Estrutura Eletrônica e Tabela Periódica

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Teoria

Muito prazer, tabela periódica

Eu tenho certeza que você já viu uma tabela periódica. Mas vocês já foram devidamente apresentados?

Bom, bora lá. Essa é (uma versão de) a tabela periódica:

Sério, esse é um bom momento pra você deixar velhos preconceitos de lado. Ela é uma boa pessoa. Pode ser MUITO útil pra você. Ela tem MUITA informação importante. E exatamente por ter tanta informação é que pode parecer um pouco complicada. Mas, sabendo usar, é uma ferramenta muito importante na química.

Quem começou a organizar os elementos em uma tabela foi Mendelev. Mas ele organizou os elementos em ordem de massa atômica. Hoje os elementos estão dispostos em ordem de número atômico. Assim ó:

Tá vendo os números dentro dos quadradinhos? São os números atômicos, ou seja, o número de prótons de cada átomo do elemento.

A gente marcou alguns de vermelho só pra você ficar ligado: enquanto o 1 tá na esquerda o 2 pula lá pra direita, porque a gente faz a distribuição linha por linha; lá em baixo, pula do Z = 56 para Z = 71 porque, na verdade, existe um pedaço recortado da tabela periódica anexado ali embaixo.. aquele bloco lá de baixo pode ser “encaixado” no resto da tabela, mas ela ia ficar compridona e preferiram deixar assim, ok?

Os períodos estão marcados em verde e são as linhas horizontais da tabela periódica.

Os grupos ou famílias estão marcados em amarelo e são as colunas, linhas verticais da tabela periódica. Antigamente elas tinham uma denominação estranha, com números romanos e etc. Hoje elas são denominadas de 1 a 18, sem frescura.

É normal ouvir falar da “família 1”, “grupo 5”, “família do oxigênio”. Sempre que ouvir isso, lembra que estamos falando de uma coluna da tabela periódica.

Algumas divisões da tabela periódica

É comum dividir a tabela periódica com uma escadinha ali entre o verde e o alaranjado:

Nessa divisão, quem está à direita da escadinha é ametal e quem está à esquerda da escadinha é metal. Com exceção do hidrogênio, que é ametal.

Metais são conhecidos por serem brilhantes, maleáveis e bons condutores de eletricidade. Ametais são os que não apresentam essas características.

Há quem diga que alguns daqueles caras ali pertinho da escadinha tem características intermediárias entre metais e ametais. Então classificam boro, silício, germânio, arsênio, antimônio, telúrio e polônio como semimetais ou metaloides.

Vale destacar também algumas famílias celebres e casos de família:

  • O hidrogênio aparece na primeira coluna, mas ele não tem família. A família dele é ele mesmo e ele se basta;
  • Os elementos da primeira família (Li, Na, K, Rb, CS, Fr) são conhecidos como metais alcalinos;
  • Os elementos da segunda família (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) são conhecidos como metais alcalinos terrosos;
  • Os elementos da família do oxigênio (O, S, Se, Te, Po, Lv) são conhecidos como calcogênios;
  • Os elementos da família do flúor (F, Cl, Br, I, At, Ts) são conhecidos como halogênios;
  • Os elementos do grupo 18 são os gases nobres.

Outras divisões muitas vezes usadas são:

  • Os elementos dos grupos 3 a 12 são chamados metais de transição externa;
  • Os elementos de Z = 57   a   71 são chamados de lantanídeos (por causa do elemento de Z = 57 );
  • Os elementos de Z = 89   a   103 são chamados de actinídeos (por causa do elemento de Z = 89 );
  • Lantanídeos e actinídeos são chamados de metais de transição interna.

A configuração eletrônica na tabela periódica

Pra quem leu o subtítulo e pensou: o que é mesmo configuração eletrônica??? A gente lembra que é aquele jeito de descrever a distribuição dos elétrons nos subníveis pelo diagrama de Pauling e tal.

Agora, prestenção, só de olhar pra um elemento na tabela periódica a gente já sabe muito sobre a estrutura eletrônica dele, e escrevendo a distribuição eletrônica de um cara a gente sabe exatamente onde ele deve ficar na tabela.

O período indica a camada de valência, ou seja, a camada de maior n ocupada, ou o número de camadas da eletrosfera do átomo.

