O documento discute a estrutura atômica e a tabela periódica, abordando tópicos como a estrutura do átomo, números quânticos, orbitais atômicos, tipos de ligação e propriedades dos metais. Inclui tabelas sobre séries espectrais, estruturas cristalinas, distâncias interatômicas e propriedades elétricas e mecânicas de diferentes materiais.
1. ESTRUTURA ATÔMICA
E TABELA PERIÓDICA
O ÁTOMO COMO UM NÚCLEO COM
ELÉTRONS CIRCUNDANTES
O hidrogênio
O ÁTOMO COMO UM NÚCLEO COM
ELÉTRONS CIRCUNDANTES
O hidrogênio
2. ESTRUTURA ATÔMICA E TABELA PERIÓDICA
Tabela 1.1- séries espectrais do átomo de hidrogênio
5. A EQUAÇÃO DE ONDA DE SCHÖDINGER
O PRINCÍPIO DA INCERTEZA DE HEISENBERG
A NATUREZA DUAL DOS ELÉTRONS-
PARTÍCULAS- PARTÍCULAS OU ONDAS
Broglie
constante de Planck
9. A REGRA DE HUND E A CONSTRUÇÃO DOS
ÁTOMOS
O PRINCÍPIO DA EXCLUSÃO DE PAULI
FUNÇÕES DE ONDA TOTAL (ORBITAIS) PARA ÁTOMOS DE
HIDROGÊNIO
A REGRA DE HUND E A CONSTRUÇÃO DOS ÁTOMOS 9
21. A ligação iônica
3
21
ESTRUTURA DOS SÓLIDOS IÔNICOS
REGRAS SOBRE AS RELAÇÕES DE RAIOS
CÁLCULOS DE ALGUNS VALORES LIMITES
DAS RELAÇÕES DE RAIOS
Tabela 3.1- Relações de raios limitantes e estruturas
22. A ligação iônica
Número de coordenação 6 (octaédrico)
EMPACOTAMENTO COMPACTO
Número de coordenação 3 (trigonal plana)
Número de coordenação 4 (tetraédrico)
23. estruturas do sulfeto de zinco
COMPOSTOS IÔNICOS DO TIPO AX (ZnS,
NaCl, CsCl)
CLASSIFICAÇÃO DAS ESTRUTURAS
IÔNICAS
empacotamento compacto
Estrutura do cloreto de sódio
Tabela 3.2-Algumas estruturas baseadas em empacotamento compacto
24. A ligação iônica
Estrutura do rutilo
COMPOSTOS IÔNICOS DO TIPO Ax2 (CAF2,
TIO., SIO2)
Estrutura do cloreto de césio
Estrutura do fluoreto de cálcio (fluorita)
Estrutura do rutilo
25. ESTRUTURA EM CAMADAS (Cdl2, CdCl2,
[NiAs]
Estrutura do iodeto de cádmio
Estrutura do cloreto de cádmio
ESTRUTURA EM CAMADAS (Cdl2, CdCl2,
Estrutura do iodeto de cádmio
Estrutura da beta-cristolita (sílica)
Estrutura do cloreto de cádmio
iodeto de cádmio
26. A ligação iônica
Estrutura do arseneto de níquel
UMA VISÃO MAIS CRÍTICA DA RELAÇÃO
DE RAIOS
Estruturas formadas por íons poliatômicos
Estrutura do arseneto de níquel
Figura 3.12- Estrutura do carbeto de cálcio
27. UM ALERTA SOBRE AS RELAÇÕES DE
RAIOS
Tabela 3.3-Relações de raios dos haletos do grupo 1 e
óxidos do grupo 2
UM ALERTA SOBRE AS RELAÇÕES DE RAIOS
28. ENERGIA RETICULAR
A LIGAÇÃO IÔNICA
Tabela 3.4- Constantes de Madelung
Tabela 3.5- valores para o expoente de Born
