Exercícios: Tabela periódica e tendências

As configurações eletrônicas do estado fundamental determinam a posição dos elementos químicos na tabela periódica. Considere três elementos neutros denominados A, B e C, cujas camadas de valência são: A: $3s^2\,3p^1$; B: $[\mathrm{Ar}]\,4s^2$ (configuração completa exceto o núcleo abreviado); C: $3s^2\,3p^5$.

1. a) Deduza o período e o grupo (segundo a numeração da IUPAC de 1 a 18) a que pertence cada um dos três elementos.
2. b) Classifique, de forma fundamentada, cada elemento como metal, não metal ou semimetal.

A eletronegatividade quantifica a tendência relativa de um átomo ligado a atrair para si a densidade eletrônica da ligação química.

1. a) Explique como varia a eletronegatividade ao longo de um período da tabela periódica, avançando da esquerda para a direita, justificando o comportamento em função da carga nuclear efetiva e do raio atômico.
2. b) Justifique por que os gases nobres geralmente não têm valores definidos de eletronegatividade na escala de Pauling habitual.

Dispõe-se de uma série de espécies químicas monoatômicas isoeletrônicas: $\mathrm{N}^{3-}$ ($Z=7$), $\mathrm{O}^{2-}$ ($Z=8$), $\mathrm{F}^-$ ($Z=9$), $\mathrm{Na}^+$ ($Z=11$) e $\mathrm{Mg}^{2+}$ ($Z=12$).

1. a) Escreva a configuração eletrônica fundamental comum a todas essas espécies e ordene, de forma fundamentada, os íons do menor para o maior raio iônico.
2. b) Explique por que o raio do cátion $\mathrm{Na}^+$ é significativamente menor que o raio atômico do átomo neutro de $\mathrm{Na}$ ($Z=11$), enquanto o raio do ânion $\mathrm{F}^-$ é maior que o do átomo neutro de $\mathrm{F}$ ($Z=9$).

Analisam-se quatro elementos químicos representativos, denotados correlativamente como W, X, Y e Z. Conhecem-se os seguintes dados experimentais:

1. W e X pertencem ao mesmo período; W é um metal alcalino-terroso e X é um não metal do grupo 16.

2. Y pertence ao mesmo grupo que W e ao terceiro período; seu raio atômico é menor que o de W.

3. Z tem a configuração eletrônica $[\mathrm{Ne}]\,3s^2\,3p^5$.

4. O elemento W possui uma primeira energia de ionização de $590\text{ kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$ e um raio atômico de $197\text{ pm}$.

1. a) Deduza a identidade e a configuração eletrônica completa de W, X, Y e Z sabendo que W pertence ao quarto período.
2. b) Ordene os quatro elementos segundo sua primeira energia de ionização crescente e justifique a ordem de eletronegatividade entre X e Z.