Alotropia

Alotropia é a propriedade que alguns elementos químicos têm de formar uma ou mais substâncias simples diferentes.
São alótropos: carbono, oxigênio, fósforo e enxofre.
O carbono possui dois alótropos: o diamante e o grafite.
Essas duas substâncias parecem não ter nada em comum. O grafite é um sólido macio e cinzento, com fraco brilho metálico, conduz bem a eletricidade e calor e tem densidade 2,25g/mL. O diamante é sólido duro (o mais duro de todos), tem brilho adamantino, não conduz eletricidade nem calor e tem densidade 3,51g/mL. Mas as duas têm em comum a mesma composição química expressa pela fórmula Cn, sendo n um número muito grande e indeterminado.
A principal diferença está no arranjo cristalino dos átomos de carbono. No grafite formam-se hexágonos. Cada átomo de carbono é ligado a apenas três outros átomos de carbono, em lâminas planas, fracamente atraídas umas pelas outras. No diamante, cada átomo de carbono está ligado a quatro outros átomos também de carbono.

O oxigênio tem dois alótropos, formando duas substâncias simples: o gás oxigênio (O2) e o gás ozônio (O3).
O gás oxigênio é incolor e inodoro. Faz parte da atmosfera e é indispensável à vida dos seres aeróbicos. As plantas o devolvem para a atmosfera ao realizar a fotossíntese.
O gás ozônio é um gás azulado de cheiro forte e desagradável. Como agente bactericida, ele é usado na purificação da água nos chamados ozonizadores. O ozônio está presente na estratosfera, a mais ou menos 20Km a 30Km da superfície da terrestre. Ele forma uma camada que absorve parte dos raios ultravioletas (UV) do Sol, impedindo que eles se tornem prejudiciais aos organismos vivos.

O fósforo tem duas formas alotrópicas principais: o fósforo branco e o fósforo vermelho.

O fósforo branco (P4) é um sólido branco com aspecto igual ao da cera. É muito reativo, tem densidade igual a 1,82g/mL e se funde a uma temperatura de 44°C e ferve a 280°C. Se aquecermos a 300°C na ausência de ar ele se transforma em fósforo vermelho, que é mais estável (menos reativo).
O fósforo vermelho é um pó vermelho-escuro, amorfo (que não tem estrutura cristalina). Tem densidade igual a 2,38g/mL, ponto de fusão 590°C. Cada grão de pó desta substância é formado por milhões de moléculas P4, unidas umas às outras originando uma molécula gigante ( P∞).
O enxofre possui dois alótropos principais: o enxofre ortorrômbico ou simplesmente rômbico e o enxofre monocíclico. As duas formas são formadas por moléculas em forma de anel com oito átomos de enxofre (S8). A diferença está no arranjo molecular no espaço. Produzem cristais diferentes.
Os cristais rômbicos têm densidade 2,08g/mL e seu ponto de fusão é 112,8°C. Os monocíclicos têm densidade igual a 1,96g/mL e o ponto de fusão é 119,2°C.
Ambos alótropos do enxofre fervem a uma temperatura de 445°C. É um pó amarelo, inodoro, insolúvel em água e muito solúvel em sulfeto de carbono (CS2).

Diagrama de Linus Pauling

Segundo o cientista Schrödinger, cada elétron da eletrosfera de um átomo possui uma determinada quantidade de energia. Assim, cada elétron só permanece no nível e subnível de energia correspondente.
A distribuição desses elétrons em seus níveis e subníveis de energia é feita de forma crescente de energia. E sua representação gráfica é dada pelo Diagrama de Pauling, criado pelo químico Linus Pauling (1901-1994), que recebeu dois prêmios Nobel, um de Química (1954) e o outro da Paz (1962).
O diagrama de Pauling representa os níveis, que são as camadas eletrônicas do átomo. São sete níveis, enumerados de forma crescente do mais próximo ao núcleo para fora (1, 2, 3... 7) e, denominados, respectivamente, pelas letras K, L, M, N, O, P e Q.
Existem no máximo quatro subníveis, que são: s, p, d, f.

