,}50\;\mathrm V.
Isso mostra que alcalinos são fortes agentes redutores e 1B são agentes oxidantes (ou inertes).

Passo 5

Formação de complexos e resistência à corrosão
– Alcalinos não formam complexos estáveis em solução aquosa e oxidam rapidamente ao ar.
– Cu, Ag e Au formam complexos de coordenação (por exemplo, \mathrm{[Cu(NH_3)_4]^{2+}}, \mathrm{[Ag(S_2O_3)_2]^{3-}}, \mathrm{[AuCl_4]^-}) e resistem à corrosão ambiente, sendo chamados “metais nobres”.

Resposta

Em resumo, metais alcalinos são muito reativos (baixo potencial de redução), macios, de baixa densidade e formam sempre \mathrm{M}^+. Já Cu, Ag e Au têm alta densidade e dureza, pontos de fusão elevados, potenciais positivos ( \mathrm{M}/\mathrm{M^+}), reagem pouco com água ou ar, formam vários estados de oxidação e complexos estáveis, e exibem grande resistência à corrosão (metais nobres).

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