Interpretar a tendência geral para a diminuição da energia de ionização e para o aumento do raio atómico

observados ao longo de um grupo da Tabela Periódica.

Sumário Evolução histórica da Tabela Periódica. Organização da Tabela Periódica: grupos, períodos e blocos.

Propriedades periódicas: raio atómico e energia de ionização.

Atividades

•Fazer uma revisão da matéria do subdomínio «1.2 Energia dos eletrões nos átomos» recorrendo ao «Resumo» da página 65 do Novo 10Q.

•Em diálogo com os alunos referir que a enorme diversidade de materiais da natureza é resultado das variadas associações de alguns milhões de substâncias conhecidas. Contudo, é muito reduzido o número de elementos químicos que as constituem, que se encontram organizados na Tabela Periódica dos elementos.

•Iniciar o estudo da Tabela Periódica questionando os alunos: «Quem teve a ideia de ordenar os elementos químicos numa tabela tão genial?». Debater as diferentes ideias reforçando as participações enriquecedoras.

•A partir das ideias dos alunos, referir que a evolução da estrutura da Tabela Periódica e da organização dos elementos foi um processo lento que resultou da contribuição de vários cientistas.

•Destacar as contribuições de Döbereiner, Newlands, Mendeleev e Moseley para a organização dos elementos e para a construção da Tabela Periódica atual.

•Avançar para a interpretação da Tabela Periódica observando-a e analisando a sua organização.

•Enfatizar que os elementos químicos estão dispostos em 18 colunas verticais, a que chamamos grupos e em 7 linhas horizontais, os períodos. Na parte inferior da Tabela Periódica encontram-se a série dos lantanídeos e dos actinídeos. •Referir que até à data, a IUPAC – entidade que regulamenta toda a nomenclatura em química – reconhece a existência de 114 elementos químicos.

•Dar a conhecer aos alunos o site da IUPAC e a sua Tabela Periódica. •Interrogar os alunos «Como foi feita a organização dos elementos?».

•Debater as ideias com os alunos relembrando o estudo da Tabela Periódica no 9.o _ano.

•Concluir que os elementos estão organizados por ordem crescente do seu número atómico e que os elementos do mesmo grupo têm algumas propriedades comuns entre si.

•Identificar que há conjuntos de elementos metálicos, não metálicos e os gases nobres.

•Indicar que, como existem propriedades semelhantes entre vários elementos, estes formam famílias, como as famílias dos metais alcalinos, dos metais alcalino-terrosos, dos halogénios ou dos gases nobres.

•Apresentar a configuração eletrónica de diferentes elementos, por exemplo o sódio, o vanádio e o cloro, para identificar a existência de blocos na Tabela Periódica (blocos s, p, d e f) que estão relacionados com as orbitais de maior energia ocupadas pelos átomos de cada elemento.

•Interpretar as Fig. 3 e 4 da página 82 do Novo 10Q e Fig. 5 da página 83 para identificar os elementos representativos e de transição e os blocos da Tabela Periódica para sistematizar os conteúdos abordados.

•Relacionar o grupo dos elementos representativos na Tabela Periódica com o número dos seus eletrões de valência. •De forma semelhante, relacionar o período dos elementos representativos na Tabela Periódica com o número de níveis de energia ocupados pelos eletrões no átomo.

Atividades

•Ler conjuntamente as Questões resolvidas 1 e 2 das páginas, respetivamente, 83 e 84 do Novo 10Q para sintetizar a relação entre as configurações eletrónicas dos elementos e a respetiva posição na Tabela Periódica.

•Realçar e sublinhar a ideia chave que apenas se pode relacionar a configuração eletrónica dos elementos com a sua posição na Tabela Periódica quando estes se encontram no estado fundamental.

•Avançar para o estudo das propriedades periódicas dos elementos colocando a questão «Por que é que esta Tabela é Periódica?». Proporcionar um momento de debate e reforçar participações enriquecedoras.

•Partir das ideias dos alunos, para que compreendam que a Tabela é periódica porque certas propriedades dos elementos variam com regularidade.