30. A LIGAÇÃO IÔNICA
Defeitos de Schottky
Defeitos de Frenkel
DEFEITOS ESTEQUIOMÉTRICOS
CARACTERÍSTICAS DOS SÓLIDOS
31. Excesso de metal
Tabela 3.7-Porcentagem de condução por cátions e
âninos
DEFEITOS NÃO-ESTEQUIMÉTRICOS
32. Deficiência de metais
íons elétricos intersticiais
A LIGAÇÃO IÔNICA
Deficiência de íons positivos
íons e elétrons intersticiais
Deficiência de íons positivos
33. SEMICONDUTORES E TRANSISTORES
SEMICONDUTORES E TRANSISTORES
Tabela 3.8-Intervalos de banda de alguns semicondutores
no zero absoluto
condução extrínseca
semicondução do tipo n
intervalo de bandas (band gap)
íons negativos adicionais intersticiais
vacância
semicondutividade intrísica
38. A TEORIA DE LEWIS
A regra do octeto
A LIGAÇÃO COVALENTE
39. TEORIA DA REPULSÃO DOS PARES DE ELÉTRONS DA CAMADA DE VALÊNCIA
TEORIA DA REPULSÃO DOS PARES DE
ELÉTRONS DA CAMADA DE VALÊNCIA
A TEORIA DE SIDGWICK-POWELL
Exceções à regra do octeto
desemparelhados
regra do octeto
regra do octeto
Tabela 4.1-Formas moleculares previstas pela teoria de
Sidgwick-Powell
VSEPR
40. Efeitos de pares isolados
A LIGAÇÃO COVALENTE
Os efeitos de pares ligantes e pares isolados
nos ângulos da ligação
ALGUNS EXEMPLOS DE APLICAÇÃO DA
‘’TEORIA DA REPULSÃO DOS PARES DE
ELÉTRONS DA CAMADA DE VALÊNCIA’’
(VSEPR)
Princípio isoeletrônico
Efeito da eletronegatividade
Efeito de pares isolados
Bf3 e o íon [BF4]-
109º,28'
109º,28'
104º 27'
107º 48'
104° 27'
102º 30'
repulsão do par isolado reduz
84º 30'
90º
VSEPR
41. TEORIA DA REPULSÃO DOS PARES DE ELÉTRONS DA CAMADA DE VALÊNCIA
Amônia, NH3
Água,H2O
P
Cl
Cl Cl
Cl
Trifluoreto de cloro, ClF3
Pentacloreto de fósforo, PCl5
Par isolado
tetraedro
109º 28' para 104º 27'
180º
42. A LIGAÇÃO COVALENTE
Tetrafluoreto de enxofre, SF4
O íon triiodeto, I3-
Heptafuoreto de iodo, IF7
Hexafluoreto de enxofre, SF6
Tetrafluoreto de enxofre, SF4
bipirâmide trigonal
43. A TEORIA DA LIGAÇÃO DE VALÊNCIA
A TEORIA DA LIGAÇÃO DE VALÊNCIA
Hibridização
45. PARTICIPAÇÃO DO ORBITAL d NAS LIGAÇÕES EM MOLÉCULAS 45
PARTICIPAÇÃO DO ORBITAL d NAS LIGAÇÕES EM MOLÉCULAS 45
hibridização sp3, d
bipirâmidal trigonal
hibridização
51. MÉTODO DA COMBINAÇÃO LINEAR DE ORBITAIS ATÔMICOS (CLOA)
MÉTODO DA COMBINAÇÃO LINEAR DE
ORBITAIS ATÔMICOS (CLOA)
combinações de orbitais d e d
Combinações não-ligantes de orbitais
52. A LIGAÇÃO COVALENTE
EXEMPLOS DA APLICAÇÃO DA TEORIA
DE ORBITAIS MOLECULARES PARA
M O L É C U L A S D I A T Ô M I C A S
HOMONUCLEARES
A molécula de He2
A molécula de He2