Por exemplo, o 37Rb: 1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 6   5 s 1 .

Tá vendo que a maior camada ocupada é a de n = 5 , ele tem 5 camadas na eletrosfera, n = 5 é a sua camada de valência, então ele está no 5º período.

Mais uma: 16S: 1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 4

A camada de valência dele é a n = 3 , então ele está no 3º período.

Último tá? 94Pu: 1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 6   5 s 2   4 d 10   5 p 6   6 s 2   4 f 14   5 d 10   6 p 6   7 s 2   5 f 6

A camada de valência dele é a n = 7 (embora o subnível mais energético seja o 5f, lembra?), então ele está no 7º período.

Já elementos da mesma família tem o subnível mais energético em comum, mudando apenas o período.

Tipo assim, todo mundo da família 1 tem a configuração eletrônica terminada em n s¹:

L i :   1 s 2   2 s 1 3  

N a :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 1   11  

K :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 1 19  

R b : 37   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 6   5 s 1

C e : 55   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 6   5 s 2   4 d 10   5 p 6   6 s 1

F r :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 6   5 s 2   4 d 10   5 p 6   6 s 2   4 f 14   5 d 10   6 p 6   7 s 1   87  

Todo mundo da família 2 tem o último subível da configuração eletrônica igual a n s ² .

Todo mundo da família 3 tem a configuração eletrônica terminada em d¹.

Todo mundo da família 4 tem a configuração eletrônica terminada em d².

E pra não ficar cansativo vai aí uma figurinha mostrando como a configuração eletrônica termina em cada família.

Isso divide a tabela em quatro grandes blocos:

Toda regra tem as suas exceções...

Agora o seguinte: essa regra de cada família ter a configuração eletrônica terminada em determinado subnível tem suas exceções. No bloco s e no bloco p, a regra é respeitada. No bloco d existem algumas exceções e no bloco f existem tantas exceções, mas tantas exceções, que nem vamos considerar a regra como regra.

As exceções mais clássicas podem ser exemplificadas pelo Cr e pela Ag:

O cromo tem número atômico 24, então a configuração eletrônica que a gente espera é assim:

C r : 24   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 4

Mas a observada, na verdade, é:

C r : 24   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 1   3 d 5 ⏟ a t e n ç ã o

E uma teoria pra explicar isso está na degenerescência dos orbitais d. Dá uma olhada nos orbitais d com 4 elétrons e com 5 elétrons:

Dizer que o orbitais d são degenerados é o mesmo que dizer que os 5 orbitais d tem a mesma energia. E é mais fácil pro átomo manter esses 5 orbitais no mesmo nível energético se eles estiverem igualmente preenchidos por elétrons.

Por isso, para alguns átomos, como os de cromo, a configuração n s¹ ( n - 1 )d5 é mais estável que a configuração n s² ( n - 1 )d4.

A explicação para a prata é muito semelhante.

Configuração esperada:   A g : 47   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2     3 d 10   4 p 6   5 s 2   4 d 9

Configuração observada:   A g : 47   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2     3 d 10   4 p 6   5 s 1   4 d 10 ⏟ v i u   q u e   m u d o u ?

E olha aí os orbitais ficando semelhantemente preenchidos, facilitando a degenerescência, quando um elétron do 5s da prata passa pro 4d:

Não fica preocupado se não entendeu algum detalhe. Vamos fazer uns exercícios que você pega tudo!

A configuração eletrônica na tabela periódica

Toda regra tem as suas exceções...

Exercícios Resolvidos

Exercício Resolvido #1

Usando a convenção do gás nobre, escreva a distribuição eletrônica do arsênio ( Z = 33 ), no estado fundamental.

Através de sua distribuição eletrônica, justifique sua posição na tabela periódica.

Passo 1

Diagrama de Pauling e tabela periódica na mão pra fazer a distribuição eletrônica e pra saber quem é o último gás nobre antes do arsênio na tabela.

Então o último gás nobre antes do arsênio é o argônio ( Z = 18 ).

