Potássio

A descoberta do Potássio:
O Potássio foi descoberto pelo inglês Humphry Davy, em 1807, a partir da eletrólise do hidróxido de Potássio (KOH).
O nome potássio, do latim potassium e este do holandês pottasche, significa "cinza do pote" (nome dado por Humphry Davy).

                                                   

            

                    Humphry Davy

O elemento químico Potássio:

• Tem o símbolo químico K;
• Possuí número atómico 19;
• Tem 3 isótopos naturais: o K-39, K-40 e o K-41;
• Pertence ao grupo dos metais alcalinos (grupo 1) e encontra-se situado no 4º período;
• É um metal que oxida com rapidez e apresenta uma cor prateada nas partes não oxidadas.
• É o segundo metal mais leve;
• É um elemento muito maleável-pode ser cortado com uma faca;
• Tem um ponto de fusão muito baixo, arde violentamente;
• Deve ser armazenado dentro de um recipiente com querosene;
• É extremamente reativo com a água (como todos os metais alcalinos);
• Pode inflamar-se espontâneamente quando na presença de hidrogénio;
• É o 7º elemento mais abundante.

                               

Potássio

                                         

Aplicações do Potássio:

• O Cloreto de Potássio e o Nitrato de Potássio são utilizados como fertilizantes;
• O Peróxido de Potássio e utilizado nos aparelhos de respiração dos bombeiros e dos mineiros;
• O Nitrato de Potássio também é utilizado no fabrico da pólvora;
• O Cromato de Potássio e o Dicromátio de Potássio são utilizados na industria pirotécnica;
• O carbonato de Potássio é utilizado na formação de cristais;
• O cloreto de Potássio é utilizado, nas injeções letais, para provocar paragens cardíacas.
• Dietas ricas em Potássio podem ajudar a prevenir e a tratar a hipertensão arterial, reduzindo as adversidades do excessivo consumo de sal.

Nitrato de Potássio na pólvora

Ação biológica do Potássio:

• O ião K+ está presente no ADN, nas extremidades dos cromossomas;
• A diminuição do nível de Potássio no sangue provoca hipopotassemia;
• A concentração do ião K+ é maior dentro da célula do que no exterior para possibilitar a transmissão dos impulsos nervosos.
• Legumes como a beterraba e a couve-flor e  frutas como a banana, o abacate, a cereja e a ameixa são alimentos ricos em Potássio;
• O Potássio é um elemento essencial no crescimento das plantas;
• O ião Potássio, encontrado na maioria dos tipos de solo, intervem na respiração.
• Se um humano tiver hipopotassemia (falta de potássio no sangue) pode sofrer as seguintes consequências:
  -acne
  -prisão de ventre
  -depressão
  -cansaço
  -problemas de crescimento
  -insónias
  -fraqueza muscular
  -nervosismo
  -dificuldades respiratórias
  -grande retenção de sal
  -fraco batimento cardíaco
  
• Se um ser humano tiver hipercaliemia ou hiperpotassemia (excesso de potássio no sangue) pode sofrer as seguintes consequências:
  -fraqueza
  -dificuldade na articulação das palavras

A Reatividade dos Átomos

Deves saber que:

• Os metais alcalinos são mais reativos que os metais alcalino-terrosos.
• À medida que a nuvem eletrónica fica menos densa, os eletrões de valência encontram-se mais dispersos e afastados do núcleo, diminuindo a atração do núcleo os eletrões "saem"com mais facilidade do átomo, logo são mais reativos.
• Ao longo do grupo o tamanho dos átomos aumenta, porque o número de níveis de energia também aumentam.
• Ao longo do período o tamanho dos átomos diminui, porque o número de eletrões aumenta no mesmo nível de energia, que provoca uma contração da nuvem eletrónica.

A Tabela Periódica dos Elementos

Atualmente, são conhecidos 118 elementos (90 naturais e 28 artificiais).


Na Tabela Periódica, os elementos formam grupos e períodos



Grupos

Deves saber que:

• Cada coluna da tabela e denominada por grupo (ou  família), os grupos são numerados do 1 ao 18.
• O número das unidades de cada grupo correponde ao número de eletrões de valência do elemento.
• Alguns grupos têm a sua própria designação:
  
  Grupo 1- grupo dos metais alcalinos
  Grupo 2- grupo dos metais alcalino-terrosos
  Grupo 17- grupo dos halogéneos
  Grupo 18- grupo dos gases nobres

Períodos

Deves saber que:

• Cada linha da tabela e denominada por período, os períodos são numerados do 1 ao 7.
• O número do período corresponde ao número de níveis de energia que o elemento tem.