A molécula de He2
A molécula de He2
o íon molécula H2+
A molécula H2
A molécula de He2
53. A molécula de C2
A molécula de B2
EXEMPLOS DA APLICAÇÃO DA TEORIA DE ORBITAIS MOLECULARES PARA MOLÉCULAS DIATÔMICAS HOMONUCLERANES
A molécula de c2
Molécula de Li2
Molécula de Be2
Molécula de C2
Molécula de B2
54. A LIGAÇÃO COVALENTE
A molécula de N2
A molécula de O2
A molécula de N2
A molécula de O2
56. A LIGAÇÃO COVALENTE
EXEMPLOS DA APLICAÇÃO DA TEORIA
DE ORBITAIS MOLECULARES PARA
M O L É C U L A S D I A T Ô M I C A S
HETERONUCLEARES
A molécula de CO
A molécula de NOA molécula de NO
A molécula de CO
A molécula de NO
58. A LIGAÇÃO COVALENTE
EXEMPLOS DAAPLICAÇÃO DA TEORIA DOS
ORBITAIS MOLECULARES NO CASO DE
LIGAÇÕES PI DESLOCALIZADAS
O íon carbonato de Co3 2-
O íon nitrato NO3-
o íon carbonato CO32-
60. A LIGAÇÃO COVALENTE
O dióxido de carbono, CO2
O íon azoteto, N3-
MÉTODO DO ÁTOMO UNIDO
SUMÁRIO SOBRE ESTRUTURAS COM
LIGAÇÕES PI MULTICENTRADAS
61.
62. 62
LIGAÇÃO METÁLICA
P R O P R I E D A D E S G E R A I S D O S M E TA I S
C o d u t i v i d a d e
Brilho
Ta b e l a 5 . 1 - c o n d u t i v i d a d e e l é t r i c a d e v á r i o s s ó l i d o s
63. M a l e a b i l i d a d e e f o r ç a d e c o e s ã o
Tabela 5.2-Entalpias de atomização
(medidas a 25º C, exceto Hg)
Tabela 5.3-Previsão de estruturas metálicas a partir do
número de elétrons s e p envolvidos na ligação metálica
64. E s t r u t u r a c r i s t a l i n a d o s m e t a i s
Tabela 5.4-Tipos de estruturas dos metais na tabela periódica
65. T E O R I A D E L I G A Ç Ã O D O S M E TA I S
Comprimentos de ligação
Tabela 5.5 Distâncias interatômicas em moléculas
M2 e cristais metálicos
Te o r i a d o s e l é t r s l i v r e s
Teoria da ligação de valência
comparação entre entalpias de sublimação e dissociação
66. O r b i t a i s a t ô m i c o s
Teoria dos orbitais moleculares ou das bandas
75. 6
75
PROPRIEDADES GERAIS DOS ELEMENTOS
TAMANHO DOS ÁTOMOS E DOS ÍONS
Tamanhos dos átomos
P r o b l e m a s c o m v a l o r e s d o s r a i o s i ô n i c o s
Tamanho dos íons
TA M A N H O D O S Á T O M O S
76. E N E R G I A S D E I O N I Z A Ç Ã OTendências observadas nos raios
Tabela 6.1-Raios covalentes dos elementos
77. Tabela 6.2-Energias de ionização para elementos dos
grupos 1 e 2 (KJ mol -1)
Tabela 6.3-Comparação entre algumas primeiras energias de
i o n i z a ç ã o ( K J m o l - 1 )
Ta b e l a 6 . 4 - P r i m e i r a s e n e r g i a s d e i o n i z a ç ã o d o s e l e m e n t o s
78.
