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Elementos Químicos: Classificação Periódica
| Introdução | Classificação Periódica | Dimitri Mendeleev | Tabela Interativa | Aplicações de metais e ametais | Fontes de Pesquisa |
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Tabela Periódica
A Tabela Periódica surgiu devido à crescente descoberta de elementos químicos e suas propriedades, os quais necessitavam ser organizados segundo suas características.
Com a Tabela Periódica podemos analisar uma série de propriedades dos elementos. Um químico sempre a tem em mãos. Mas por que será que ela tem esse nome?
O nome "Tabela Periódica" é devido à periodicidade, ou seja, à repetição de propriedades, de intervalos em intervalos, como, por exemplo, ocorre com as fases da lua, que mudam durante o mês e se repetem mês após mês.
A base da classificação periódica atual é a tabela de Mendeleev, com a diferença de que as propriedades dos elementos variam periodicamente com seus números atômicos e não com os pesos atômicos, como era a classificação feita por Mendeleev.
A Tabela Periódica atual é formada por mais de 110 elementos distribuídos em 7 linhas horizontais, cada uma sendo chamada de período. Os elementos pertencentes ao mesmo período possuem o mesmo número de camadas de elétrons.
Vamos verificar?
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K 2 |
K 2 |
K 2 |
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L 1 |
L 4 |
L 8 |
Viu só, o lítio, o carbono e o neônio possuem 2 camadas (K e L); portanto são do segundo período.
As linhas verticais da Tabela Periódica são denominadas de famílias e estão divididas em 18 colunas. Os elementos químicos que estão na mesma coluna na Tabela Periódica possuem propriedades químicas e físicas semelhantes.
A família é caracterizada pelos elétrons do subnível mais energético, portanto os elementos de uma mesma família apresentam a mesma configuração na última camada.
Vamos verificar alguns exemplos?
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Be - Z=4 K=2; L=2
Ca – Z=20 K=2; L=8; M=8; N=2 |
O berílio e o cálcio tem a mesma configuração na última camada,isto é, 2 elétrons na última camada; portanto ambos pertencem à família 2.
Algumas colunas possuem nomes especiais. Vamos conhecer quais são elas?
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Família 1 |
Alcalinos |
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Família 2 |
Alcalino-terrosos |
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Família 13 |
Família do boro |
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Família 14 |
Família do carbono |
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Família 15 |
Família do nitrogênio |
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Família 16 |
Calcogênios |
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Família 17 |
Halogênios |
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Família 18 |
Gases Nobres |
Os elementos da Tabela Periódica podem ser classificados como:
Metais: Eles são a maioria dos elementos da tabela. São bons condutores de eletricidade e calor, maleáveis e dúcteis, possuem brilho metálico característico e são sólidos, com exceção do mercúrio.
Não-Metais: São os mais abundantes na natureza e, ao contrário dos metais, não são bons condutores de calor e eletricidade, não são maleáveis e dúcteis e não possuem brilho como os metais.
Gases Nobres: São no total 6 elementos e sua característica mais importante é a inércia química.
Hidrogênio: O hidrogênio é um elemento considerado à parte por ter um comportamento único.
Texto: Dra.Renata M.S.Celeghini
Classificação Periódica
Desde o século XVIII, busca-se classificar os elementos químicos de acordo com suas propriedades. Várias tentativas foram feitas; dentre elas destacamos a de Lavoisier, que agrupou os elementos em metais e não metais.
Algumas classificações consideravam as massas atômicas dos elementos em ordem crescente; outras, as semelhanças em suas propriedades.
Dessa forma, as Tríades de Dobereiner apresentavam os elementos em grupo de três; o Parafuso Telúrico de Chancourtois distribuía os elementos de forma espiralada e, de acordo com propriedades similares, notava-os numa mesma vertical. Já nas oitavas de Newlands, a distribuição dos elementos fazia-se na horizontal e as semelhanças das propriedades ocorriam em intervalos de oito elementos.
A classificação de Mendeleiev deixou espaços vazios prevendo a descoberta de novos elementos e serviu de base para a elaboração da atual tabela periódica, que além de catalogar os mais de 115 elementos conhecidos fornece inúmeras informações sobre o comportamento de cada um.