Elementos Representativos

Os elementos dos grupos 1,2,14,14,15,16,17 e 18 são denominados de Elementos Representativos.

Elementos de Transição

Os elementos dos grupos 2,4,5,6,7,8,9,10,11 e 12 são denominados de Elementos de Transição.

Os Iões e a sua formação

O que são Iões?
Os iões são átomos ou moléculas que perderam ou ganharam eletrões.

Para um átomo ser considerado estável, deve ter o último nível de energia preenchido com 8 eletrões de valência(são os eletrões que estão no último nível de energia) (2 se só tiver um nível de energia). Quando não os tem, o átomo tem tendência a ganhar ou a perder eletrões (3 no máximo), formando assim iões.

Exemplos:
-Formação do Ião Sódio

11Na -------> 2-8-1

Como tem 1 eletrão de valência, o átomo tem tendência a perdê-lo:

11Na -------------------------> 11 Na+
11 protões                            11 protões
11 eletrões                            10 eletrões (2;8)
(átomo de sódio)                   (ião sódio)


-Formação do Ião Magnésio

12Mg ------->2-8-2

Como tem 2 eletrões de valência, o átomo tem tendência a perdê-los:

12Mg ------------------------> 12Mg^2+

12 protões                           12 protões
12 eletrões                           10 eletrões (2;8)
(átomo de magnésio)            (ião magnésio)


-Formação do Ião Flúor

9F --------> 2-7

Como lhe falta 1 eletrão para completar o último nível de energia, o átomo tem tendência a ganhar 1 eletrão:

9F ------------------------> 9F -

9 protões                        9 protões
9 eletrões                       10 eletrões (2;8)
(átomo de flúor)             (ião flúor)


-Formação do Ião Cloro

17Cl --------> 2-8-7

Como lhe falta 1 eletrão para completar o último nível de energia, o átomo tem tendência a ganhar 1 eletrão:

17Cl ---------------------> 17Cl -

17 protões                     17 protões
17 eletrões                     18 eletrões (2;8;8)
(átomo de cloro)            (ião cloro)


-Formação do Ião Oxigénio

8O -------> 2-6

Como lhe faltam 2 eletrões para completar o último nível de energia, o átomo tem tendência a ganhar 2 eletrões:

8O ---------------------> 8O ^2-

8 protões                     8 protões
8 eletrões                     10 eletrões (2;8)
(átomo de oxigénio)     (ião oxigénio)

Níveis de energia e Distribuição Eletrónica

Níveis de energia

Os átomos são formados por um núcleo e uma nuvem eletrónica. Os eletrões distribuem-se na nuvem eletrónica em posições diferentes, uns mais perto do núcleo e outros mais afastados, formando assim camadas.

Teoricamente havia infinitas camadas que podam ser
ocupadas pelos eletrões, só depois se observou
que há apenas 7.
Estas camadas podem também ter o nome de níveis de energia.

                             

Essa distribuição entre niveis de energia é feita de acordo com algumas regras que vamos ver a seguir, e chama-se Distribuição Eletrónica.




Distribuição Eletrónica

Para distribuir os eletrões pelos níveis de energia é essencial saber que:

• O número de eletrões que podem haver em cada nível é calculado pela fórmula:
  2n^2;
• No último nível de energia, seja ele qual for (excepto o primeiro, que apenas pode ter 2 eletrões), o número máximo de eletrões é 8;
• Os eletrões distribuem-se do nível mais baixo para o nível mais alto de energia.

 
    Exemplo:

   (Com base na fórmula 2n^2)

Niveis de energia     |  Nº máximo de eletrões   
         n=1            | 2x1^2= 2 (2)
         n=2            | 2x2^2=2x4= 8 (2;6)
         n=3            | 2x3^2=2x9= 18  (2;8;8)
(...)

 
   -Distribuição eletrónica do Cálcio

O cálcio (Ca) tem 20 eletrões, que são distribuídos da seguinte maneira:

1º Nível : 2 eletrões
2º Nível : 8 eletrões
3º Nível : 8 eletrões
4º Nível : 2 eletrões

• Que se representa desta maneira:
  2-8-8-2 ou 2;8;8;2

A Massa Atómica Relativa

Ao princípio, o padrão de comparação das massas atómicas era o Hidrogénio (porque e considerado o átomo mais "simples", só tem 1 protão).

