São os mais numeroso entre os elementos. Todos os elementos dos blocos s, d e f da

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OS METAIS

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INTRODUÇÃO

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São os mais numeroso entre os

elementos

Todos os elementos dos blocos s, d e f da

tabela periódica são metais

Alguns elementos do bloco p também são

metais: Alumínio, Gálio, Tálio, Estanho, Chumbo e Bismuto

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Distribuição dos elementos metálicos (em azul) na tabela periódica

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PROPRIEDADES

GERAIS DOS METAIS

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CONDUTIVIDADE ELÉTRICA

Nos metais os elétrons mais afastados do núcleo estão fracamente ligados a ele e podem se mover pelos espaços interatômicos. Estes elétrons são interatômicos. Estes elétrons são chamados de elétrons livres e são os

responsáveis pela condução de eletricidade nos metais

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NUVEM OU MAR DE ELÉTRONS

RESPONSÁVEIS PELA CONDUÇÃO DE CORRENTE ELÉTRICA NOS METAIS

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CONDUTIVIDADE TÉRMICA

Os elétrons livres também tomam parte na condução do calor: a razão pela qual os metais são bons condutores de calor é exatamente o fato de tanto os elétrons livres como as moléculas tomarem parte na como as moléculas tomarem parte na transmissão de energia térmica das partes quentes para as partes frias.

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Ductibilidade: capacidade de ser

transformada em fios

Maleabilidade: capacidade de ser

transformado em lâminas

Resistência mecânica alta Resistência mecânica alta

Sólidos. Exceto o mercúrio (líquido). Brilho

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CHIP DE COMPUTADORES:

MALEABILIDADE: LÂMINA DE OURO

CHIP DE COMPUTADORES: METAIS SÃO BONS

CONDUTORES DE ELETRICIDADE DUCTIBILIDADE: FIO DE COBRE

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A entalpia (energia) de Vaporização dos

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Considerações Importantes!!!

A baixa entalpia de vaporização do sódio

e do mercúrio possibilita aplicá-los em lâmpadas de iluminação pública (vapores) e fluorescentes.

e fluorescentes.

O tungstênio, com o valor mais alto é

usado como filamento em lâmpadas incandescentes, já que ele volatiliza muito lentamente.

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A maioria dos metais reage com o oxigênio

(O₂). Entretanto, a espontaneidade e a

velocidade dessa reação varia muito.

PROPRIEDADES QUÍMICAS

Ex: O Césio inflama-se em contato com o ar. O Alumínio e o Ferro sobrevivem ao ar e por isso são empregados comercialmente.

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OS METAIS DO BLOCO

OS METAIS DO BLOCO S:

S:

METAIS ALCALINOS (GRUPO 1)

METAIS ALCALINOS

TERROSOS (GRUPO 2)

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METAIS ALCALINOS (1A)

Os Alcalinos são os elementos do Grupo

1 (1A) da Tabela Periódica. Formada pelos seguintes metais: lítio (Li), sódio (Na), potássio (K), rubídio (Rb), césio (Cs) e frâncio (Fr).

e frâncio (Fr).

Têm este nome porque reagem muito

facilmente com a água e, quando isso ocorre, formam hidróxidos e libertando

hidrogênio.

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METAIS ALCALINOS TERROSOS (2A)

Os alcalino-terrosos são os elementos

químicos do grupo 2 (2 A) da tabela periódica, e são os seguintes: berílio (Be), magnésio (Mg), cálcio (Ca), estrôncio (Sr), magnésio (Mg), cálcio (Ca), estrôncio (Sr), bário (Ba) e radio (Ra).

O nome alcalino-terroso provém do nome

que recebiam seus óxidos: terras.

Possuem propriedades básicas (alcalinas).

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A abundância é muito variada na crosta

terrestre: desde o Cálcio (5º metal mais abundante), seguido pelo Sódio, Magnésio até aos metais mais raros como Césio e Berílio.

Abundância na crosta: as quantidades citadas estão na base 10

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Possuem Energia de Ionização Baixa

Esses metais reagem rapidamente com a

água para liberar hidrogênio (H₂).

Os números de oxidação coincidem com o

seu número de grupo:

Metais Alcalinos (IA): + 1

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OBTENÇÃO

Sódio, Potássio, Magnésio e Cálcio são

abundantes na crosta terrestre, mas a obtenção dos metais requer muita energia e consequentemente é cara!!!

METAL FONTE

NATURAL

MÉTODO DE OBTENÇÃO

LÍTIO LiAl(SiO₃) ELETRÓLISE SÓDIO ÁGUA DO MAR ELETRÓLISE CÁLCIO CALCÁRIO ELETRÓLISE

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Eletrólise ígnea do NaCl

Fonte de corrente direta Fonte de corrente direta

cátodo cátodo ânodo _ânodo

e- e- e

-e

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Os metais alcalinos e alcalinos terrosos

são dissolvidos até pela água.

