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Tabela periodica

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Química:
Professora: Danielle Carvalho
Preparatório para Concursos
AULA 4 – TABELA PERIÓDICA E SUAS
PROPRIEDADES
ABORDAGEM TEÓRICA:
Dê uma olhada à sua volta. Tudo que você vê – e não vê
– envolve química; seu micro, seu corpo, sua casa, a
Terra, o ar, as galáxias...
À medida que vamos conhecendo a química dos
elementos e de seus compostos em laboratório, podemos
relacionar esses processos químicos a fenômenos
naturais e ao nosso cotidiano.
Sabemos que a hemoglobina do sangue contém ferro
(Fe), mas por que não urânio (U) ou rutênio (Ru)?
Como pode o grafite ser tão diferente do diamante
sendo feitos do mesmo elemento, o carbono (C)? E o
Universo, como surgiu?
Ainda não temos respostas para todas essas questões,
embora o avanço da ciência nos forneça uma teoria bem
aceitável.
“A história da evolução cósmica teve início em torno de
20 bilhões de anos atrás. A ciência, ao contrário da
Bíblia, não tem explicação para a ocorrência desse
acontecimento extraordinário”.
(JASTRW, R. Until the Sun Dies. N.Y.: Norton, 1997.)
CONSTRUÇÃO DA TABELA PERIÓDICA
À medida que os químicos foram desenvolvendo os seus
trabalhos e descobrindo novos elementosquímicos,
foram sentindo necessidade de organizar esses
elementos de acordo com as suas características ou
propriedades químicas.
Em qualquer tentativa de classificação, dois objetivos
são perseguidos:
• reunir coisas que se assemelham;
• separar as que se diferenciam.
Faremos aqui um breve histórico das tentativas de
organização desses elementos até chegarmos na
classificação atual.
Lei das tríades de Döbereiner
Döbereiner teve a primeira ideia, com sucesso parcial,
de agrupar os elementos em três – ou tríades.
Essas tríades estavam separadas pelas massas atômicas,
mas com propriedades químicas muito semelhantes.
A massa atômica do elemento central da tríade era
supostamente a média das massas atômicas do primeiro
e terceiro membros.
Os elementos cálcio, estrôncio e bário eram uma tríade;
cloro, bromo e iodo formavam outra, assim como o lítio,
o sódio e o potássio.
Já haviam sido identificadas cerca de 30 tríades, mas
começavam a surgir elementos com propriedades
semelhantes que não se enquadravam nas regras das
tríades.
A classificação foi abandonada. A seu favor, o fato de
pela primeira vez ter-se relacionado as propriedades dos
elementos com suas massas atômicas.
Parafuso Telúrico De Chancourtois
Chancourtois dispôs os elementos em ordem crescente de
massas atômicas sobre uma espiral traçada na superfície de
um cilindro formando 45° com a base.
Os elementos que caíam numa mesma vertical, com diferença
de massas atômicas de 16 unidades, possuíam propriedades
semelhantes.
Essa espiral telúrica não foi aplicável a elementos com
massas atômicas mais elevadas; a classificação foi
abandonada. Ficou, porém, a ideia de elementos com
propriedades semelhantes ocuparem uma mesma
vertical.
Lei das oitavas de Newlands
Newlands, músico e cientista, sugeriu que os elementos
poderiam ser arranjados num modelo periódico de
oitavas, ou grupos de oito, na ordem crescente de suas
massas atômicas.
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Química:
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Esse modelo colocou o elemento lítio, sódio e potássio
juntos. Esquecendo o grupo dos elementos cloro, bromo
e iodo, e os metais comuns como o ferro e o cobre. A
ideia de Newlands foi ridicularizada pela analogia com
os sete intervalos da escala musical.
Sua classificação não foi aceita, porém deu um valioso
passo na medida em que estabelecia uma relação entre
as propriedades dos elementos e as suas massas
atômicas, e as ideias de grupos (verticais) e períodos
(horizontais).
Lei periódica de Mendeleyev
O passo decisivo da classificação periódica foi dado com
os trabalhos de Lothar Meyer e Mendeleyev, que
fizeram pesquisas independentes e lançaram, no mesmo
ano, classificações quase idênticas.
Lothar Meyer apresentou um gráfico mostrando que o
volume atômico varia com sua respectiva massa
atômica. Elementos com mesmo comportamento
químico ocupavam, na curva, posições semelhantes.
Devido à sua complexidade, essa classificação foi
abandonada.
