Grade 11
  1. Conceitos básicos de química  1.1. Importância da Química  1.2. Natureza e escopo da química  1.3. leis da combinação química  1.3.1. Lei da conservação da massa  1.3.2. Lei das proporções definidas  1.3.3. Lei das proporções múltiplas  1.3.4. Lei dos volumes gasosos  1.3.5. Lei de Avogadro  1.4. Teoria atômica de Dalton  1.5. Conceito de mol e massa molar  1.6. Composição percentual  1.7. Fórmula empírica e molecular  1.8. Estequiometria e Cálculos Estequiométricos  1.9. Conceito de reagente limitante
  2. Estrutura do átomo  2.1. Descoberta do elétron, próton e nêutron  2.2. Modelo Atômico  2.2.1. Modelo de Thomson  2.2.2. Modelo de Rutherford  2.2.3. Modelo de Bohr  2.3. Modelo mecânico quântico do átomo  2.4. Dupla natureza da matéria e da radiação  2.5. Princípio da Incerteza de Heisenberg  2.6. Números quânticos  2.7. Orbitais atômicos e suas formas  2.8. Configuração eletrônica dos elementos  2.9. Princípio de Aufbau  2.10. Princípio da exclusão de Pauli  2.11. Regra da máxima multiplicidade de Hund  2.12. Hipótese de de Broglie  2.13. Efeito fotoelétrico
  3. Classificação dos elementos e periodicidade nas propriedades  3.1. Desenvolvimento histórico da tabela periódica  3.2. Lei Periódica Moderna e Tabela Periódica  3.3. Tendências periódicas em propriedades  3.3.1. Raio Atômico e Iônico  3.3.2. Entalpia de ionização  3.3.3. Entalpia de ganho de elétrons  3.3.4. Eletronegatividade  3.3.5. Valência  3.3.6. Propriedades Metálicas e Não Metálicas  3.3.7. Estados de oxidação  3.4. Propriedades Incomuns dos Primeiros Elementos
  4. Chemical Bonding and Molecular Structure  4.1. Abordagem de Kossel–Lewis para ligação química  4.2. Ligação iônica ou eletrovalente  4.3. Ligação covalente e suas características  4.4. Parâmetros de ligação  4.5. Teoria VSEPR  4.6. Teoria do enlace de valência  4.7. Hibridização e seus tipos  4.8. Teoria do orbital molecular  4.8.1. Ordem de ligação e estabilidade  4.9. Ligação de hidrogênio
  5. Estados da matéria  5.1. Forças intermoleculares  5.2. Leis dos Gases  5.2.1. Lei de Boyle  5.2.2. Lei de Charles  5.2.3. Lei de Avogadro  5.2.4. Lei de Dalton das pressões parciais  5.2.5. Lei de Graham da difusão  5.3. Equação do Gás Ideal e Aplicações  5.4. Gases reais e desvios do comportamento ideal  5.5. Teoria cinética molecular dos gases  5.6. Liquefação de gases  5.7. Propriedades dos Líquidos  5.8. Tensão superficial e viscosidade
  6. termodinâmica  6.1. Sistema e ambiente  6.2. Tipos de sistemas em termodinâmica  6.3. Tipos de procedimentos  6.4. Primeira lei da termodinâmica  6.5. Energia interna e entalpia  6.6. Capacidade calorífica e calor específico  6.7. Lei de Hess da soma constante de calor  6.8. Entalpia de dissociação de ligação  6.9. Entalpia de formação e combustão  6.10. Entalpia de solução e neutralização  6.11. Espontaneidade e a segunda lei da termodinâmica  6.12. Energia livre de Gibbs e suas aplicações
  7. Equilíbrio  7.1. O conceito de equilíbrio  7.2. Constante de equilíbrio e suas aplicações  7.3. Princípio de Le Chatelier  7.4. Equilíbrio iônico em soluções  7.5. Teoria de Ácidos e Bases  7.5.1. Conceito de Arrhenius  7.5.2. Conceito de Bronsted-Lowry  7.5.3. Conceito de Lewis  7.6. Escala de pH e pOH  7.7. Efeito do íon comum  7.8. Hidrólise de sais  7.9. Soluções tampão e seu mecanismo de ação  7.10. Equilíbrio de solubilidade de sais pouco solúveis
  8. Reações Redox  8.1. Conceitos de Oxidação e Redução  8.2. Número de oxidação e suas aplicações  8.3. Reações redox em termos de transferência de elétrons  8.4. Balanceamento de reações redox (métodos do número de oxidação e íon-elétron)  8.5. Tipos de reações redox  8.6. Células Eletroquímicas e Reações Redox
  9. Hidrogênio  9.1. Posição do Hidrogênio na Tabela Periódica  9.2. Isótopos do hidrogênio  9.3. Preparação de Hidrogênio  9.4. Propriedades do Hidrogênio  9.5. Hidratos e sua classificação  9.6. Água e água pesada  9.7. Peróxido de hidrogênio e suas propriedades  9.8. Usos do Hidrogênio e Seus Compostos
  10. Elementos do bloco s (metais alcalinos e alcalino-terrosos)  10.1. Elementos do Grupo 1 - Propriedades e Tendências  10.2. Elementos do Grupo 2 - Propriedades e Tendências  10.3. Unusual properties of lithium and beryllium  10.4. Compostos importantes de sódio e seus usos  10.5. Compostos Importantes de Magnésio e Cálcio
  11. Alguns elementos do bloco p  11.1. Introdução Geral aos Elementos do Bloco p  11.2. Elementos do Grupo 13  11.2.1. Boro e seus compostos  11.3. Grupo 14 Elementos  11.3.1. Carbono e seus alótropos  11.3.2. Compostos Importantes de Carbono e Silício
  12. Química Orgânica - Alguns Princípios e Técnicas Básicas  12.1. Classificação e Nomenclatura de Compostos Orgânicos  12.2. Representação estrutural de compostos orgânicos  12.3. Classificação das reações orgânicas  12.4. Efeitos Eletrônicos em Química Orgânica  12.4.1. Efeito indutivo  12.4.2. Efeito de ressonância  12.4.3. Hiperconjugação  12.5. Mecanismo de reação e espécies intermediárias  12.6. Purificação e análise qualitativa de compostos orgânicos
  13. Hidrocarbonetos  13.1. Hidrocarbonetos  13.1.1. Preparação e Propriedades dos Alcenos  13.2. alceno  13.2.1. Preparação e Propriedades dos Alcenos  13.2.2. Reações de adição eletrofílica  13.3. Alcinos  13.3.1. Preparação e Propriedades dos Alcinos  13.4. Aromatic hydrocarbons  13.4.1. Estrutura e propriedades do benzeno  13.4.2. Reações de substituição eletrofílica do benzeno
  14. Química Ambiental  14.1. Poluição Ambiental  14.2. Poluição atmosférica e o efeito estufa  14.3. Poluição da água e métodos de tratamento  14.4. Poluição do solo e seus efeitos  14.5. Resíduos industriais e seu tratamento  14.6. Estratégias para controle da poluição