Ao longo de seus trabalhos para organizar os elementos segundo suas propriedades químicas e massas atômicas, Dimitri Mendeleiev desenvolveu a tabela periódica e formulou a lei periódica. Mendeleiev deixou lacunas em sua tabela para os elementos que, segundo previu corretamente, ainda não se haviam descoberto.
A tabela atual organiza horizontalmente os elementos de acordo com a ordem crescente de números atômicos, de tal modo que elementos de mesmas propriedades fiquem agrupados em uma mesma coluna.
Em 1986, a IUPAC sugeriu uma mudança na forma de identificação dos grupos, identificando-os de 1 a 18.
De acordo com a distribuição eletrônica, os elementos químicos podem ser classificados em representativos, de transição e de transição interna.
Representativos: são elementos que apresentam a última camada incompleta, com exceção dos gases nobres, que a têm completa.
Mg12: K=2; L=8; M=2
Si14: K=2; L=8; M=4
As33: K=2; L=8; M=18; N=5
Uma atenção especial deve ser dada aos gases nobres que têm o último nível completo (8 e-), com exceção do He (2 e-).
Exemplo:
He (2 e-): K=2
Ne (10 e-): K=2; L=8
Ar (18 e-): K=2; L=8; M=8
Kr (36 e-): K=2; L=8; M=18; N=8
Xe (54 e-): K=2; L=8; M=18; N=18; O=8
Rn (86 e-): K=2; L=8; M=18; N=32; O=18; P=8
Transição: são elementos que apresentam a penúltima ou a antepenúltima camada incompleta. Com exceção do Mercúrio, são mais densos e resistentes, mas menos reativos que os metais da família 1 e 2 e, têm ponto de fusão mais alto, além de conduzir bem a eletricidade e o calor.
Exemplos:
Sc21: K=2; L=8; M=9; N=2
Cr24: K=2; L=8; M=13; N=1
Localização dos elementos nos grupos e períodos
De acordo com a distribuição eletrônica e com a classificação baseada nas propriedades dos elementos, a tabela periódica atual é construída de tal modo que as colunas apresentam os elementos químicos com a mesma configuração eletrônica na última camada e são denominadas grupos ou famílias. As linhas horizontais apresentam elementos com o mesmo número de níveis eletrônicos e são chamados períodos.
A localização dos elementos na tabela pode ser determinada indicando-se o período e a família em que os elementos se encontram.
Períodos
Os períodos são em número de sete, e o número do período indica o número de níveis ou camadas eletrônicas que o elementos possui.
Exemplos:
Li está no 2º período; possui, portanto, dois níveis de energia:
Li3: K=2; L=1
Co está no 4º período; possui, portanto, quatro níveis de energia:
Co27: K=2; L=8; M=15; N=2
Famílias
Nas famílias 1ou 1A, 2 ou 2A, 13 ou 3A, 14 ou 4A, 15 ou 5A, 16 ou 6A, 17 ou 7A estão os elementos representativos, em que o número de elétrons do último nível é o número da família.
Exemplos:
Mg12: K=2; L=8; M=2} família 2 ou 2A.
Si14: k=2;L=8; M=4} família 14 ou 4A.
Nas famílias de 3 12 ou B estão os elementos de transição.
Propriedades dos elementos
Analisando as propriedades físicas e químicas das substâncias simples e de seus elementos, verifica-se que estas podem estar relacionadas com a posição dos elementos na tabela periódica. A variação dessas propriedades em função do número atômico pode ser:
Propriedades aperiódicas – são aquelas cujo valor aumenta ou diminui em função do número atômico. Exs.: número de nêutrons, massa atômica, calor específico.
Propriedades periódicas – são aquelas que para intervalos regulares de números atômicos apresentam valores próximos. Exs.: raio atômico, eletronegatividade, energia de ionização.
Raio atômico – é o raio do átomo, isto é, a distância média entre o núcleo e o último nível eletrônico.
Energia de ionização – é a energia necessária para retirar um elétron de um átomo de um elemento químico no estado gasoso.
Eletroafinidade – é a energia envolvida quando o átomo de um elemento químico no estado gasoso recebe um elétron.
Eletronegatividade – é a tendência do átomo em atrair elétrons.
Eletropositividade – é a tendência do átomo em perder elétrons.
Ponto de Fusão e Ponto de Ebulição – os valores de PF e PE das substâncias simples estão relacionadas com a posição dos elementos nas famílias e nos períodos.
