Apontamentos de Química Inorgânica: metais alcalino-terrosos (grupo 2) · ISPTEC · 2019
Apontamentos de Química Inorgânica, do curso de Engenharia Química no Instituto Superior Politécnico de Tecnologias e Ciências (ISPTEC), 2019. Docente: Prof. Júlio Kuende.
Diapositivos das aulas de Química Inorgânica sobre os metais alcalino-terrosos (grupo 2): ocorrência natural, métodos de obtenção, propriedades físicas e químicas e aplicações.
Primeiras linhas de Apontamentos de Química Inorgânica: metais alcalino-terrosos (grupo 2) · ISPTEC · 2019
QUÍMICA INORGÂNICA METAIS ALCALINOS TERROSOS – GRUPO 2 (IIA) Prof Msc. Júlio Kuende 1Luanda, 2019 NÚCLEO DE QUÍMICA TÓPICOS ABORDADOS Metais alcalinos terrosos. Ocorrência natural e métodos de obtenção. Propriedades físicas e químicas. Aplicações. 2 NÚCLEO DE QUÍMICA METAIS ALCALINOS TERROSOS E A TABELA PERIODICA Metais Alcalinos Terrosos H He LiLi Be B C N O F Ne NaNaMg Al Si P S Cl Ar KK Ca Sc Ti V Cr MnFe…
Texto lido do PDF (51 páginas, cerca de 1731 palavras). O ficheiro completo, com as imagens e a formatação original, lê-se no site depois de desbloquear.
- Tipo
- Apontamentos
- Cadeira
- Química Inorgânica
- Curso
- Engenharia Química
- Universidade
- Instituto Superior Politécnico de Tecnologias e Ciências
- Ano
- 2019
- Docente
- Prof. Júlio Kuende
- Ficheiro
- PDF, 51 páginas
- Desbloqueado
- 0 vezes
Cria conta grátis para desbloquear este material e ler todas as páginas.
NÚCLEO DE QUÍMICAMETAIS ALCALINOS TERROSOS E A TABELAPERIODICAMetais Alcalinos TerrososH HeLiLi Be B C N O F NeNaNaMg Al Si P S Cl ArKK Ca Sc Ti V Cr MnFe Co Ni Cu ZnGaGeAs Se Br KrRbRb Sr Y Zr NbMo Tc RuRh Pd AgCd In Sn Sb Te I XeCsCs Ba La Hf Ta W ReOs Ir Pt AuHg Tl Pb Bi Po At RnFrFr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt???
NÚCLEO DE QUÍMICAMETAIS ALCALINOS TERROSOS4
NÚCLEO DE QUÍMICAMETAIS ALCALINOS TERROSOS Os Metais Alcalinos Terrosos mostram as mesmastendências nas propriedades que foram observadas nosMetais Alcalinos. O Be (muito mais que o Li no grupo 1) difere dos restantesdo grupo. O Be mostra algumas semelhanças com o Alumínio nogrupo 13 (IIIA).5
NÚCLEO DE QUÍMICAMETAIS ALCALINOS TERROSOSSEMELHANÇAS DIAGONAIS NA TABELAPERIÓDICA Relações diagonais: lítio e magnésio Determinados elementos do Período 2 exibemcomportamentos que são muito semelhantes aos doselementos do Período 3 imediatamente abaixo e à direitaRelações:1. Li, Mg2. Be, Al3. B, Si 6
NÚCLEO DE QUÍMICAMETAIS ALCALINOS TERROSOSSEMELHANÇAS DIAGONAIS NA TABELAPERIÓDICALítio e Magnésio formam:NitratosHidróxidos e Carbonatos (CO) que se decompõem3com o calor,Sais com solubilidades semelhantesOs metais Alcalinos Terrosos são menos reactivos queos metais do grupo 1.OS METAIS DO GRUPO 17
NÚCLEO DE QUÍMICAPROPRIEDADES COMUNS DOS ELEMENTOSDO GRUPO Encontram-se no segundo grupo da tabela periodica. Não se encontram isolados na natureza. Comunmente são encontrados em forma de carbonatos,fosfatos, silicatos e sulfatos Possuem 2 electrões na camada de valencia. A maioria é insolúvel ou ligeiramente solúvel em água. Muito reativo.
