Compare os elementos flúor e cloro em relação às seguintes propriedades: a) configuração eletrônica; b) carga iônica mais comum; c) primeira energia de ionização; d) reatividade à água; e) afinidade eletrônica; f) raio atômico. Explique as diferenças entre os dois.
Passo 1
Beleza, vamos analisar a comparação entre o flúor (F) e o cloro (Cl) com base em várias propriedades químicas. Vamos precisar entender conceitos como configuração eletrônica, cargas iônicas, energia de ionização, reatividade com água, afinidade eletrônica e raio atômico. Esses conceitos nos ajudam a entender como os elementos se comportam e por que eles têm certas propriedades.
Passo 2
a) Configuração eletrônica:
A configuração eletrônica mostra como os elétrons estão distribuídos nos diferentes níveis de energia dos átomos. Para o flúor e o cloro:
A configuração eletrônica mostra como os elétrons estão distribuídos nos diferentes níveis de energia dos átomos. Para o flúor e o cloro:
- Flúor (F): Tem 9 elétrons. Sua configuração é
. - Cloro (Cl): Tem 17 elétrons. Sua configuração é
.
Ambos têm sete elétrons na camada de valência, mas o cloro tem uma camada adicional, o que afeta suas propriedades.
Passo 3
b) Carga iônica mais comum:
A carga iônica indica como um átomo tende a ganhar ou perder elétrons para se tornar estável.
A carga iônica indica como um átomo tende a ganhar ou perder elétrons para se tornar estável.
- Flúor: Ganha 1 elétron para completar sua camada de valência, formando o íon
. - Cloro: Também ganha 1 elétron, formando o íon
.
Ambos tendem a formar cargas negativas de -1 quando reagem para atingir a estabilidade.
Passo 4
c) Primeira energia de ionização:
É a energia necessária para remover o primeiro elétron de um átomo.
É a energia necessária para remover o primeiro elétron de um átomo.
- Flúor: Tem uma alta energia de ionização devido ao seu pequeno tamanho e alta atração pelos elétrons.
- Cloro: Tem uma energia de ionização menor que o flúor porque tem um átomo maior, com a camada de valência mais afastada do núcleo.
Portanto, a primeira energia de ionização do flúor é maior que a do cloro.
Passo 5
d) Reatividade à água:
A reatividade com a água depende de como um elemento reage para formar compostos estáveis.
A reatividade com a água depende de como um elemento reage para formar compostos estáveis.
- Flúor: Reage violentamente com a água, formando ácido fluorídrico (
) e liberando gás oxigênio. - Cloro: Também reage com a água, mas de forma menos violenta, formando ácido clorídrico (
) e ácido hipocloroso ( ).
O flúor é mais reativo que o cloro devido à sua maior eletronegatividade e menor tamanho.
Passo 6
e) Afinidade eletrônica:
Refere-se à energia liberada quando um átomo ganha um elétron.
Refere-se à energia liberada quando um átomo ganha um elétron.
- Flúor: Tem uma alta afinidade eletrônica porque está muito disposto a ganhar um elétron para completar sua camada de valência.
- Cloro: Também tem uma alta afinidade eletrônica, ligeiramente maior que a do flúor, pois o cloro pode acomodar facilmente o elétron extra devido ao seu tamanho maior.
Curiosamente, o cloro tem uma afinidade eletrônica ligeiramente maior que o flúor.
Passo 7
f) Raio atômico:
É a medida do tamanho de um átomo.
É a medida do tamanho de um átomo.
- Flúor: Possui um raio atômico menor devido à menor camada de elétrons e maior atração nuclear.
- Cloro: Tem um raio atômico maior porque possui uma camada de elétrons a mais, afastando-se do núcleo.
Assim, o flúor é menor que o cloro.
Resposta
Em resumo, o flúor e o cloro apresentam diferenças significativas em suas propriedades. O flúor, com sua configuração eletrônica
, tem uma energia de ionização maior, um raio atômico menor e é mais reativo com a água comparado ao cloro. Ambos formam íons
e
com carga -1 e possuem alta afinidade eletrônica, sendo o cloro ligeiramente superior nesse aspecto. Essas diferenças são explicadas principalmente pelo tamanho atômico e pela atração nuclear de cada elemento.
Exercícios relacionados
Usando somente a tabela periódica, dê o símbolo do átomo, no estado fundamental, que tem a seguinte configuração na camada de valência: (a)
(b)
©
(d)
(e)
Para cada um dos seguintes pares de átomos, indique qual tem a primeira energia de ionização mais alta e explique brevemente por que: (a) S e
(b) Al e Mg © Sr e Rb (d) Cu e Zn (e) Rn e At (f) K e Rb.
Para cada um dos seguintes pares, qual elemento terá maior caráter metálico:
a) Li ou Be ; b) Li ou c) Sn ou P ; d) Al ou B?
a) Li ou Be ; b) Li ou
Defina o que é uma situação de equilíbrio químico. O que ocorre com as concentrações dos reagentes e produtos nesse momento? Quais situações são omitidas na equação de constante de equilíbrio?