Enquanto escrevia seu livro de química inorgânica,
Mendeleyev organizou os elementos na forma da tabela
periódica atual.
Ele criou uma carta para cada um dos 63 elementos
conhecidos. Cada carta continha o símbolo do elemento,
a massa atômica e suas propriedades químicas e físicas.
Colocando as cartas em uma mesa, organizou-as em
ordem crescente de suas massas atômicas, agrupando-as
em elementos de propriedades semelhantes.
Na sua tabela apareciam lugares vagos que admitiu
corresponderem a elementos ainda não conhecidos. A
par tir desse trabalho, Mendeleyev anunciou a lei
periódica segundo a qual as propriedades físicas e
químicas dos elementos são funções das suas massas
atômicas.
Os elementos eram organizados em linhas horizontais
chamadas períodos. Esse arranjo de elementos
determinou a formação de linhas verticais, ou colunas,
denominadas grupos, contendo elementos com
propriedades semelhantes.
Formou-se assim, a tabela periódica de Mendeleyev.
Além de prever a descoberta de novos elementos, ainda
afirmou com determinada precisão as propriedades
desses novos elementos desconhecidos:
Lei de Moseley: tabela atual
Moseley, trabalhando com raios X emitidos pelos
elementos, deduziu que existia uma ordem numérica
para eles. Moseley demonstrou que a carga do núcleo do
átomo é característica do elemento químico e pode-se
exprimir por um número inteiro. Designou esse número
por número atômico e estabeleceu a lei periódica em
função deste,que corresponde ao número de prótons que
o átomo possui no seu núcleo.
Quando os átomos foram arranjados de acordo com o
aumento do número atômico, os problemas existentes na
tabela de Mendeleyev desapareceram. Portanto, temos
agora a tabela periódica atual.
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Moseley: “Quando os elementos químicos são agrupados em ordem crescente de número atômico (Z), observa-se a
repetição periódica de várias de suas propriedades”.
A partir dessa lei a tabela periódica foi organizada de forma definitiva e se apresenta de modo a tornar mais
evidente a relação entre as propriedades dos elementos e a estrutura eletrônica deles.
As últimas modificações da tabela periódica
A última maior troca na tabela periódica resultou do trabalho de Glenn Seaborg, na década de 50. A partir da
descoberta do plutônio em 1940, Seaborg descobriu todos os elementos transurânicos (do número atômico 94 até
102). Reconfigurou a tabela periódica colocando a série dos actnídeos abaixo da série dos lantanídeos.
Em 1951, Seaborg recebeu o Prêmio Nobel em Química, pelo seu trabalho. O elemento 106 da tabela periódica é
chamado seabórgio, em sua homenagem.
CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA ATUAL
A classificação periódica moderna apresenta os elementos químicos dispostos em ordem crescente de números
atômicos.
Temos: filas horizontais, que recebem o nome de Períodos e filas verticais, denominadas famílias ou grupos, onde
ficam os elementos quimicamente semelhantes.
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OBSERVAÇÃO:
Por muitos anos, houve um desacordo internacional quanto aos grupos que seriam designados por A e por B. O
sistema descrito há pouco é comum nos Estados Unidos, mas alguns publicam tabelas periódicas, comercialmente,
usando as letras A e B de forma trocada. Em 1990, a IUPAC publicou a recomendação final para um novo sistema
que não usa letras e os grupos passariam a ser enumerados com algarismos arábicos de 1 a 18 (da esquerda para a
direita). Na figura a seguir, a numeração dos grupos de acordo com este novo sistema é mostrada acima da
designação tradicional.
PERÍODOS OU SÉRIES
Na tabela, os elementos estão arranjados
horizontalmente, em sequência numérica, de acordo com
seus números atômicos, resultando no aparecimento de
sete linhas horizontais (ou períodos).
Todos os elementos de um mesmo período possuem o
mesmo número de níveis (camadas) de energia.
Exemplos:
FAMÍLIAS OU GRUPOS
Os elementos químicos estão organizados na tabela em
18 colunas verticais que são chamadas de grupos ou
famílias. Elementos de uma mesma família apresentam
propriedades químicas semelhantes e possuem a mesma
configuração eletrônica em sua camada de valência
(última camada).
Exemplo:
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Dessas famílias, algumas possuem nomes especiais.São
elas:
1) Família dos metais alcalinos: corresponde aos metais
da família 1A ou 1: Li (Lítio), Na (Sódio), K (Potássio),
Rb (Rubídio), Cs (Césio), Fr (Frâncio).
