Apontamentos de Química Inorgânica · Engenharia Química · ISPTEC · 2019 · Prof. Júlio Kuende
Apontamentos de Química Inorgânica, do curso de Engenharia Química no Instituto Superior Politécnico de Tecnologias e Ciências (ISPTEC), 2019. Docente: Prof. Júlio Kuende.
Primeiras linhas de Apontamentos de Química Inorgânica · Engenharia Química · ISPTEC · 2019 · Prof. Júlio Kuende
QUÍMICA ORGÂNICA ELEMENTOS DO GRUPO 18: GASES NOBRES Prof Msc. Júlio Kuende 1Luanda, 2017 NÚCLEO DE QUÍMICA TÓPICOS ABORDADOS Gases nobres. Ocorrência e métodos de obtenção. Propriedades químicas Propriedades físicas Aplicações. 2 NÚCLEO DE QUÍMICA Elementos do Grupo 18: Gases Nobres Gases nobres HeH Li Be B C N O F Ne NaMg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr MnFe Co Ni Cu ZnGaGeAs Se Br Kr Rb Sr Y Zr NbMo Tc…
Texto lido do PDF (36 páginas, cerca de 1471 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, 36 páginas
- Desbloqueado
- 0 vezes
Cria conta grátis para desbloquear este material e ler todas as páginas.
NÚCLEO DE QUÍMICAElementos do Grupo 18: Gases NobresGases nobresHeHLi Be B C N O F NeNaMg Al Si P S Cl ArK Ca Sc Ti V Cr MnFe Co Ni Cu ZnGaGeAs Se Br KrRb Sr Y Zr NbMo Tc RuRh Pd AgCd In Sn Sb Te I XeCs Ba La Hf Ta W ReOs Ir Pt AuHg Tl Pb Bi Po At RnFr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt???3
NÚCLEO DE QUÍMICAElementos do Grupo 18: Gases Nobres Os elementos do Grupo 18 têm sido denominados“gases inertes” e “gases raros”. Ambas as denominações são inadequadas.4
NÚCLEO DE QUÍMICAGrupo 18: Gases NobresA descoberta dos fluoretos de Xenônio(1962) mostrouque o Xe não é inerte.Além disso, o Argônio constitui 0,9% em volume daatmosfera terrestre.5
NÚCLEO DE QUÍMICAGrupo 18: Gases Nobres Todavia o nome Gases Nobres é adequado porquemostra a tendência à não reactividade. Os Gases Nobres reagem apenas sobre condiçõesdrásticas.6
NÚCLEO DE QUÍMICAGrupo 18: Gases NobresCONFIGURAÇÃO ELETRÔNICAELEMENTO SÍMBOLO CONFIGURAÇÃOELETRÔNICA2HÉLIOHe1s2 6NEÔNIONe[He]2s2p2 6ARGÔNIOAr[Ne] 3s3p10 2 6CRIPTÔNIOKr[Ar] 3d4s4p10 2 6XENÔNIOXe[Kr] 4d5s5p14 10 2 6RADÔNIORn[Xe] 4f5d6s6p7
NÚCLEO DE QUÍMICAGRUPO 18: GASES NOBRESCONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA O He possui 2 electrões. Os demais possuem octeto completo. Essa configuração eletrônica é muito estável e estárelacionada com a baixa reactividade química desseselementos.8
NÚCLEO DE QUÍMICAGRUPO 18: GASES NOBRESCONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA Esses átomos apresentam uma afinidade eletrônicaigual a zero e energias de ionização muito elevadas. As EI dos gases nobres são as maiores em cada períododa tabela periódica. Em condições normais, os átomos de gases nobresapresentam pouca tendência de perder ou receberelectrões.9
NÚCLEO DE QUÍMICAGRUPO 18: GASES NOBRESATOMICIDADE Todos são gases monoatômicos. A atomicidade unitária é resultante da grande estabilidade Tal estabilidade acarreta uma pequena tendência deformar ligações e resulta na ocorrência dos Gases Nobresna forma de átomos isolados. A TOM fornece uma explicação simples do porquê deespécies diatômicas como He e Ne não serem2210conhecidas.