79. Alguns valores de afinidades eletrônicas (KJ mo-1)
AFINIDADE ELETRÔNICA
CICLO DE BORN-HABER
80. Comparação entre valores teóricos e experimentais para energias reticulares
PODER POLARIZANTE E POLARIZABLIDADE- REGRA DE FAJANS
ELETRONEGATIVIDADE
83. Allred e Rochow
C a r á t e r M e t á l i c o
Allred e Rochow
Allred e Rochow e sanderson
84. POTENCIAIS PADRÃO DE ELETRODO E
SÉRIE ELETROQUÍMICA
VALÊNCIA E ESTADOS DE OXIDAÇÃO
VARIÁVEIS
85. Ta b e l a 6 . 1 1 - P o t e n c i a i s d e e l e t r o d o p a d r ã o ( V )
Ta b e l a 6 . 1 1 - P o t e n c i a i s d e e l e t r o d o p a d r ã o ( V o l t a 2 5 º C ) )
86. T a b e l a 6 . 1 2 - A l g u n s p o t e n c i a i s d e r e d u ç ã o p a d r ã o , e m s o l u ç ã o á c i d a a 2 5 º C ( v o l t )
87. R E A Ç Õ E S D E O X I D A Ç Ã O - R E D U Ç Ã O
91. OCORRÊNCIA E OBTENÇÃO DOS
ELEMENTOS
Tabela 6.13-Os elementos mais abundantes
Separação de elementos que existem na
forma nativa
92. Método de redução química a altas temperaturas
Deslocamento de um elemento por outro
Métodos baseados na decomposição termica
93. A eletrólise pode ser efetuada:
solução aquosa
Fatores que influem na escolha do método de
obtenção
Termodinâmica dos processos de redução
outros solventes
estado fundido
Redução eletrolítica
101. MÉTODOS MAIS RECENTES PARA O
ESTUDO DE COMPLEXOS
Tabela 7.2- Números de isômeros previstos e realmente
obtidos
o c t a é d r i c o Hexágon
o plano
(condutividades molares medidas em concentração de 0,001 M)
Tabele 7.4- Número de cargas relacionadas às estruturas
de Werner e a formulação completa
Prisma
trigonal
Tabela 7.3- Condutividade de sais e complexos
102. NÚMEROS ATÔMICOS EFETIVOS
Tabela 7.6- Números atômicos efetivos de alguns metais
com complexos
Tabela 75- Estabelecendo a estrutura de complexos
103. FORMAS DOS ORBITAIS d
A teoria do campo cristalino
LIGAÇÕES EM COMPLEXOS DE METAIS DE
TRANSIÇÃO
Teoria da ligação de valência
Teoria dos orbitais moleculares
TEORIA DA LIGAÇÃO DE VALÊNCIA
104. TEORIA DO CAMPO CRISTALINO
COMPLEXOS OCTAÉDRICOS
hibridização
hibridização
hibridização
105.
106. Tabela 7.8- Desdobramento do campo cristalino por vários
ligantes
Tabela 7.7- Cores absorvidas e cores complentares
haletos < doadores
107. EFEITOS DO
DESDOBRAMENTO DO
CAMPO CRISTALINO
Tabela 7.9- Desdobramento do campo cristalino para hexaaqua complexos de M e
M3+
Tabela 7.10- Desdobramento de desta zero do campo cristalino
num grupo
Tabela 7.11- EECC e energia de emparelhamento para
alguns complexos
EECC
108. Tabela 7.13- Energias reticulares e medidas
Tabela 7.12- EECC e configurações em complexos
octaédricos
109. Tabela 7.14-Configurações eletrônicas simétricas
DISTORÇÃO TETRAGONAL EM
COMPLEXOS OCTAÉDRICOS
(DISTORÇÃO DE jAHN-tELLER)
Tabela 7.15- configurações eletrônicas assimétricas
118. Isomeria de ionização
Isomeria de hidratação
Isomeria de ligação
Isomeria de coordenação
Isomeria de posição de coordenação
Isomeria geometrica ou estereoisomeria