E aí tá o diagrama de Pauling:

Passo 2

Vamos fazer a distribuição do Ar e do As:

A r 18   :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6

A s 33   :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 3

Pela convenção do gás nobre, então, a distribuição do As no estado fundamental fica assim:

A s 33   : A r   4 s 2   3 d 10   4 p 3

Passo 3

Como a camada de valência do As é a n = 4 , esse cara tem que estar no 4º período da tabela.

E como o subnível mais energético é n p³, ele tem que estar na terceira coluna do bloco p, ou seja, na família do nitrogênio.

Resposta

A s 33   : A r   4 s 2   3 d 10   4 p 3

Exercício Resolvido #2

Qual o número atômico do elemento que apresenta o subnível mais energético “5p4”?

Passo 1

O enunciado nos diz o subnível mais energético do átomo e nos pergunta a que elemento esse átomo pertence.

A gente vai precisar fazer a distribuição eletrônica até o 5p4 e descobrir qual o número atômico do cara que tem essa distribuição.

Aí vai o diagrama de Pauling (pra você não ter que abrir outra guia, mas é bom saber ele de cabeça).

Passo 2

Bora fazer a distribuição eletrônica...

Um cara que o o subnível mais energético em 5p4 tem a seguinte configuração eletrônica:

1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 6   5 s 2   4 d 10   5 p 4

E contando os elétrons:

2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 2 + 10 + 6 + 2 + 10 + 4 = 52 elétrons

Contando que o átomo em questão é neutro, o número de elétrons deve ser igual ao número de prótons. E a configuração acima representa a distribuição eletrônica do elemento de número atômizo Z = 52 .

A gente ainda pode dar uma olhadinha na tabela periódica e ver que esse número atômico corresponde ao telúrio!

Resposta

Z = 52

Exercício Resolvido #3

Os elementos N, P, As, Sb e Bi estão no mesmo grupo da Tabela Periódica. Escreva a configuração eletrônica esperada para os estados fundamentais desses elementos e prediga quantos elétrons desemparelhados, se algum, cada átomo tem.

Passo 1

Se aqueles caras estão todos no mesmo grupo da tabela periódica, a gente sabe que as configurações eletrônicas deles tem algo em comum: todas vão terminar com o mesmo número quântico secundário ( l ) e o mesmo número sobrescrito (número de elétrons no subnível), mas em níveis diferentes ( n ).

O ideal é você decorar o diagrama de Pauling, mas se ainda quiser dar uma olhada, pega aí:

E dá uma olhada na tabela periódica pra ver o número atômico daquela galera do enunciado, porque a gente precisa saber quantos elétrons cada um deles tem.

7N 15P 33As 51Sb 83Bi

Passo 2

Hora de fazer a distribuição eletrônica da galera:

N 7   :   1 s 2   2 s 2   2 p 3

P :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 3 15  

A s 33   :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 3

S b 51   :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 6   5 s 2   4 d 10   5 p 3  

B i 83   :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 6   5 s 2   4 d 10   5 p 6   6 s 2   4 f 14   5 d 10   6 p 3

Como o esperado, todas as configurações terminam no mesmo tipo de subnível mas em camadas diferentes. Ainda bem!

Passo 3

Pra ver se existem elétrons desemparelhados a gente vai fazer o diagrama das caixinhas do subnível mais energético.

Agora prestenção, as caixinhas só dependem do l e não do n , então elas vão ser iguais pra todos os átomos pedidos.

Vai ser assim:

E como a gente vê aí em cima, todos os 3 elétrons estão sozinhos em suas caixinhas. Ou seja, estão sem par, desemparelhados.

Isso acontece para os átomos dos 5 elementos pedidos no enunciado.

Resposta

N 7   :   1 s 2   2 s 2   2 p 3

P :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 3 15  

A s 33   :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 3

S b 51   :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 6   5 s 2   4 d 10   5 p 3  

B i 83   :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 6   5 s 2   4 d 10   5 p 6   6 s 2   4 f 14   5 d 10   6 p 3

Cada um possui 3 elétrons desemparelhados.

Exercício Resolvido #4

Dê a notação da configuração da camada de valência dos:

  1. Metais alcalinos;
  2. Elementos do Grupo 15/V;
  3. Metais de transição do Grupo 5;
  4. Metais de “cunhagem” (Cu, Ag, Au).

Passo 1

a) Metais alcalinos, pra quem não lembra, são o primeiro grupo/família da tabela periódica: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr.