M (s) + H

M (s) + H₂₂_{O (l) → M}_{O (l) → M}++ _{(aq) + OH}_{(aq) + OH}− − _{(aq) + H}_{(aq) + H}

22 (g)(g)

M (s) + 2 H

M (s) + 2 H O (l) → MO (l) → M+2+2 _{(aq) + 2OH}_{(aq) + 2OH}− − _{(aq) + H}_{(aq) + H (g)}_(g)

M (s) + 2 H

M (s) + 2 H₂₂_{O (l) → M}_{O (l) → M}+2+2 _{(aq) + 2OH}_{(aq) + 2OH}− − _{(aq) + H}_{(aq) + H}

22 (g)(g)

Estas reações são tão rápidas e

exotérmicas que faz com que o hidrogênio se inflame

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OS METAIS DO BLOCO

OS METAIS DO BLOCO d

d

OS METAIS DO BLOCO

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METAIS DE TRANSIÇÃO

São conhecidos como elementos de

transição porque suas propriedades são geralmente intermediárias entre os geralmente intermediárias entre os elementos metálicos dos blocos s e os elementos não metálicos dos blocos p.

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A maioria dos metais do bloco d é muito

mais rígida do que os metais do bloco s

Apresentam a velocidade de oxidação

moderada

Tais fatos justificam o uso do ferro, cobre e titânio na construção de edifícios e veículos

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ESTADOS DE OXIDAÇÃO ELEVADOS

Os Metais do bloco d apresentam ampla

faixa de estados de oxidação o que induz a uma química rica e interessante.

O estado de oxidação do grupo pode ser

alcançado por elementos que se encontram ao lado esquerdo do bloco d, mas não pelos elementos do lado direito

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O diagrama de Frost estabelece uma

relação qualitativa da estabilidade relativa dos estados de oxidação.

DIAGRAMA DE FROST

O estado de oxidação mais estável de um elemento corresponde à espécie que se encontra mais baixo no diagrama de Frost

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APLICAÇÕES DO FERRO

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É o metal de transição mais abundante da

crosta terrestre.

O ferro é encontrado em numerosos

minerais, destacando-se a: Hematita (Fe₂O₃) Hematita (Fe₂O₃) Magnetita (Fe₃O₄) Limonita (FeO(OH)) Siderita (FeCO₃) Pirita (FeS₂) Ilmenita (FeTiO₃)

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Hematita (Fe₂O₃) Magnetita (Fe3O4): minério com

maior teor de ferro (72,4% Fe)

Siderita (FeCO₃): abundante do Brasil

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A redução dos óxidos para a obtenção do

ferro é efetuada em fornos denominados

alto forno ou forno alto.

Nele são adicionados os minerais de ferro,

em presença de coque (C), e carbonato em presença de coque (C), e carbonato de cálcio (CaCO₃) que atua como escorificante.

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As temperaturas mais elevadas ocorrem nas proximidades das ventaneiras: da ordem de 1.800 a 2000o_{C. Nesta região,}

verifica-se a reação:

C + O₂ →→→→ CO₂ Reação 1

Originando-se grande quantidade de calor.

Este CO₂, ao entrar em contato com o Este CO₂, ao entrar em contato com o coque incandescente, decompõe-se:

CO₂ + C →→→→ 2CO Reação 2

O CO originado é o agente redutor.

A decomposição dos carbonatos, contidos no calcário dá-se a aproximadamente 800o_{C, conforme as seguintes reações:}

CaCO₃ →→→→ CaO + CO₂ Reação 3

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Reações químicas de redução do minério de ferro:

3Fe₂O₃ + CO →→→→ 2Fe₃O₄ + CO₂ Reação 5

Fe₃O₄ + CO →→→→ 3FeO + CO₂ Reação 6

ou

Fe₂O₃ + 3C →→→→ 2Fe + 3CO Reação 7

Na região que corresponde ao topo da rampa inicia-se a formação da escória, pela combinação da cal (CaO) com a ganga (impurezas do minério de ferro) e uma certa quantidade de óxido de ferro e manganês. Essa escória formada, juntamente com o ferro, começa a gotejar através dos interstícios (espaços vazios) da carga ainda sólida, para depositar-se no cadinho.

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O Ferro obtido no processo é chamado de

ferro gusa (até 4% de C).

O ferro gusa é duro e quebradiço, com

baixa resistência mecânica, devido ao excesso de carbono.

excesso de carbono.

O aço comum é uma liga de ferro carbono

(Fe-C) contendo geralmente de 0,008 a 2% de carbono

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CARÁTER NOBRE

Os metais localizados à direita do bloco d

são resistentes à oxidação. Essa resistência é mais evidente para a prata, ouro e os metais 4d, 5d e do grupo 8 a 10. ouro e os metais 4d, 5d e do grupo 8 a 10.

Grupo 8 a 10: metais do grupo da platina (ocorrem em minérios contendo platina) Cobre, prata e ouro: metais de cunhagem

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Para dissolver o ouro é necessário uma

mistura de 3:1 de ácido clorídrico e ácido nítrico (água régia).