NÚCLEO DE QUÍMICAOCORRÊNCIA NATURAL São encontrados na crosta terrestre Estruturas de rochas O magnésio é encontrado em carmelita, magnetita e dolomita.Extraído da água do mar. Cálcioencontradoemgiz,calcário,gesso eanidrita
NÚCLEO DE QUÍMICAOCORRÊNCIA NATURAL
NÚCLEO DE QUÍMICAPROPRIEDADES GERAIS Os metais alcalinos terrosos geralmente formamcompostos iónicose incolores divalentes.ESTRUTURA ELETRÔNICA Todos os metais alcalinos terrosos têm 2 electrões “s” nonivel electrónico mais externo.2A configuração electrónica condensada é do tipo [GN] ns
NÚCLEO DE QUÍMICAPROPRIEDADES GERAISTAMANHO DOS ÁTOMOS E DOS IÕESOs átomos dos elementos do grupo 2 são grandes, masmenores que os correspondentes elementos do grupo 1. Istoporque a carga adicional do núcleo faz com que a atracçãosobre os electrões aumente.Analogamente, os iões são grandes, mas são menores que osdos correspondenteselementos do grupo 1.
NÚCLEO DE QUÍMICAPROPRIEDADES GERAISTESTE DE CHAMAMg: BrancoCa: Vermelho escuroSr: CarmesimBa: Verde claro
NÚCLEO DE QUÍMICAOBTENÇÃO E APLICAÇÕES
NÚCLEO DE QUÍMICAOBTENÇÃO E APLICAÇÕESMetais são obtidos a partir de seus minérios com o uso de umagente redutor a altas temperaturas ou por eletróliseMgO + C Mg + CO(s)(s)∆(l)(g)Nesta reacção o carbono é utilizado como agente redutor.METAL FONTE NATURAL MÉTODO DERECUPERAÇÃOBerílio Berilo Eletrólise do BeCl2fundidoMagnésio Dolomita Redução químicaCálcio Pedra calcária Eletrólise do CaCl2fundido
NÚCLEO DE QUÍMICAOBTENÇÃO E APLICAÇÕES16
NÚCLEO DE QUÍMICAOBTENÇÃO E APLICAÇÕES17
NÚCLEO DE QUÍMICAOBTENÇÃO E APLICAÇÕES18
NÚCLEO DE QUÍMICAOBTENÇÃO E APLICAÇÕES19
NÚCLEO DE QUÍMICAOBTENÇÃO E APLICAÇÕES20
NÚCLEO DE QUÍMICAOBTENÇÃO E APLICAÇÕES21
NÚCLEO DE QUÍMICAOBTENÇÃO E APLICAÇÕESCálcio e Estrôncio metálicos são obtidos industrialmente pelaeletrólise de seus cloretos, aos quais se adiciona KCl paradiminuir o ponto de fusão.O Bário também é produzido por eletrólise, mas é usualmentepreparado pela redução a alta temperatura do óxido de báriopelo alumínio sob vácuo2Al + 3BaO →3Ba + Al O(s)(s)(l)23(s)22
NÚCLEO DE QUÍMICAPROPRIEDADES FÍSICASPontos de fusão elevados (maior que os elemntos dogrupo 1.Raio átomico e iónico: Menores raios e maior energia de ionização No grupo o tamanho aumenta de cima para baixo. Combinação de tamanho, extras electrões e ligaçõesmetálicas resultam em atrações mais fortes entre os electrõesdeslocalizados e os núcleos dos átomos23