•Questionar os alunos «Como varia o tamanho dos átomos dos elementos da Tabela Periódica?» para introduzir a variação do raio atómico. Debater as respostas dos alunos para que compreendam que os átomos terão diferentes raios atómicos e que terão uma determinada organização. Pedir aos alunos para fazerem a distribuição eletrónica de elementos como o flúor, o oxigénio, o lítio, o sódio e o potássio, debatendo depois a variação do raio atómico ao longo de cada grupo e de cada período da Tabela Periódica.

•Da análise das distribuições eletrónicas dos elementos, sintetizar que quanto maior for o seu número quântico principal, maior será o tamanho da sua nuvem eletrónica, ou seja, maior será o seu raio atómico e que para elementos com o mesmo número quântico, quanto maior for a carga nuclear do átomo, mais este atrairá os seus eletrões, logo o seu raio atómico será menor.

•Ler e analisar conjuntamente a Questão resolvida 3 da página 86 do Novo 10Q para consolidar conhecimentos. •Relembrar os conteúdos sobre a energia de remoção eletrónica abordados anteriormente para introduzir, por analogia, o conceito de energia de ionização, questionando os alunos «Como é possível remover um eletrão de um átomo?».

•Debater as suas respostas e concluir que a energia de ionização é uma medida da maior ou menor facilidade com que o eletrão pode ser removido do átomo.

•Definir a energia de ionização como a energia mínima necessária para remover um eletrão de um átomo no estado gasoso e no seu estado fundamental, e explicar aos alunos que quanto maior for a energia de ionização mais difícil é a remoção de um eletrão ao átomo.

•Explicar que cada átomo tem tantas energias de ionização quantos eletrões possui, designando-se a energia necessária para remover o eletrão mais afastado do núcleo atómico (o eletrão mais energético) de 1.a _{energia de} ionização, para remover o 2.o eletrão mais energético do átomo agora ionizado de 2.a energia de ionização e assim sucessivamente.

•Mostrar que o eletrão de valência é o eletrão mais fácil de remover porque tem uma energia maior, ou seja, sente uma menor atração elétrica do núcleo atómico, por isso, a 1.a energia de ionização é menor que a 2.a energia de ionização, e esta é menor que a 3.a _…

•Questionar os alunos «Se a energia de ionização depende da atração que o núcleo atómico exerce sobre os eletrões de valência do átomo, como variará esta propriedade ao longo dos elementos da Tabela Periódica?» para introduzir um pequeno debate, para compreender a variação da energia de ionização ao longo dos grupos e dos períodos da Tabela Periódica.

•A partir da configurações eletrónicas feitas anteriormente, analisá-las conjuntamente de forma a explorar como a energia de ionização variará ao longo de cada período e de cada grupo da Tabela Periódica, concluindo que varia de forma inversa do raio atómico.

•Concluir assim que quanto maior o número quântico principal, menor é sua 1.a _{energia de ionização (se o eletrão se} encontra mais afastado do núcleo atómico, sente uma menor atração por parte deste, logo é mais fácil removê-lo) e, para átomos com o mesmo número quântico principal, quanto maior a carga nuclear, maior a energia de ionização (se o eletrão está eletricamente mais atraído pelo núcleo atómico mais difícil é removê-lo do átomo)

•Ler conjuntamente a Questão resolvida 4 da página 88 do Novo 10Q.

•Construir um quadro síntese semelhante à Tab. 2 da página 88 do Novo 10Q para evidenciar os fatores que influenciam o raio atómico e a energia de ionização.

•Sistematizar as conclusões globais da aula e consolidar os conteúdos abordados com a resolução dos exercícios 1 a 23 das «+Questões» das páginas 98 a 101 do Novo 10Q.

Recursos

•Manual

Apresentação dos conteúdos: pp. 80 a 88 Resumo: pp. 93

TPC •Caderno de Exercícios e Problemas: pp. 32 a 35

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Avaliação •Observação direta dos alunos na aula.

Escola__________________________________________________________________________________________________________

Ano _______________________________Turma _______________ Aula N.o_{________Data________ /________/ ________}

DOMÍNIO: Elementos químicos e sua organização SUBDOMÍNIO: Tabela Periódica

CONTEÚDOS: Famílias de metais e de não metais. Al 1.3 Densidade relativa de metais

Metas Curriculares