Au + 4 H+ _{+ NO}

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OS METAIS DO BLOCO

OS METAIS DO BLOCO p

p

OS METAIS DO BLOCO

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Os metais mais pesados do bloco p

(46)

Entre os elementos do bloco p, o silício

(Si) e o alumínio (Al) são os mais abundantes e o tálio (Tl) e bismuto (Bi) são os menos abundantes.

Os metais do grupo 13 (alumínio)

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OS METAIS DO BLOCO

OS METAIS DO BLOCO ff

OS METAIS DO BLOCO

OS METAIS DO BLOCO ff

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Os Metais de Transição Interna podem ser

definidos da seguinte maneira:

1. São aqueles que apresentam ao menos um

orbital f incompleto. Exemplo: Ce (Z = 58) 1s2 _{, 2s}2_{, 2p}6_{, 3s}2_{, 3p}6_{, 4s}2_{, 3d}10_{, 4p}6_{, 5s}2_,

1s2 _{, 2s}2_{, 2p}6_{, 3s}2_{, 3p}6_{, 4s}2_{, 3d}10_{, 4p}6_{, 5s}2_,

4d10_{, 5p}6_, _6s2_, _4f2

2. Pertencem ao bloco f da tabela periódica.

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Os elementos de transição interna são subdividos em duas séries:

Série dos lantanídeos: Metais de

transição interna de números atômicos 58 a 71

a 71

Série dos actinídios: Metais de transição

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LANTANÍDEOS

São metais altamente eletropositivos.

São conhecidos como terras raras

Marcam o aparecimento dos subníveis f

nas configurações eletrônicas (4f)

Do La ao Yb favorecem o estado de

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APLICAÇÕES DOS

LANTANÍDEOS

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LANTÂNIO (La) _{CÉRIO (Ce)} PRASEODÍMIO (Pr)

(Pedras para isqueiros) Camisas incandescentes _{usadas em lampiões}

Lentes para óculos de proteção para soldadores

NEODÍMIO (Nd)

Corante para esmalte

PROMÉCIO (Pm)

Possível fonte de calor para fornecer força auxiliar à satélites e

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SAMÁRIO (Sm)

Fabricação de fones de ouvidos

EURÓPIO(Eu)

Equipamentos de projeção Equipamentos de projeção

GADOLÍNIO (Gd)

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TÉRBIO (Tb)

É usado como ativador para a cor verde

DISPRÓSIO(Dy)

Fabricação de CD´s

É usado como ativador para a cor verde em tubos de imagens de televisores em cores

HÓLMIO (Ho)

Laser para oftalmologia

ÉRBIO (Er)

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TÚLIO (Tm)

Na fabricação de ferritas

ITÉRBIO(Yb)

Aplicação em lasers Na fabricação de ferritas _{Aplicação em lasers}

LUTÉCIO (Lu)

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ACTINÍDEOS

Envolvem o preenchimento da subcamada

5f

Os primeiros membros da série ocorrem

em uma rica variedade de estados de oxidação.

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(59)

APLICAÇÕES DOS

ACTINÍDEOS

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ACTÍNIO(Ac)

Usado em geradores termoelétricos

TÓRIO(Th)

Aumenta a refração de vidros para lentes de câmeras e de binóculos

PROTACTÍNIO(Pa)

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URÂNIO(U)

Indústria de aeronaves - urânio metálico Combustível nuclear para reatores de potência

na produção de energia elétrica;

NETÚNIO(Np)

Elemento radioativo Elemento radioativo

PLUTÔNIO(Pu)

Usado nas missões lunar Apollo, como potência, e em equipamentos para uso na superfície lunar.

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AMERÍCIO(Am)

Fonte de ionização para detector de fumaça

CÚRIO(Cm)

Elemento radioativo Elemento radioativo

(fonte portátil para radiografia gama)

BERQUÉLIO(Bk)

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CALIFÓRNIO(Cf)

Elemento radioativo artificial (usado como fonte portátil de nêutrons)

EINSTÊNIO(Es)

Elemento radioativo artificial (não há registros de seu uso) (usado como fonte portátil de nêutrons) (não há registros de seu uso)

FÉRMIO(Fm)

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MENDELÉVIO(Md)

Elemento radioativo artificial

NOBÉLIO(No)

Elemento radioativo artificial Elemento radioativo artificial

(não há utilização comercial) _{(não tem uso comercial devido sua raridade)}Elemento radioativo artificial

LAURÊNCIO(Lr)

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METAIS DO BLOCO d E f

QUADRO COMPARATIVO

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BLOCO d: METAIS DE TRANSIÇÃO

(67)

ABUNDÂNCIA DOS METAIS DO BLOCO d E f NA CROSTA TERRESTRE

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DATA DA DESCOBERTA OU DO USO DO METAL

VERMELHO: USADO DESDE DO SÉCULO 18

NORMAL: USADO DESDE OS SÉCULOS 18 E 19