Observação:
O elemento H (Hidrogênio) não é considerado metal
alcalino. Pode ser encontrado tanto na coluna 1A (mais
comum) como na 7A.
2) Família dos metais alcalinos terrosos: corresponde
aos metais da família 2A ou 2. São eles: Be (Berílio),
Mg (Magnésio),Ca (Cálcio), Sr (Estrôncio), Ba (Bário),
Ra (Rádio).
3) Família dos calcogênios: corresponde a coluna 6A ou
16. São eles: O (Oxigênio), S (Enxofre), Se (Selênio), Te
(Telúrio), Po (Polônio).
4) Família dos halogênios: corresponde a coluna 7A ou
17. São eles: F (Flúor), Cl (Cloro), Br (Bromo), I (Iodo),
At (Astato).
5) Família dos gases nobres: corresponde a coluna Zero,
8A ou 18. São eles: He (Hélio), Ne (Neônio), Ar
(Argônio), Kr (Criptônio), Xe (Xenônio), Rn (Radônio).
Temos também:
•Família 3A ou 13: família do boro.
•Família 4A ou 14: família do carbono.
•Família 5A ou 15: família do nitrôgenio.
Famílias B
CLASSIFICAÇÃO DOS ELEMENTOS
Podemos classificar os elementos com base:
•na sua estrutura eletrônica;
•de acordo com algumas propriedades.
Com base na sua estrutura eletrônica
De acordo com a distribuição eletrônica, os elementos
químicos podem ser classificados em representativos, de
transição ou transição externae de transição interna.
• Elementos representativos (Subníveis s ou p).
São elementos químicos cuja distribuição eletrônica, em
ordem crescente de energia, termina num subnível s ou
p.
Todos os elementos da família A são representativos.
Observação:
O único gás nobre que não apresenta 8 elétrons em sua
camada de valência é o Hélio (He), pois seu número atômico
é 2 e sua distribuição é 1s. Os demais apresentamsubnível
mais energético np.
Veja a terminação da distribuição eletrônica da família
A.
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  • 1. www.cursoaquila.com.br Página 1 de 6 Química: Professora: Danielle Carvalho Preparatório para Concursos AULA 4 – TABELA PERIÓDICA E SUAS PROPRIEDADES ABORDAGEM TEÓRICA: Dê uma olhada à sua volta. Tudo que você vê – e não vê – envolve química; seu micro, seu corpo, sua casa, a Terra, o ar, as galáxias... À medida que vamos conhecendo a química dos elementos e de seus compostos em laboratório, podemos relacionar esses processos químicos a fenômenos naturais e ao nosso cotidiano. Sabemos que a hemoglobina do sangue contém ferro (Fe), mas por que não urânio (U) ou rutênio (Ru)? Como pode o grafite ser tão diferente do diamante sendo feitos do mesmo elemento, o carbono (C)? E o Universo, como surgiu? Ainda não temos respostas para todas essas questões, embora o avanço da ciência nos forneça uma teoria bem aceitável. “A história da evolução cósmica teve início em torno de 20 bilhões de anos atrás. A ciência, ao contrário da Bíblia, não tem explicação para a ocorrência desse acontecimento extraordinário”. (JASTRW, R. Until the Sun Dies. N.Y.: Norton, 1997.) CONSTRUÇÃO DA TABELA PERIÓDICA À medida que os químicos foram desenvolvendo os seus trabalhos e descobrindo novos elementosquímicos, foram sentindo necessidade de organizar esses elementos de acordo com as suas características ou propriedades químicas. Em qualquer tentativa de classificação, dois objetivos são perseguidos: • reunir coisas que se assemelham; • separar as que se diferenciam. Faremos aqui um breve histórico das tentativas de organização desses elementos até chegarmos na classificação atual. Lei das tríades de Döbereiner Döbereiner teve a primeira ideia, com sucesso parcial, de agrupar os elementos em três – ou tríades. Essas tríades estavam separadas pelas massas atômicas, mas com propriedades químicas muito semelhantes. A massa atômica do elemento central da tríade era supostamente a média das massas atômicas do primeiro e terceiro membros. Os elementos cálcio, estrôncio e bário eram uma tríade; cloro, bromo e iodo formavam outra, assim como o lítio, o sódio e o potássio. Já haviam sido identificadas cerca de 30 tríades, mas começavam a surgir elementos com propriedades semelhantes que não se enquadravam nas regras das tríades. A classificação foi abandonada. A seu favor, o fato de pela primeira vez ter-se relacionado as propriedades dos elementos com suas massas atômicas. Parafuso Telúrico De Chancourtois Chancourtois dispôs os elementos em ordem crescente de massas atômicas sobre uma espiral traçada na superfície de um cilindro formando 45° com a base. Os elementos que caíam numa mesma vertical, com diferença de massas atômicas de 16 unidades, possuíam propriedades semelhantes. Essa espiral telúrica não foi aplicável a elementos com massas atômicas mais elevadas; a classificação foi abandonada. Ficou, porém, a ideia de elementos com propriedades semelhantes ocuparem uma mesma vertical. Lei das oitavas de Newlands Newlands, músico e cientista, sugeriu que os elementos poderiam ser arranjados num modelo periódico de oitavas, ou grupos de oito, na ordem crescente de suas massas atômicas.