E pra fazer parte dessa família, é preciso ter configuração eletrônica terminada em s¹. Vamos dar uma olhada:

L i :   3   1 s 2   2 s 1

N a 11   :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 1  

K :   19   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 1

R b :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 6   5 s 1 37  

C s : 55   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 6   5 s 2   4 d 10   5 p 6   6 s 1

F r :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 6   5 s 2   4 d 10   5 p 6   6 s 2   4 f 14   5 d 10   6 p 6   7 s 1 87  

E a camada de valência desses caras coincide com o subnível mais energético. Então as configurações das camadas de valência são, respectivamente: 2s¹, 3s¹, 4s¹, 5s¹, 6s¹, 7s¹.

Considerando que n seja a camada de valência, e também o período da tabela periódica, a gente pode dizer que todos os metais alcalinos tem a camada de valência dada por n s¹.

Passo 2

b) Elementos do Grupo 15/V são a família do nitrogênio: N, P, As, Sb, Bi. E pra fazer parte dessa família, a galera tem que ter a configuração eletrônica terminada em p³.

N 7   :   1 s 2   2 s 2   2 p 3

P :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 3 15  

A s 33   :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 3

S b 51   :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 6   5 s 2   4 d 10   5 p 3  

B i 83   :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 6   5 s 2   4 d 10   5 p 6   6 s 2   4 f 14   5 d 10   6 p 3

A configuração das camadas de valência fica: 2s² 2p³ para o N, 3s² 3p³ para o P, 4s² 4p³ para o As, 5s² 5p³ para o Sb e 6s² 6p³ para o bismuto.

Chamando de n a camada de valência (e o período da tabela periódica onde cada elemento se encontra) a gente pode dizer que os elementos da família do nitrogênio tem a configuração da camada de valência igual a: n n p³.

Passo 3

c) Metais de transição do Grupo 5 são o V, Nb, Ta, Db. Via de regra esses elementos tem como subnível mais energético o n d3.

V 23   :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 3

T a 73   :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 6   5 s 2   4 d 10   5 p 6   6 s 2   4 f 14   5 d 3

D b 105   :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 6   5 s 2   4 d 10   5 p 6   6 s 2   4 f 14   5 d 10   6 p 6   7 s 2   5 f 14   6 d 3  

Pra esses caras, a camada de valência não coincide com o subnível mais energético.

Assim, a camada de valência do Vanádio é a n = 4 de configuração 4s². A configuração da camada de valência do Ta é 6s² e do Db é 7s².

E porque que a gente não falou do nióbio?

Bem, a configuração esperada no nióbio seria:

N b 41   :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 6   5 s 2   4 d 3  

Mas, na verdade, no estado fundamental a configuração observada pra ele é:

N b 41   :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 6   5 s 1   4 d 4  

O nióbio é uma exceção onde a configuração n s¹ ( n -1)d4 é mais estável do que a configuração esperada.

Dessa maneira, a configuração da camada de valência dele é, apenas, 5s¹.

Usando a mesma nomenclatura dos itens anteriores, para os metais do grupo 5, a configuração da camada de valência é dada por n s². Normalmente, como a camada de valência não coincide com o subnível mais energético (decisivo na locação na tabela periódica), a gente cita também o subnível mais energético e fica assim: n s² ( n -1)d³.

Passo 4

d) Metais de “cunhagem” é uma nomenclatura meio antiga pra falar do cobre, da prata e do ouro. Assim como o nióbio, as configurações deles não são exatamente como a gente “espera”. Vamos ver:

Como a gente esperaria que fosse:

C u 29   :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 9  

A g 47   :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 6   5 s 2   4 d 9

A u 79   :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 6   5 s 2   4 d 10   5 p 6   6 s 2   4 f 14   5 d 9

Como realmente é:

C u 29   :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 1   3 d 10  

A g 47   :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 6   5 s 1   4 d 10

A u 79   :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 6   5 s 2   4 d 10   5 p 6   6 s 1   4 f 14   5 d 10

Porque que isso acontece?

Vamos dar uma olhada nos orbitais de um subnível d qualquer, preenchido com nove elétrons e preenchido com 10 elétrons:

Dá pra perceber que a configuração d10 é mais “simétrica” né?