NÚCLEO DE QUÍMICAGRUPO 18: GASES NOBRESOCORRÊNCIATodos os GN ocorrem na atmosfera da terra com excepçãodo Rn, que existe apenas como um radioisótopo de vidacurta.Somente o Argônio é relativamente abundante.Ne, Ar, Kr e Xe são recuperados a partir do ar líquido pordestilação.11
NÚCLEO DE QUÍMICAGRUPO 18: GASES NOBRESOCORRÊNCIA O argônio constitui 0,93% em volume do ar. A produção mundial de argônio é superior a700.000 toneladas ano. Os demais G.N. são muito menos abundantes.12
NÚCLEO DE QUÍMICAGRUPO 18: GASES NOBRESOCORRÊNCIAO He é obtido a partir de depósitos de gases naturais.A obtenção do hélio a partir do ar é muito dispendiosaporque existe apenas 5 ppm em volume na atmosfera13
NÚCLEO DE QUÍMICAGRUPO 18: GASES NOBRESOCORRÊNCIAABUNDÂNCIA NA PERCENTAGEM EMATMOSFERA VOLUME-4He5,2. 10-3Ne1,5.10Ar 0,93-4Kr1,1.10-6Xe8,7.10-18Rn6,0.1014
NÚCLEO DE QUÍMICAGRUPO 18: GASES NOBRESPROPRIEDADES QUÍMICAS Uma vez que os G.N. são extremamente estáveis, elessofrerão reacções apenas sob condições rigorosas. Podemos esperar que os G.N. mais pesados tenham maiorprobabilidade de formar compostos porque suas E.I. sãomais baixas.400ºCXe + F → XeF(g)2 (g)2 (s)1 Atm15
NÚCLEO DE QUÍMICAGRUPO 18: GASES NOBRESA reacção directa do Xenónio (Xe) com flúor (F) conduz a2uma série de compostos com números de oxidação +2 (XeF),2+4 (XeF), +6 (XeF).460Xe+ F→ XeF400C e 1 atm(g) 2(g) 2(g)0Xe+ 2F→ XeF600C e 6 atm(g) 2(g) 4(g)0Xe+ 3F→ XeF300C e 60 atm(g) 2(g) 6(g)16
NÚCLEO DE QUÍMICAGRUPO 18: GASES NOBRESPROPRIEDADES QUÍMICASForte poder oxidante2XeF + 2H O → 2Xe + 4HF + O2(s)2(g)(g)2(g)XeF + Pt → Xe + PtF4(s)(s)(g)4(s)17
NÚCLEO DE QUÍMICAGRUPO 18: GASES NOBRESPROPRIEDADES QUÍMICAS Uma E.I. menor (para os maiores GN) sugere apossibilidade de compartilhar um elétron com outroátomo, levando a uma reação química. Além disso, como os GN já contêm 8 elétrons na camadade valência, a formação de ligações covalentesnecessitará de uma expansão do octeto. Hibridações: XeF2 = sp3d; XeF4 = sp3d2; XeF6 =sp3d318
NÚCLEO DE QUÍMICAGRUPO 18: GASES NOBRESPROPRIEDADES QUÍMICASNa primeira metade do século XX, apenas clatratos dosgases nobres eram conhecidos, mas eram consideradospseudo-compostos.Clatratos são pseudo-compostos formados quando a água ésolidificada depois de ter sido saturada com um gásconstituído de pequenas moléculas como Ar, Xe, Kr, Cl, Br,22CHCl, H S etc.3219
NÚCLEO DE QUÍMICAGRUPO 18: GASES NOBRESPROPRIEDADES QUÍMICAS Clatrato do latim “enjaulado”. Não são verdadeiroscompostos porque não há ligação direta entre ohospedeiro e hospedado. A ligação entre o hospedeiro e o hospedado é do tipoforças de dispersão de London.20
NÚCLEO DE QUÍMICAGRUPO 18: GASES NOBRESPROPRIEDADES FÍSICAS21
NÚCLEO DE QUÍMICAGRUPO 18: GASES NOBRESPROPRIEDADES FÍSICAS22
NÚCLEO DE QUÍMICAGRUPO 18: GASES NOBRESPROPRIEDADES FÍSICAS1ª Entalpia de Ponto de Fusão RaioEI(kJ/mol) Vaporização (ºC) Atômico(kJ/mol) (°A)He 2372 0,08 -272 1,20Ne 2080 1,7 -248,6 1,60Ar 1521 6,5 -189,0 1,91Kr 1351 9,1 -157,2 2,00Xe 1170 12,7 -108,1 2,20Rn 1037 18,1 -71 -23