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Elementos do Grupo 1 - Propriedades e Tendências


Os elementos do grupo 1, também conhecidos como metais alcalinos, são um grupo fascinante de elementos com propriedades únicas e distintivas. Estes elementos estão localizados na primeira coluna da tabela periódica e incluem lítio (Li), sódio (Na), potássio (K), rubídio (Rb), césio (Cs) e frâncio (Fr). Este grupo é caracterizado pelo único elétron presente em sua camada mais externa, que é responsável por seu comportamento químico. Nesta discussão, aprofundaremos nas propriedades e tendências observáveis desses elementos à medida que avançamos no grupo.

1. Propriedades gerais dos elementos do grupo 1

Reatividade química

Uma das propriedades mais notáveis dos metais alcalinos é sua alta reatividade. Esta reatividade deve-se à sua baixa energia de ionização, o que facilita a perda de seu elétron mais externo e a formação de um íon positivo. A reação geral para um metal alcalino reagindo com água pode ser escrita como:

2M + 2H 2 O → 2MOH + H 2

Onde M representa o metal do grupo 1.

Maciez

Os metais alcalinos são conhecidos por sua maciez. Eles têm um brilho metálico, mas geralmente são macios o suficiente para serem cortados com uma faca. Os metais ficam mais macios à medida que avançamos no grupo de lítio para césio.