Todos os 5 orbitais dentro de um subnível d são degenerados, ou seja tem o mesmo nível de energia.

Num subnível d preenchido com 9 elétrons é mais “difícil” pro átomos manter os 5 elétrons no mesmo nível energético, porque eles tem “graus de preenchimento” diferente. Mas em uma configuração d10 isso ocorre mais “naturalmente”, com menos “esforço” por parte do átomo.

Simplificando, é mais fácil pro átomo manter 5 orbitais no nível energético igual se eles forem, de fato, iguais.

Por isso a configuração n s¹ ( n -1)d10 é mais estável que a configuração n s² ( n -1)d9 para os metais de cunhagem.

Resposta

  1. n
  2. n n
  3. n s² ( n -1)d³ e n s¹ ( n -1)d4 para o nióbio
  4. n s¹ ( n -1)d10

Onde n é a camada de valência e também o período do elemento na tabela periódica.

Exercício Resolvido #5

Quantos elétrons possui certo subnível 4f, sabendo que o último elétron a preenchê-lo possui os seguintes números quânticos: n = 4 ,     l = 3 ,     m l = + 1 ,     m s = - 1 2 ? (Considere que o primeiro elétron a preencher os orbitais possui spin + 1 2 ). Dê a configuração eletrônica deste átomo e prediga a posição desse elemento na tabela periódica.

Passo 1

Ele no descreve o último elétron do último subnível preenchido (o mais energético), através de seus números quânticos e pergunta quantos elétrons estão habitando esse subnível.

Essa é uma questão para o diagrama das caixas.

Olha aí os 7 orbitais do subnível 4f:

E a gente vai preencher ele até que o último elétron esteja no orbital de m l = + 1 e com spin - 1 , ou seja, . Sendo que o enunciado manda a gente começar a distribuição com spins positivos ( ).

Pela regra de Hund primeiro cada orbital recebe um elétron para que, só depois, qualquer orbital possa receber um segundo elétron.

O elétron em vermelho foi o último a ser colocado no diagrama, obedecendo a ordem exigida pela regra de Hund e pelo enunciado.

Ele está no orbital deseginado por m l = + 1 e tem m s = - 1 2 .

Para que este fosse o último elétron alocado, a gente precisou colocar mais 11 elétrons no orbital 4f. Portanto, o orbital 4f do enunciado possui 12 elétrons.

Passo 2

Para que o subnível 4f esteja semi-preenchido com 12 elétrons, este é o último subnível da configuração eletrônica deste átomo. A configuração é, então:

1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 6   5 s 2   4 d 10   5 p 6   6 s 2   4 f 12

Com o subnível mais energético descrito pelo l = 3 , esse elemento está certamente no bloco f.

Com 12 elétrons nesse subnível, ele está na 12ª coluna do bloco f.

Com camada de valência com n = 6 , podemos dizer que ele está no sexto período.

Resposta

12 elétrons.

Configuração: 1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 6   5 s 2   4 d 10   5 p 6   6 s 2   4 f 12

6º período, 12ª coluna do bloco f.

Exercício Resolvido #6

Quais dos seguintes elementos são metais de transição:

  1. Rádio
  2. Radônio
  3. Háfnio
  4. Nióbio

Passo 1

Os metais de transição são aqueles que tem um subnível d incompleto e, por isso, ficam naquele bloco do “meio” da tabela periódica: o bloco d.

Eles recebem esse nome por terem características intermediárias entre os metais do bloco s e os do bloco p.

Os caras do bloco f são chamados metais de transição interna.

Pra fazer esse exercício é tabela periódica na mão e só.

Passo 2

Pela tabela aí a gente pode ver que o rádio é um metal alcalino terroso e o radônio é um gás nobre.

Háfnio e Nióbio são metais de transição.

Resposta

Háfnio e Nióbio.

Exercício Resolvido #7

Identifique os seguintes elementos como metais, não metais ou metaloides:

  1. Chumbo
  2. Enxofre
  3. Zinco
  4. Silício
  5. Antimônio
  6. Cádmio
  7. Alumínio
  8. Carbono
  9. Germânio
  10. Arsênio
  11. Selênio
  12. Telúrio

Passo 1

No grupo dos metais vão entrar os alcalinos, os alcalinos terrosos, os metais de transição externa, os de transição interna e os outros metais.