  • 2. www.cursoaquila.com.br Página 2 de 6 Química: Professora: Danielle Carvalho Preparatório para Concursos Esse modelo colocou o elemento lítio, sódio e potássio juntos. Esquecendo o grupo dos elementos cloro, bromo e iodo, e os metais comuns como o ferro e o cobre. A ideia de Newlands foi ridicularizada pela analogia com os sete intervalos da escala musical. Sua classificação não foi aceita, porém deu um valioso passo na medida em que estabelecia uma relação entre as propriedades dos elementos e as suas massas atômicas, e as ideias de grupos (verticais) e períodos (horizontais). Lei periódica de Mendeleyev O passo decisivo da classificação periódica foi dado com os trabalhos de Lothar Meyer e Mendeleyev, que fizeram pesquisas independentes e lançaram, no mesmo ano, classificações quase idênticas. Lothar Meyer apresentou um gráfico mostrando que o volume atômico varia com sua respectiva massa atômica. Elementos com mesmo comportamento químico ocupavam, na curva, posições semelhantes. Devido à sua complexidade, essa classificação foi abandonada. Enquanto escrevia seu livro de química inorgânica, Mendeleyev organizou os elementos na forma da tabela periódica atual. Ele criou uma carta para cada um dos 63 elementos conhecidos. Cada carta continha o símbolo do elemento, a massa atômica e suas propriedades químicas e físicas. Colocando as cartas em uma mesa, organizou-as em ordem crescente de suas massas atômicas, agrupando-as em elementos de propriedades semelhantes. Na sua tabela apareciam lugares vagos que admitiu corresponderem a elementos ainda não conhecidos. A par tir desse trabalho, Mendeleyev anunciou a lei periódica segundo a qual as propriedades físicas e químicas dos elementos são funções das suas massas atômicas. Os elementos eram organizados em linhas horizontais chamadas períodos. Esse arranjo de elementos determinou a formação de linhas verticais, ou colunas, denominadas grupos, contendo elementos com propriedades semelhantes. Formou-se assim, a tabela periódica de Mendeleyev. Além de prever a descoberta de novos elementos, ainda afirmou com determinada precisão as propriedades desses novos elementos desconhecidos: Lei de Moseley: tabela atual Moseley, trabalhando com raios X emitidos pelos elementos, deduziu que existia uma ordem numérica para eles. Moseley demonstrou que a carga do núcleo do átomo é característica do elemento químico e pode-se exprimir por um número inteiro. Designou esse número por número atômico e estabeleceu a lei periódica em função deste,que corresponde ao número de prótons que o átomo possui no seu núcleo. Quando os átomos foram arranjados de acordo com o aumento do número atômico, os problemas existentes na tabela de Mendeleyev desapareceram. Portanto, temos agora a tabela periódica atual.
  • 3. www.cursoaquila.com.br Página 3 de 6 Química: Professora: Danielle Carvalho Preparatório para Concursos Moseley: “Quando os elementos químicos são agrupados em ordem crescente de número atômico (Z), observa-se a repetição periódica de várias de suas propriedades”. A partir dessa lei a tabela periódica foi organizada de forma definitiva e se apresenta de modo a tornar mais evidente a relação entre as propriedades dos elementos e a estrutura eletrônica deles. As últimas modificações da tabela periódica A última maior troca na tabela periódica resultou do trabalho de Glenn Seaborg, na década de 50. A partir da descoberta do plutônio em 1940, Seaborg descobriu todos os elementos transurânicos (do número atômico 94 até 102). Reconfigurou a tabela periódica colocando a série dos actnídeos abaixo da série dos lantanídeos. Em 1951, Seaborg recebeu o Prêmio Nobel em Química, pelo seu trabalho. O elemento 106 da tabela periódica é chamado seabórgio, em sua homenagem. CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA ATUAL A classificação periódica moderna apresenta os elementos químicos dispostos em ordem crescente de números atômicos. Temos: filas horizontais, que recebem o nome de Períodos e filas verticais, denominadas famílias ou grupos, onde ficam os elementos quimicamente semelhantes.