NÚCLEO DE QUÍMICAPROPRIEDADES FÍSICAS Assim, os pontos de fusão e pontos de ebulição são muitosuperiores a dos metais alcalinos Mais duro e mais denso que os metais alcalinos, mas macio eleve comparado aos metais de transição (Fe, Cr, etc) Embora metais da alcalinos terrosos tenham maiorpotencial de ionização, eles ainda formam compostos2 +,iônicos (E) mas o Berílio (Be) é uma excepção que formaligações covalentes. Como os metais alcalinos, os metais alcalinos-terrosos sãoagentes redutores fortes.24
NÚCLEO DE QUÍMICAPROPRIEDADES FÍSICAS Os elementos do Grupo 2 são reativos porque a maiorenergia de rede cristalina de seus compostos é muito alta ecompensa a elevada energia de Ionização (IE) necessária+para formar os catiões 2. A elevada energia da rede cristalina (para o elemento quepossui o menor catião) e a alta densidade de carga resulta namenor solubilidade. A atracção ião-dipolo é tão forte que muitos sais do grupo 2ligeiramente solúveis cristalizam como “Hidratos”25
NÚCLEO DE QUÍMICAPROPRIEDADES FÍSICASEpsom salt – MgSO 7H O Gypsum – CaSO 2H O424226
NÚCLEO DE QUÍMICAPROPRIEDADES FÍSICAS27
NÚCLEO DE QUÍMICAPROPRIEDADES FÍSICAS28
NÚCLEO DE QUÍMICAPROPRIEDADES FÍSICAS29
NÚCLEO DE QUÍMICAPROPRIEDADES FÍSICAS30
NÚCLEO DE QUÍMICAPROPRIEDADES FÍSICAS31
PROPRIEDADES FÍSICASCOMPORTAMENTO ANÓMOLO DO BERÍLIO O berílio tem o menor tamanho; maior energia de ionizaçãoe maior eletronegatividade dos elementos alcalinos terrosos.2 +Combinado com a alta densidade de carga do ião (Be), elepolariza muito fortemente as nuvens electrónicas próximas ecausa extensa sobreposição orbital; isso resulta na ligaçãocovalente BeF é o mais iônico dos compostos berílio, mas seu ponto22+Zn2+Znde fusão e condutividade elétrica são relativamente baixos2+Zn 2+Znem comparação com os outros fluoretos alcalino terrosos.
PROPRIEDADES FÍSICASCOMPORTAMENTO ANÓMOLO DO BERÍLIO Ao contrário de outros metais alcalinos da Terrosos, cujosóxidos são básicos, o BeO é anfótero e não reage com a água-para formar iões OH2+Zn2+Zn2+Zn 2+Zn
NÚCLEO DE QUÍMICAPROPRIEDADES FÍSICAS34
NÚCLEO DE QUÍMICAPROPRIEDADES QUÍMICAS REACÇÕES & COMPOSTOS (E = Ca, Mg, Sr, Ba) A maior parte deles reduz o Nitrogénio para a forma de nitretosiónicos.3E(s) + N (g) E N (s) (excepto Be)232 Os óxidos desses elementos são básicos (excepto for amphotericBeO que é anfotérico)2+ -EO(s) + HO(l)E(aq) + 2OH(aq)2 Todos os carbonatos sofrem decomposição térmica formando óxidocalorECO (s) EO(s) + CO (g) (CaO – Cal32 35
NÚCLEO DE QUÍMICAPROPRIEDADES QUÍMICAS36
NÚCLEO DE QUÍMICAPROPRIEDADES QUÍMICAS Os metais alcalinos terrosos quase sempre reagem formandocompostos nos quais o metal apresenta o estado de oxidação+2.São agentes reductores poderosos, como se pode observarnos seus potênciais de redução. Com excepção do Be e do Mg, esses elementos sãoagentes reductores tão bons quanto os metais alcalinos.37