Os metaloides, também chamados de semi metais, são o antimônio, o germânio, o polônio, telúrio, boro, silício e arsênio

Os outros são ametais.

Tabela periódica na mão e vamos lá.

Passo 2

Então os:

  • Metais: alumínio, zinco, cádmio, chumbo.
  • Metaloides: silício, germânio, arsênio, antimônio, telúrio.
  • Ametais: carbono, enxofre, selênio.

Resposta

  1. Chumbo: metal
  2. Enxofre: ametal
  3. Zinco: metal
  4. Silício: metaloide
  5. Antimônio: metaloide
  6. Cádmio: metal
  7. Alumínio: metal
  8. Carbono: ametal
  9. Germânio: metaloide
  10. Arsênio: metaloide
  11. Selênio: ametal
  12. Telúrio: metaloide

Exercício Resolvido #8

Quais os números quânticos para os elétrons de valência do antimônio (Sb, Z = 51 )? Prediga sua posição na tabela periódica.

Passo 1

Bora pra distribuição eletrônica do antimônio, pra descobrir os elétrons de valência dele.

S b 51   : 1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 6   5 s 2   4 d 10   5 p 3

Agora olha só, o subnível mais energético é o 5p³. A camada de valência é todo o n = 5 , ou seja: 5s² 5p³. E todos os 5 elétrons dessa camada são elétrons de valência.

Vamos ver o diagrama da caixa pra esses caras:

E os números quânticos de cada um:

Passo 2

Também pela camada de valência sabemos que o antimônio está no 5º período da tabela periódica. Pelo seu subnível mais enegético dizemos que ele está na terceira família do bloco p, ou seja, na família do nitrogênio.

Resposta

5º período, terceira família do bloco p.

Exercício Resolvido #9

Os elementos Ga, Ge, As, Se e Br estão no mesmo período da Tabela Periódica. Escreva a configuração eletrônica esperada para o estado fundamental dos átomos desses elementos e prediga quantos elétrons desemparelhados, se existirem, cada elemento terá.

Passo 1

Se aqueles caras estão todos no mesmo período da tabela periódica, a gente sabe que as configurações eletrônicas deles tem algo em comum: a camada de valência é a mesma (mesmo n ).

A gente vai ter que fazer a configuração eletrônica dessa galera pra ver os elétrons desemparelhados. Se quiser dar uma olhada no diagrama de Pauling, ele tá aí.

E dá uma olhada na tabela periódica pra ver o número atômico daquela galera do enunciado, porque a gente precisa saber quantos elétrons cada um deles tem.

31Ga 32Ge 33As 34Se 35Br

Passo 2

Hora de fazer a distribuição eletrônica:

G a 31   :   1 s 2   2 s 2 2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 1

G e 32   :   1 s 2   2 s 2 2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 2

A s 33   :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 3

S e 34   :   1 s 2   2 s 2 2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 4

B r 35   :   1 s 2   2 s 2 2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 5

Como o esperado, todas as configurações tem a mesma camada de valência, com n = 4 .

Passo 3

Pra ver se existem elétrons desemparelhados a gente vai fazer o diagrama das caixinhas do subnível mais energético, o 4p.

Os elétrons em azul estão desemparelhados.

Portanto, na estrutura eletrônica do estado fundamental:

  • Ga: 1 elétron desemparelhado
  • Ge: 2 elétrons desemparelhados
  • As: 3 elétrons desemparelhados
  • Se: 2 elétrons desemparelhados
  • Br: 1 elétron desemparelhado.

Resposta

G a 31   :   1 s 2   2 s 2 2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 1 – 1 elétrons desemparelhado

G e 32   :   1 s 2   2 s 2 2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 2 – 2 elétrons desemparelhados

A s 33   :   1 s 2   2 s 2   2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 3 – 3 elétrons desemparelhados

S e 34   :   1 s 2   2 s 2 2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 4 – 2 elétrons desemparelhados

B r 35   :   1 s 2   2 s 2 2 p 6   3 s 2   3 p 6   4 s 2   3 d 10   4 p 5 – 1 elétron desemparelhado

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