NÚCLEO DE QUÍMICAGRUPO 18: GASES NOBRESPROPRIEDADES FÍSICAS Todos os elementos do grupos são gasosos, incolores einodoros. As entalpias de vaporização são baixas porque as únicasforças entre os átomos são as forças de dispersão deLondon (FDL). Como as FDL são muito fracas isto justifica as baixasentalpias de vaporização.24
NÚCLEO DE QUÍMICAGRUPO 18: GASES NOBRESPROPRIEDADES FÍSICAS A entalpia de vaporização aumenta no grupo de cima parabaixo, à medida que aumenta a polarizabilidade dosátomos. Devido às fraquíssimas forças interatômicas, os pontos defusão e ebulição também são muito baixos. O PE do He é o menor da tabela periódica(-272ºC)25
NÚCLEO DE QUÍMICAGRUPO 18: GASES NOBRESPROPRIEDADES FÍSICAS Os raios atômicos desses elementos são todos muitopequenos e aumentam quando se desce pelo grupo. Todos os gases nobres são capazes de se difundir atravésdo vidro, da borracha, de materiais plásticos e de algunsmetais. Isto dificulta o manuseio desses elementos.26
NÚCLEO DE QUÍMICAGRUPO 18: GASES NOBRESPROPRIEDADES DE ALGUNS COMPOSTOS DE XENÔNIOFórmula Ponto de Fusão (ºC)EstadodeOxidaçãoXeF2 +2 129XeF4 +4 117XeF6 +6 49,6XeO3 +6 Decompõe, explodeXeO4 +8 -35,6XeO2F2 +6 30,8XeOF4 +6 -4627
NÚCLEO DE QUÍMICAGRUPO 18: GASES NOBRESAPLICAÇÕES DOS GASES NOBRESO He é usado preferencialmente ao nitrogênio para diluir ooxigênio nos cilindros de ar dos mergulhadores.O He é empregado em balões meteorológicos e dirigíveis.Pequenas quantidades de Ne são utilizadas nas lâmpadasde neônio dos anúncios luminosos (coloração laranja-avermelhada).O Ar é utilizado na obtenção de atmosfera inerte emprocessos metalúrgicos.28
NÚCLEO DE QUÍMICAGRUPO 18: GASES NOBRESAPLICAÇÕES DOS GASES NOBRES O Ar é ainda empregado em lâmpadas incandescentes efluorescentes. O He é o gás nobre mais importante uma vez que o héliolíquido é usado como um líquido refrigerante. O He é também utilizado como gás de refrigeração emreatores e lasers.29
NÚCLEO DE QUÍMICAGRUPO 18: GASES NOBRESAPLICAÇÕES DOS GASES NOBRES O He é usado para inflar pneus de grandes aeronaves, eem balões meteorológicos e de pesquisa sub-orbital nãotripulados da NASA. O He líquido é um importante fluido de refrigeração,sendo usado em espectrômetros de RMN de campo alto,incluindo aqueles empregados em imagens médicas. Uma mistura O2/He substitui a mistura O2/N2 usada nos cilindros para mergulhadores de águas30profundas.
NÚCLEO DE QUÍMICAGRUPO 18: GASES NOBRESEstrutura de Alguns CompostosEstrutura do Composto XeF231
NÚCLEO DE QUÍMICAGRUPO 18: GASES NOBRESEstrutura de Alguns CompostosEstrutura do Composto XeF432
NÚCLEO DE QUÍMICAGRUPO 18: GASES NOBRESEstrutura de Alguns CompostosEstrutura do Composto XeF633
NÚCLEO DE QUÍMICAGRUPO 18: GASES NOBRES• Estrutura de Alguns Compostos2-•Estrutura do Composto [XeF8]Estrutura: Antiprisma quadrática – difícil de explicar a luz da RPECV34
NÚCLEO DE QUÍMICAGRUPO 18: GASES NOBRES• Estrutura de Alguns Compostos-•Estrura do Composto [XeF5]35
NÚCLEO DE QUÍMICAGRUPO 18: GASES NOBRES• Estrutura de Alguns Compostos4-•Estrutura do Composto [XeO6]36