  • 4. www.cursoaquila.com.br Página 4 de 6 Química: Professora: Danielle Carvalho Preparatório para Concursos OBSERVAÇÃO: Por muitos anos, houve um desacordo internacional quanto aos grupos que seriam designados por A e por B. O sistema descrito há pouco é comum nos Estados Unidos, mas alguns publicam tabelas periódicas, comercialmente, usando as letras A e B de forma trocada. Em 1990, a IUPAC publicou a recomendação final para um novo sistema que não usa letras e os grupos passariam a ser enumerados com algarismos arábicos de 1 a 18 (da esquerda para a direita). Na figura a seguir, a numeração dos grupos de acordo com este novo sistema é mostrada acima da designação tradicional. PERÍODOS OU SÉRIES Na tabela, os elementos estão arranjados horizontalmente, em sequência numérica, de acordo com seus números atômicos, resultando no aparecimento de sete linhas horizontais (ou períodos). Todos os elementos de um mesmo período possuem o mesmo número de níveis (camadas) de energia. Exemplos: FAMÍLIAS OU GRUPOS Os elementos químicos estão organizados na tabela em 18 colunas verticais que são chamadas de grupos ou famílias. Elementos de uma mesma família apresentam propriedades químicas semelhantes e possuem a mesma configuração eletrônica em sua camada de valência (última camada). Exemplo:
  • 5. www.cursoaquila.com.br Página 5 de 6 Química: Professora: Danielle Carvalho Preparatório para Concursos Dessas famílias, algumas possuem nomes especiais.São elas: 1) Família dos metais alcalinos: corresponde aos metais da família 1A ou 1: Li (Lítio), Na (Sódio), K (Potássio), Rb (Rubídio), Cs (Césio), Fr (Frâncio). Observação: O elemento H (Hidrogênio) não é considerado metal alcalino. Pode ser encontrado tanto na coluna 1A (mais comum) como na 7A. 2) Família dos metais alcalinos terrosos: corresponde aos metais da família 2A ou 2. São eles: Be (Berílio), Mg (Magnésio),Ca (Cálcio), Sr (Estrôncio), Ba (Bário), Ra (Rádio). 3) Família dos calcogênios: corresponde a coluna 6A ou 16. São eles: O (Oxigênio), S (Enxofre), Se (Selênio), Te (Telúrio), Po (Polônio). 4) Família dos halogênios: corresponde a coluna 7A ou 17. São eles: F (Flúor), Cl (Cloro), Br (Bromo), I (Iodo), At (Astato). 5) Família dos gases nobres: corresponde a coluna Zero, 8A ou 18. São eles: He (Hélio), Ne (Neônio), Ar (Argônio), Kr (Criptônio), Xe (Xenônio), Rn (Radônio). Temos também: •Família 3A ou 13: família do boro. •Família 4A ou 14: família do carbono. •Família 5A ou 15: família do nitrôgenio. Famílias B CLASSIFICAÇÃO DOS ELEMENTOS Podemos classificar os elementos com base: •na sua estrutura eletrônica; •de acordo com algumas propriedades. Com base na sua estrutura eletrônica De acordo com a distribuição eletrônica, os elementos químicos podem ser classificados em representativos, de transição ou transição externae de transição interna. • Elementos representativos (Subníveis s ou p). São elementos químicos cuja distribuição eletrônica, em ordem crescente de energia, termina num subnível s ou p. Todos os elementos da família A são representativos. Observação: O único gás nobre que não apresenta 8 elétrons em sua camada de valência é o Hélio (He), pois seu número atômico é 2 e sua distribuição é 1s. Os demais apresentamsubnível mais energético np. Veja a terminação da distribuição eletrônica da família A.
  • 6. www.cursoaquila.com.br Página 6 de 6 Química: Professora: Danielle Carvalho Preparatório para Concursos