  Como se calcula a massa atómica relativa? (Ar)

  Exemplo:
-Massa atómica relativa da prata (Ag)

107 e 109- Número de massa do isótopo
51,8 e 48,2- Abundância na Natureza

Ar (Ag) = 107 x 51,8+ 109 x 48,2 = 107,964
                             100

• O que significa 107, 964?
  Significa que o átomo de prata tem a massa 107,9 vezes superior à do átomo de hidrogénio (padrão), que tem a massa unitária (1).

   Porque razão a massa atómica relativa de um elemento não é um número inteiro?

A massa atómica relativa de um elemento químico natural não é um número inteiro porque é uma média ponderada que tem em conta os vários isótopos e a abundância do elemento na Natureza.

Modelos Atómicos

Alguns modelos atómicos:

• Modelo atómico de Rutherford- Neste modelo, o átomo é constituído por um núcleo, portador de carga eléctrica positiva, á volta do qual rodam os electrões, descrevendo órbitas elípticas.
  
  

  

  fig.1

  
                                            
• Modelo atómico de Dalton- Dalton admitiu que a matéria era constituída por pequenas esferas maciças invisíveis- os átomos, que foram caracterizados como sendo esféricos e indestrutíveis.
  
  

  

  fig.2
  
  

• Modelo atómico de Thomson- Neste modelo, o átomo é constituído por uma esfera e carga eléctrica positiva, na qual estão imersos os electrões com carga eléctrica negativa.

 

     

fig.3

• Modelo atómico de Bohr- Neste modelo, o átomo é constituído pelo núcleo, tal como no modelo de Rutherford, mas em que os electrões se movem em orbitais circulares em torno do núcleo, correspondendo a cada uma delas um nível de energia. Os electrões podem passar de uma órbita para outra por absorção.
  

  

  fig.4

  
  

• Modelo atómico atual (modelo da nuvem electrónica)-  Os cientistas abandonaram a ideia de que o electrão descrevia uma trajetória definida em torno do núcleo e passaram a admitir  que existem regiões de espaço onde há maior probabilidade de encontrar electrões. Este modelo é o mais correcto e é o utilizado hoje em dia. O núcleo é muito menor comparado com a nuvem electrónica.
  
                                    
  
  
  

Constituição do átomo, representação simbolica e estrutura atómica

Constituição do átomo

O átomo, é globalmente neutro, já que o número de electrões é igual ao número de protões. O protão (p) e o neutrão (n) são partículas com praticamente a massa igual, a massa do electrão é menor do que a massa do protão. Sendo assim, a massa do átomo está quase na sua totalidade concentrada no núcleo.

A nuvem electrónica  e a zona do espaço onde se pode encontrar o(s) electrão (ões).

Representação simbólica do elemento:

• O número atómico (Z) caracteriza o elemento químico, ou seja, átomos do mesmo tipo, com o mesmo número de protões. Simbolicamente:

            Z= número de protões

• O número de massa (A) é o número de protões + o número de neutrões, ou seja corresponde ao total de partículas (protões e neutrões) no núcleo. Simbolicamente:
  
  A= Z + N

A representação simbólica (nuclido) de um átomo faz-se da seguinte forma:


                                                         
                -Sendo X- o símbolo químico do elemento; Z- o nº atómico; A- o nº de massa.



Estrutura atómica-átomo de carbono:

Fig.1- Estrutura atómica do carbono.

Este átomo é constituído por 6 neutrões (a vermelho), 6 protões (a azul) e 6 electrões (a verde).
           Z (C) = 6
Leitura: o número atómico (Z) do elemento químico carbono (C) é 6.
         
A= Z+N=6+6=12

-átomo de hidrogénio:

                                          
                                                                Fig.2-Isótopos do hidrogénio.

Existem três tipos de átomo de hidrogénio: o Prótio, o Deutério e o Trítio, que formam um isótopo.
Isótopos são átomos com o mesmo nº atómico (Z) mas com nº de massa (A) diferente.
Estes três átomos têm em comum o mesmo número de protões (p), que é 1.
Simbolicamente:
                            Z (H) = 1
Leitura: o número atómico (Z) do elemento químico hidrogénio (H) é um.

Determinação do número de massa de cada átomo:
Prótio- A=Z (1) +N (0) = 1
Deutério- A=Z (1) + N (1) = 2
Tritío- A=Z (1) + N (2) = 3

Modelos Atómicos

Como surgiu o nome átomo?
Na antiguidade acreditava-se que dividindo a matéria em pedaços cada vez menores chegar-se-ia num ponto onde partículas, cada vez menores, seriam invisíveis ao olho humano e, segundo alguns pensadores, indivisíveis. Graças a essa propriedade, receberam o nome de átomos, termo que significa "partes", em grego.