Ponto de fusão e ebulição baixos

Os metais no grupo 1 têm pontos de fusão e ebulição relativamente baixos em comparação com outros metais. Esses pontos diminuem à medida que descemos no grupo. Por exemplo:

  • O ponto de fusão do lítio é cerca de 180,5°C.
  • O sódio funde a 98°C.
  • O potássio funde a 63,5°C.

2. Propriedades físicas e estrutura atômica

Raio atômico e iônico

Os raios atômicos e iônicos dos elementos do grupo 1 aumentam à medida que nos movemos para baixo no grupo. Isso se deve à adição de camadas de elétrons em cada elemento sucessivo. Embora a carga nuclear aumente, a adição de uma nova camada anula esse efeito, tornando o tamanho atômico maior. Isso pode ser visualizado da seguinte forma:

[Li] 2s 1 < [Na] 3s 1 < [K] 4s 1 < [Rb] 5s 1

Densidade

Os metais alcalinos são geralmente menos densos que os outros metais, com lítio, sódio e potássio tendo densidades menores que a água, permitindo que eles flutuem. A densidade aumenta à medida que o número atômico aumenta, exceto para o potássio, que tem uma densidade menor que o sódio.

Aparência

Esses metais são brilhantes e prateados, mas se oxidam rapidamente quando expostos ao ar devido à formação de uma camada de óxido na superfície.

3. Tendências nas propriedades químicas

Energia de ionização

A energia de ionização dos metais alcalinos diminui à medida que descemos no grupo. Isso se deve ao fato de que o elétron externo está longe do núcleo e é completamente protegido pelas camadas internas, tornando mais fácil removê-lo.

Reatividade com água

A reatividade dos elementos do Grupo 1 com a água aumenta descendente no grupo. O lítio reage lentamente, formando hidróxido de lítio e gás hidrogênio, enquanto o sódio reage mais vigorosamente, e o potássio de forma ainda mais agressiva, frequentemente inflamando o gás hidrogênio produzido.

Reatividade com o ar

Todos os metais alcalinos reagem com oxigênio para formar óxidos, embora a natureza da oxidação varie. O lítio forma óxido de lítio (Li 2 O), o sódio forma o peróxido de sódio (Na 2 O 2), e o potássio forma superóxido de potássio (KO 2) como seus principais produtos.

4. Compostos comuns e suas aplicações

Os metais alcalinos formam uma ampla variedade de compostos que têm usos industriais e práticos importantes. Alguns compostos comuns incluem:

  • Cloreto de sódio (NaCl): Também conhecido como sal de cozinha, este composto é essencial para a dieta humana e possui inúmeros usos industriais.
  • Carbonato de lítio (Li 2 CO 3): É usado no tratamento de transtorno bipolar e também é um componente chave de baterias de íon-lítio recarregáveis.
  • Hidróxido de potássio (KOH): Usado na fabricação de sabão e como precursor para outros compostos de potássio.

5. Observando os efeitos do grupo 1

Para ver com mais clareza as tendências e propriedades dos metais alcalinos ao longo do grupo, considere a seguinte representação esquemática:

Took No K

Este diagrama mostra o aumento simplificado nos tamanhos atômico e iônico à medida que subimos no grupo de lítio para potássio. Um aumento no tamanho leva a uma maior reatividade e menores energias de ionização.

6. Medidas de segurança e precaução

Devido à sua alta reatividade, especialmente com a água e a umidade do ar, é necessária uma manipulação cuidadosa dos metais alcalinos. Eles são frequentemente armazenados sob óleo para evitar reações indesejadas. Equipamentos de segurança adequados, como óculos de proteção, luvas e escudos faciais, devem ser usados ao manipular esses metais em um ambiente de laboratório.

7. Conclusões

O estudo dos elementos do grupo 1 revela um padrão de propriedades e comportamentos determinados por sua configuração eletrônica. À medida que passamos do lítio para o frâncio, as tendências observadas estão diretamente relacionadas a alterações no tamanho, níveis de energia e interações eletrônicas. Isso torna os metais alcalinos particularmente importantes objetos de estudo nos campos da química e física, com suas aplicações alcançando uma variedade de áreas tecnológicas e industriais.

Compreender essas propriedades não só ajuda a prever seu comportamento, mas também a desenvolver novos materiais e soluções para desafios científicos e industriais modernos.


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