Densidade – o valor da densidade das substâncias simples está relacionado com a posição dos respectivos elementos nas famílias e períodos.
Dimitri Mendeleev (1834-1907)
Dimitri Mendeleev foi um químico russo muito famoso. É considerado pela comunidade científica um dos maiores gênios da química. Mendeleev nasceu em Tobolsk, na Sibéria, em 1834. Doutorou-se na Universidade de São Petersburgo, onde começou a lecionar em 1866. O conceito de periodicidade química deve seu desenvolvimento, em especial, a dois químicos, Lothar Meyer (alemão) e Dimitri Mendeleev (russo).
Trabalhando independentemente, chegaram a um correlacionamento mais detalhado das propriedades dos elementos e suas massas atômicas. Isso proporcionou uma melhor visualização da periodicidade das propriedades dos elementos.
Vários cientistas contribuíram para que se chegasse à classificação periódica dos elementos; porém o trabalho de Mendeleev destacou-se por ser o mais completo e ousado.
Mendeleev iniciou sua pesquisa sobre a periodicidade dos elementos ao iniciar seu trabalho como professor na Universidade de São Petersburgo. Mendeleev sentiu a necessidade de organizar os dados da Química Inorgânica e começou a colecionar todas as informações sobre os elementos conhecidos na época. Os dados eram anotados em cartões, que eram fixados na parede de seu laboratório e, conforme observava alguma semelhança, mudava a posição dos cartões.
Esse quebra-cabeça deu origem a uma Tabela Periódica, na qual os elementos foram dispostos em filas horizontais, de acordo com as massas atômicas crescentes, e colunas verticais, com elementos de propriedades semelhantes.
Em 1869 Mendeleev apresentou à comunidade científica a sua lei periódica dos elementos. Sentindo-se muito seguro da validade de sua classificação, Mendeleev deixou posições vazias na sua tabela, dedicada a elementos que eram desconhecidos. Predisse, com uma precisão surpreendente, as propriedades dos mesmos quando viessem a ser conhecidos. Para isso utilizou como base as propriedades dos elementos vizinhos.
Vamos ver um exemplo da verdadeira genialidade de Mendeleev?
A tabela abaixo mostra as propriedades do germânio e as propriedades previstas por Mendeleev para esse elemento, que na época era desconhecido e o qual Mendeleev nomeou de eka-silício.
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Propriedades |
Propriedades previstas por Mendeleev para o eka-silício (1871) |
Propriedades determinadas experimentalmente para o germânio (Ge) (1885) |
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Massa atômica |
72 |
72,6 |
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Densidade (g/cm3) |
5,50 |
5,47 |
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Cor |
Cinzento |
Cinzento claro |
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Densidade (g/cm3) do óxido |
4,7 |
4,7 |
O trabalho desenvolvido por Mendeleev foi surpreendente, pois suas pesquisas foram desenvolvidas em uma época em que muitos elementos naturais eram desconhecidos como, por exemplo, os gases nobres. Não se conhecia a estrutura atômica e os números atômicos que são utilizados na organização dos elementos da tabela atual. Somente em 1913 Henry G. L. Mosely estabeleceu o conceito de número atômico; porém essa descoberta não provocou grandes alterações na classificação dos elementos feita por Mendeleev, apenas alguns rearranjos.
Em homenagem a este brilhante cientista, foi dado o seu nome ao elemento de número atômico 101 - Mendelévio.
Texto: Dra.Renata M.S.Celeghini
Tabela Periódica Interativa
| Sólidos | Líquidos - Elementos que se encontram no estado líquido à temperatura ambiente |
| Gases | Gases - Existem como gases não combinados, as suas moléculas são monoatômicas (INERTES) |
| Preparados em Laboratório | |
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Lantanídeos - Família dos Lantanídeos - (Z = 58 a Z = 71) |
Lantanídeos preparados em laboratório |
| Actinídeos - Família dos Actinídeos - (Z = 90 a Z = 103) | Actinídeos preparados em laboratório |
Alguns
metais e suas aplicações
A utilização dos metais em nosso dia-a-dia é muito grande. Veja alguns exemplos de metais e sua importância para os nossos interesses:
* Ferro: Extraídos de minérios como a hematita, o ferro é empregado na indústria de automóvel, de navios, de trens e de aviões, na fabricação de ferramentas diversas (martelos, alicates), na construção civil e etc;
*Alumínio: Extraído do minério bauxita, é usado na fabricação de antenas de televisão, de portas e janelas, de grades, de utensílios domésticos (panela, canecas, baldes), como são maleáveis podem ser usados na produção de lâminas e podem ser transformados em folhas, usadas nas embalagens de alimentos. As chapas de alumínio são usadas na fabricação de aviões;
* Cobre: Extraído de minérios como a cuprita, é muito empregado na fabricação de fios elétricos;
* Ouro e Prata: Metais utilizados na confecção de jóias, relógios, moedas, etc., também são quase sempre ligas com outros metais como o cobre, não somente para reduzir o preço, mas também para aumentar a resistência do produto.