141. APLICAÇÕES DOS METAIS DO GRUPO 1 E
DE SEUS COMPOSTOS
ESTRUTURA ELETRÔNICA
TAMANHO DOS ÁTOMOS E ÍONS
142. Tabela 9.3-Tamanhoe densidade Tabela 9.4-Energias de ionização
ELETRONEGATIVIDADE E TIPOS DE
LIGAÇÃO
DENSIDADE
ENERGIA DE IONIZAÇÃO
O CICLO DE BORN-HABER: VARIAAÇÕES DE
ENERGIA NA FORMAÇÃO DE COMPOSTOS
IÔNICOS
Tabela 9.5- Valores de eletronegatividade
143. Tabela 9.6-Valores de entalpia (variação de H)par Mcl (todos
os valores em mol-1)
Figura 9.3- ciclo de energia para a hidratação de íons
Figura 9.2- ciclo de Born-Haber para a formação do NaCl
146. Reação com o nitrogênio
ÓXIDOS, HIDRÓXIDOS, PERÓXIDOS E
SUPERÓXIDOS
Tabela 9.11- algumas reações dos metais do grupo 1
Óxidos normais- monóxidos
Hidróxidos
NaOH
152. SOLUÇÕES DOS METAISALCALINOS EM
AMÔNIA LÍQUIDA
Tabela 9.15- Solubilidades dos haletos do Grupo
Tabla 9.16- Solubilidade em amônia líquida
COMPOSTOS COM CARBONO
161. PRODUÇÃO
CARBONATO DE SÓDIO
Tabela 10.3- Principais usos do cloro
Tabela 10.2- Produção (em milhões de toneladas)
Tabela 10.4- Principais usos do hidróxido (soda
cáustica
Tabela 10.5- principais usos do carbonato de sódio
165. Processo Dow extração da salmora natural
TAMANHO DOS ÁTOMOS E DOS ÍONS
Processo Dow de extração da água do mar
166. ELETRONEGATIVIDADE
ENERGIAS DE HIDRATAÇÃO
COMPORTAMENTO ANÔMALO DO BERÍLIO
ENERGIA DE IONIZAÇÃO
Tabela 1.4- Pontos de fusão e pontos de ebulição dos
elementos do grupo 1 e 2
Tabela 11.5- Energia de ionização e eletronegatividade
Tabela 11.6- Energia de hidratação
168. Tabela 11.7- Energias reticulares para alguns compostos (KJ
mol-1)
PROPRIEDADES QUÍMICAS
Reação com água
Tabela 11.9- Algumas reações de elementos do Grupo
Tabela 11.8-Entalpias de hidratação
SOLUÇÕES DOS METAIS EM AMÔNIA
LÍQUIDA
180. 12
1 8 0
OS ELEMENTOS
DO GRUPO 13
PROPRIEDADES GERAIS
OCORRÊNCIA E ABUNDÂNCIA
Tabela 12.1- configurações eletrônicas de oxidação
181. APLICAÇÃO DO BORO
Obtenção do alumínio
OBTENÇÃO E USOS DOS ELEMENTOS
Obtenção do boro
Tabela 12.2- Abundância dos elementos na crosta
terrestre, em peso
182. ESTADOS DE OXIDAÇÃO E TIPOS DE
LIGAÇÕES
O estado de oxidação (+III)
Usos do alumínio
Gálio, índio e tálio
183. O estado de oxidação (+II)
PONTOS DE FUSÃO, PONTOS DE EBULIÇÃO E
ESTRUTURAS
O estado de oxidação (+I) ‘‘efeito do par inerte’’
184. TAMANHO DOS ÁTOMOS E ÍONS
Tabela 12.3- Pontos de fusão e pontos de bulição
Tabela 12.4- Raios iônicos e covalentes, e valores de
eletronegatividade
185. ENERGIA DE IONIZAÇÃO
CARÁTER ELETROPOSITIVO
Tabela 12.5- potenciais padrão de redução (volt) Tabela 12.7- Energias de ionização
Tabela 12.6- Potenciais padrão de eletrodo, Eº
186. RELAÇÕES DOS DEMAIS ELEMENTOS
Reações com água e o ar
RELAÇÕES DO BORO
Reações com oxigênio
Tabela 12.8- Algumas reações do boro amorfo
Tabela 12.9- Algumas reações dos outros elementos do
Grupo III
Reações com ácidos e álcalis
205. ESTRUTURA E ALOTROPIA DOS
ELENTOS
Figura 13.1- Estrutura cristalina do diamante (Wells,
A. F., structural Inorganic Chemistry Clarendon