Visto que, para um mesmo nível, os subníveis têm energias diferentes, nem sempre o subnível energético é o mais afastado do núcleo. Por isso, é importante seguir a ordem crescente de energia dos subleveis no momento de fazer a distribuição dos elétrons. Essa ordem é dada pelas setas indicadoras no Diagrama de Pauling:

Eletroafinidade

Quando um átomo isolado no estado gasoso recebe um elétron, há uma liberação de energia, que é medida pela eletroafinidade ou afinidade eletrônica.

X(g)  + 1 elétron  →  X- (g)

Dos vários elementos que compõem a tabela, os elementos do grupo 7A, ou seja, os halogênios são os que têm maiores valores absolutos de eletroafinidade. Diferente dos metais do grupo alcalinos (1A). O átomo de cloro que possui uma afinidade eletrônica em módulo de 349Kj/mol e o sódio que possui uma eletroafinidade igual a 53 KJ/mol, são alguns dos exemplos.

Todos os elementos, aproximadamente liberam energia quando recebem um elétron nessas condições. Por isso o valor efetivo da eletroafinidade é um número negativo, em que quanto mais baixo o valor mais energia será liberada

Eletropositividade

A eletropositividade indica a tendência que o núcleo do átomo de um elemento químico tem de se afastar de seus elétrons na camada de valência quando forma um composto.

 É, portanto, o contrário da eletronegatividade, que se refere à tendência que o átomo tem de atrair os elétrons compartilhados em uma ligação.

A eletropositividade também é chamada de caráter metálico, pois os metais possuem maior tendência de perder os elétrons da camada de valência quando postos em contato com elementos eletronegativos.

Assim como a eletronegatividade, a eletropositividade é uma propriedade periódica, ou seja, é uma propriedade dos elementos químicos que varia em períodos regulares com o aumento ou com a diminuição do número atômico ao longo da Tabela Periódica.

A eletropositividade aumenta com o aumento do raio atômico, ou seja, na Tabela Periódica, a eletropositividade aumenta da direita para a esquerda e de cima para baixo

Em uma mesma família da Tabela Periódica, ou seja, em uma mesma coluna, a eletropositividade aumenta de cima para baixo, porque nesse sentido os períodos vão aumentando, o que significa que as camadas eletrônicas vão aumentando e os elétrons da camada de valência (camada mais externa) vão ficando mais distantes do núcleo, logo, a atração entre eles é cada vez menor, isto é, a eletropositividade é cada vez maior.

Agora, quando consideramos os elementos em um mesmo período, que é a mesma linha na horizontal, vemos que a eletropositividade diminui da esquerda para a direita, porque nesse sentido todos eles possuem a mesma quantidade de camadas eletrônicas, mas a cada família que aumenta, a quantidade de elétrons na camada de valência aumenta e, com isso, a atração pelo núcleo é maior 

Eletronegatividade

A eletronegatividade corresponde à capacidade que o núcleo de um átomo tem de atrair os elétrons envolvidos em uma ligação química.

Linus Pauling, através de experimentos, tentou quantificar esta tendência e criou uma escala de eletronegatividade. Essa escala existe em muitas tabelas periódicas.

A eletronegatividade aumenta conforme o raio atômico diminui. Quanto maior o raio atômico, menor será a atração do núcleo pelos elétrons mais afastados e então, menores a eletronegatividade.

Na tabela periódica, os gases nobres não são considerados, já que não tem tendência a ganhar ou perder elétrons. Já estão estabilizados.

 A eletronegatividade aumenta nas famílias, de baixo para cima e nos períodos da esquerda para a direita.

Linus Pauling criou uma escala dos elementos mais eletronegativos, que pode ser de ajuda para determinar a intensidade da polarização de diferentes ligações:

F > O > N > C? > Br > I > S > C > P > H

Valores das eletronegatividades: 4,0 > 3,5 > 3,0 > 3,0 > 2,8 > 2,5 > 2,5 > 2,5 < 2,1