* Mercúrio, chumbo e cádmo: São chamados de metais pesados. São utilizados na fabricação de pilhas, baterias, lâmpadas fluorescentes (que usa o gás argônio e o vapor de mercúrio), etc.;
* Cálcio: É um dos elementos mais importantes na composição corporal de muitos animais. Nos vertebrados, está presente nos ossos e nos dentes; entre os invertebrados, forma o carbonato de cálcio, o principal constituinte da estrutura de corais e de concha de moluscos. O carbonato de cálcio também é o principal composto do mármore.
* Tungstênio: Usado na fabricação dos filamentos de lâmpadas incandescentes;
* Níquel: Usado como envoltório de pregos galvanizados, de baterias e pilhas e de moedas;
Os metais também são empregados na confecção de ligas metálicas, matérias que contêm dois ou mais elementos, onde pelo menos um deles é um metal. Entre os vários exemplos de ligas metálicas, destacamos os seguintes:
* Aço inoxidável (ferro+Crômio+níquel): Utilizado na fabricação de talheres, utensílios de cozinha, decoração, etc;
* Bronze (cobre+estanho): Material usado na confecção de moedas, medalhas, sinos, estátuas, pbjetos de arte, engrenagens, etc;
* Latão (cobre+zinco): Utilizados na fabricação de torneiras, lustres, decoração, tubos, etc;
* Solda elétrica (chumbo+estanho): Soldas de contatos elétricos.
Alguns ametais e suas aplicações
* Cloro: O cloro tem várias aplicações, além do sal de cozinha. Misturado à água que abastece algumas cidades, previne cáries. Também é usado para eliminar bactérias da água de piscinas ou como produto de limpeza. As quantidades, nesses casos, são rigidamente controladas, pois, quando não está combinado, e dependendo da concentração, o cloro é um gás venenoso;
* Flúor: Tem grande importância na formação de esmalte dos dentes. Também é usado na produção de teflon, um material que reveste alguns tipos de panelas para se tornarem antiaderentes;
*Iodo: É um ametal que ingerimos misturados ao sal de cozinha. É importante para o funcionamento da glândula tiróide;
* Silício: Este elemento apesar de ametal é um bom condutor de eletricidade e serve de base para a microeletrônica. O microchip é uma pequena peça de silício que controla o funcionamento de aparelhos eletrônicos.
Principais Fontes de Pesquisa
http://educar.sc.usp.br/quimica/tabela.html
http://geocities.yahoo.com.br/chemicalnet/tab_html.html
http://www.esec-tomas-cabreira.rcts.pt/tabelaperiodica/
http://www.deq.ufba.br/tperiodica.html
http://www.10emtudo.com.br/artigos_1.asp?CodigoArtigo=10
http://www.cdcc.sc.usp.br/quimica/tabelaperiodica/tabelaperiodica.html
http://www.cdcc.sc.usp.br/quimica/tabela_apres.html
http://www.christus.com.br/infochristus/tabperiodica/tabperiodica.htm
http://www.geocities.com/pesquisa_aluno/quimica.htm
http://www.geocities.com/pesquisa_aluno/quimica.htm
http://www.geocities.com/quimica_online/qd.htm
http://www.meusite.pro.br/ccivil/tabperiod.htm
http://profmarialuiza.vilabol.uol.com.br/classificacao_periodica.htm
http://www.ficharionline.com/quimica/pagina_exibe.php?pagina=08027
http://paginas.terra.com.br/educacao/portaldaescola/classificacao.html
http://www.fisica.net/quimica/resumo2.htm