Química dos Grupos Principais
A química dos grupos principais trata da estrutura e da química de reação dos elementos dos blocos s e p, desde os metais alcalinos reativos até os gases nobres, antes considerados inertes, organizados pelas tendências da tabela periódica.
Definition
A química dos grupos principais é o estudo dos elementos dos grupos 1, 2 e 13 a 18 — os elementos dos blocos s e p, ou representativos — abrangendo suas tendências periódicas, ligações e as sínteses e estruturas de seus compostos característicos.
Scope
Esta área abrange a química descritiva e estrutural dos elementos representativos: tendências periódicas de tamanho, energia de ionização e eletronegatividade; os hidretos, óxidos e haletos dos blocos s e p; a ligação deficiente em elétrons nos boranos e aglomerados relacionados; a concatenação e alotropia do carbono, nitrogênio, fósforo e enxofre; e a química dos gases nobres. Exclui os elementos de transição dos blocos d e f, cujo comportamento de coordenação é tratado separadamente, e as estruturas de estado sólido em massa abordadas na química inorgânica estrutural e de estado sólido.
Sub-topics
Core questions
- Como as tendências periódicas de tamanho e eletronegatividade controlam a ligação dos elementos representativos?
- Por que espécies deficientes em elétrons, como os boranos, adotam estruturas de aglomerado em vez de estruturas clássicas?
- O que explica as relações diagonais e o comportamento anômalo da primeira linha no bloco p?
- Como gases nobres supostamente inertes podem formar compostos estáveis?
Key concepts
- Tendências periódicas e carga nuclear efetiva
- Geometria VSEPR
- Concatenação e alotropia
- Ligação de três centros deficiente em elétrons
- Regras de Wade para aglomerados
- O efeito do par inerte
Key theories
- VSEPR e as formas das moléculas do bloco p
- A repulsão de pares de elétrons da camada de valência (VSEPR) prevê a geometria molecular a partir do número de pares de ligação e pares isolados em torno de um átomo central, racionalizando com sucesso as formas dos hidretos, óxidos e haletos dos grupos principais.
- Regras de Wade e aglomerados deficientes em elétrons
- Os boranos e aglomerados relacionados adotam geometrias closo, nido e arachno determinadas pela sua contagem de pares de elétrons esqueléticos, uma estrutura de elétrons esqueléticos poliédricos que unifica as estruturas de grupos principais deficientes em elétrons.
- Tendências periódicas e o efeito do par inerte
- As tendências no raio atômico, energia de ionização e eletronegatividade ao longo e através da tabela, juntamente com a relutância dos elementos pesados do bloco p em usar seus elétrons s, explicam a estabilidade do estado de oxidação e os padrões de reatividade.
Clinical relevance
Os elementos dos grupos principais fornecem o nitrogênio fixo dos fertilizantes, o silício dos semicondutores e do vidro, os fosfatos da biologia e dos detergentes, e reagentes desde hidretos de boro até xenônio, tornando esta química fundamental para a agricultura, eletrônica e materiais.
History
A química descritiva dos elementos representativos surgiu do isolamento dos elementos alcalinos e halogênios no século XIX e da percepção organizadora da tabela periódica de Mendeleev. O trabalho de Alfred Stock no início do século XX sobre os boranos revelou a ligação deficiente em elétrons, e a síntese de um composto de xenônio por Neil Bartlett em 1962 derrubou o dogma de que os gases nobres eram quimicamente inertes.
Key figures
- Dmitri Mendeleev
- Alfred Stock
- Neil Bartlett
- Ronald Gillespie
Related topics
Seminal works
- greenwood1997
- bartlett1962
- weller2018
Frequently asked questions
- Por que o primeiro elemento de cada grupo do bloco p é frequentemente anômalo?
- Elementos do segundo período, como carbono, nitrogênio e oxigênio, são pequenos, não possuem orbitais d disponíveis e formam fortes ligações pi, favorecendo assim ligações múltiplas e números de coordenação mais baixos do que seus congêneres mais pesados, produzindo uma química distinta.
- Como os gases nobres podem reagir se possuem octetos completos?
- Os gases nobres mais pesados, especialmente o xenônio, possuem energias de ionização relativamente baixas e nuvens eletrônicas grandes e polarizáveis, de modo que oxidantes muito fortes, como o flúor e o PtF6, podem remover ou compartilhar seus elétrons para formar compostos genuínos como o XeF4.