NÚCLEO DE QUÍMICAPROPRIEDADES QUÍMICASPOTENCIAIS DE REDUÇÃO PARA OS METAISALCALINOS TERROSOS (ε volts)o2+ -Be+2e → Be -1,69 v(s)2+ -Mg+2e → Mg -2,37 v(s)2+ -Ca+2e → Ca -2,87 v(s)2+ -Sr+2e → Sr -2,89 v(s)2+ -Ba+2e → Ba -2,91 v(s)2+ -Ra+2e → Ra -2,92 v(s)38
NÚCLEO DE QUÍMICAPROPRIEDADES QUÍMICAS O Mg forma uma camada protectora de óxido. Assim apesarde seu potencial de redução favorável, o Mg não reagefacilmente a não ser que a camada de óxido seja removidapor amalgamação de mercúrio.39
NÚCLEO DE QUÍMICAPROPRIEDADES QUÍMICASM + 2H O → M(OH) Mg reage com água22quente; Ca, Sr e Bacom água fria.M + 2HCl → MCl + H Todos os metais22reagem com ácidosliberando H2Be + 2NaOH + 2H O → Na [Be(OH) ] + H Be é anfótero22422M + O → 2MO Todos os membros2do grupo formamóxidos normais40
NÚCLEO DE QUÍMICAPROPRIEDADES QUÍMICASBa + O → BaO Com excesso de O o Ba222também forma peróxido.M + H → MH Ca, Sr e Ba formam a altas22temperaturas hidretos iônicos3M + N → M N Todos os elementos do grupo232formam nitretos a temperatu-ras elevadas41
NÚCLEO DE QUÍMICAPROPRIEDADES QUÍMICAS3M + 2P → M P Todos os metais do grupo32formam fosfe-tos a temperaturaselevadasM + S → MS Todos os metais formam sulfetosM + Se → MSe Todos os metais formamselenetos.M + Te → MTe Todos os metais formamteluretosM + X → MX Todos os metais formam haletos.22X=F, Cl, Br e IM + 2NH → M(NH) + H Todos os metais do grupo3222formam amidetos a altastemperaturas42
NÚCLEO DE QUÍMICAAPLICAÇÕESBerilo (Be Al Si O)- usado no fabrico de joias preciosas,32618também é usado como fonte de Berílio óxido de Magnésio (MgO) – Material para o fabrico detijolosrefratários43
APLICAÇÕESCimento Portland 26% Silicato de cálcio Ca SiO24 51% Silicato de tricálcio Ca SiO34 11% Aluminato de tricálcio Ca Al O3262+Zn2+Zn2+Zn 2+Zn
APLICAÇÕESHaletos de alquilos – RMgX (R=Hydrocarbonetos)Reagentes Grignard Reagents – Sintese de compostosorganicos.2+Zn2+Zn2+Zn 2+Zn
NÚCLEO DE QUÍMICAAPLICAÇÕES DO BERÍLIO• Spacecraft• AeronavesPolucita• Mísseis• raios X46
NÚCLEO DE QUÍMICAAPLICAÇÕES DO MAGNÉSIO• Aviões• Mísseis• Bombas• Motor dos carrosPolucita• Medicina• Computadores47
NÚCLEO DE QUÍMICAAPLICAÇÕES DO CÁLCIO• Builds Strong bones andteeth• Utilizado na fabricação desinalizadoresPolucita• Usado no leite• Usado na produção degesso48
NÚCLEO DE QUÍMICAAPLICAÇÕES DO ESTRÔNCIO• Utilizado na fabricaçãode sinalizadores• Utilizado na fabricaçãoPolucitada cor49
NÚCLEO DE QUÍMICAAPLICAÇÕES DO BÁRIO• Aplicações médicas• Fabricação de vidro• Veneno de ratoPolucita• Fabricação deborrachas50
NÚCLEO DE QUÍMICAAPLICAÇÕES DO RADIOTratamento doPolucitaCancer51