ESTRUTURA E ALOTROPIA DOS
ELEMENTOS
206. DIFERENÇAS ENTRE O CARBONO, O
SILÍCIO E OS DEMAIS ELEMENTOS DO
GRUPO
Tabela 13.4- Energias de ligação
Estrutura do buckminster fulereno
Tabela 13.3- Alguns compostos de carbono com números
de coordenação mais elevados
OS ELEMENTOS DO GRUPO 14
207. Caráter metálico e não-metálico
Compostos tetracovalentes
PROPRIEDADES FÍSICAS
Raios covalentes
Tabela 1.3.5- Raios covalentes, energia de ionização, pontos de fusão e ebulição e
eletronegatividades
caráter metálico e não metálico
Pontos de fusão
DATAÇÃO COM CARBONO RADIOATIVO
Energias de ionização
219. Tabela 13.8-Tipos de interstícios ocupados em estruturas
de empacotamento compacto
Silicatos cíclicos
Pirossilicatos (sorossilicatos, dissilicatos)
CLASSIFICAÇÃO DOS SILICATOS
220. Silicatos em cadeia
OS ELEMENTOS DO GRUPO 14
Figura 13.10- Estruturas de várias cadeias isoladas Figura 13.12-Estrutura de várias cadeias duplas
221. Figura 13.14- Ângulos de clivagem de piroxênios e anfíbólios
Figura 13.15-Estrutura de silicatos em camadas (si2O5)n
Silicatos lamelares (filossilicatos)
229. LIGAÇÕES PI INTERNAS USANDO ORBITAIS d
TETRA-HALETOS
Estrutura eletrônica do Si
no estado fundamental
SiF4
SiF62-
sp2
Figura 13.18-Ligações ppi-dpi na trissilamina (de mackay e mackay,
introduction to modern inorganic chemistry, 4ª ed, blackie, 1989)Figura 13.17-Trimetilamina N(CH3)3, e trissililamina, N(SiCh3)3
236. CONFIGURAÇÕES ELETRÔNICAS E
ESTADOS DE OXIDAÇÃO
OCORRÊNCIA, OBTENÇÃO E USOS
Nitrogênio
Tabela 14.1-configurações eletrônicas e estados de oxidação
14OS ELEMENTOS
DO GRUPO 15
237. Tabela 14.2- Abundância dos elementos
na crosta terrestre, em peso
Tabela 14.3-abundância dos diferentes gases no ar seco
Fósforo
Figura 14.1-Estrututa do adenosina-trifosfato, ATP
238. Arsênio, antimônio e bismuto PROPRIEDADES GERAIS E ESTRUTURAS DOS
ELEMENTOS
Nitrogênio
Tabela 14.4-Pontos de fusão e pontos de ebulição
239. Fósforo
Figura 14.2-A estrutura do fósforo preto. No fósforo preto cristalino,
os átomos estão dispostos em planos dobrados (Van Wazer, J.R.
Phosphorus and its compounds, Vol 1, interscience, N. Y’ork-Londres.
nitratos nitritos
240.
241.
242.
243. Tabela 14.7-Hidreto do nitrogênio
Hidrazina, N2H4
Propriedades doadoras
Tabela 14.6-Algumas propriedades dos hidretos
257. A SÉRIE DOS ÁCIDOS FOFÓTICOS
ÁCIDOS ORTOFÓRICOS
Polifosfatos
258.
259. Polifosfatos de cadeia longa-
metafosfatos lineares
Metafosfatos-ciclo´fosfatos
Figura 14.15-As relações existentes entre vários polifosfatos
260. A SÉRIE DOS ÁCIDOS FOSFÓRICOS
Figura 14.15-alguns íons polifosfato
Figura 14.17-hidrólise e oxidação do fósforo amarelo
Ácido metafosfórico (HPO2)n
261. PRINCIPAIS APLICAÇÕES DOS FOSFATOS
SULFETOS DE FÓSFORO
Ácido hipofosforoso H3PO2
Figura 14.18-Hidrólise alcalina do fósforo
262. Figura 14.19-Estrutura de sulfetos de fósforo
P4S3
P4S10
FOSFAZENAS E CICLOFOSFAZENAS
(COMPOSTOS FOSFONITRÍLICOS)
Figura 14.20-Estrutura de ácidos triofosfóticos