A tabela periódica dos elementos químicos é conhecida como uma ótima fonte de informação quando se deseja saber características sobre os elementos, como: verificar quais são metais, quais os mais densos, os mais pesados ou reativos. Entretanto, a tabela periódica
Classificação de Döbereiner – Lei das Tríades (1817)
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Proximidade
Fe = 56u
Co = 59u
Ni = 58u
Como se pode perceber, o Ferro, o Cobalto e o Níquel possuem massas atômicas muito próximas. -
Diferença comum
Li = 7u
Na = 23u
K = 39u
Observe que, a diferença entre as massas dos elementos consecutivos na ordem crescente é igual a 16. Defato: 23 – 7 = 16; 39 – 23 = 16. -
Média aritmética
Ca = 40u
Sr = 88u
Ba = 137u
Efetuando-se a média aritmética entre as massas do Cálcio e do Bário obtém-se a massa atômica aproximada do Estrôncio: 137+40 = 177; 177/2 = 88,5.
Classificação de Chancourtois – Parafuso Telúrico (1862)
Alexander Béguyer de Chancourtois (1820-1886), químico inglês, organizou os elementos da seguinte forma: inicialmente, dividiu a superfície de um cilindro em 16 colunas e inúmeras horizontais; atribuiu ao oxigênio a massa 16u; traçou uma linha helicoidal que começava pelo oxigênio (ponto 0) e terminava no décimo sexto elemento mais pesado, até onde a linha alcançava. Repetiu esse procedimento até que todos os elementos fossem alocados nas linhas divisórias.
A tabela adquiriu uma aparência similar a esta:
Considera-se elementos semelhantes aqueles que se encontram na mesma vertical, como o Carbono e o Silício;Nitrogênio e Fósforo.
Classificação de Newlands – Lei das Oitavas (1864)
Assim, os elementos que seguem a mesma linha vertical possuem as mesmas características químicas, como o Lítio, o Sódio e o Potássio; o Magnésio e o Cálcio.
O Fracasso das classificações antigas e o modelo atual
Apesar de promissoras, os modelos antigos de classificação dos elementos apresentaram muitas incompatibilidades:
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Lei das Tríades
Esse método de distribuição foi considerado ineficaz porque era muito restrito e só atendia a alguns elementos. -
Parafuso Telúrico
A aceitação desse método foi pequena, pois os valores das massas atômicas eram, muitas vezes, errôneos e imprecisos. -
Lei das Oitavas
Esse modelo também foi banido por apresentar problemas, novamente, com os valores das massas atômicas. Ou seja, alguns elementos estavam em lugares errados: o cloro e o flúor, por exemplo, não possuem características semelhantes ao Cobalto ou ao Níquel.
Apesar de fracassados, esses modelos contribuíram para o constante aperfeiçoamento sobre a classificação dos elementos químicos.
Dois cientistas trabalharam isoladamente um do outro, mas chegaram a resultados parecidos, foram eles: Julius Lothar Meyer (1830-1895) e Dmitri Ivanovitch Mendeleev (1834-1907), sendo o trabalho de Mendeleev mais ousado.
Mendeleev apresentou seu modelo de classificação dos elementos à real Sociedade Russa de Química, onde obteve grande aceitação. A sua teoria pode ser confirmada com algumas observações suas:
- “Os elementos, se dispostos de acordo com as massas atômicas, revelam evidente periodicidade de propriedades;
- Devemos esperar a descoberta de muitos elementos ainda desconhecidos; por exemplo, elementos análogos ao alumínio (eka-Alumínio) e ao silício (exa-Silício), cujas massas atômicas ficariam compreendidas entre 65 e 75”
Ou seja, Mendeleev afirmava que as propriedades dos elementos são uma função periódica de suas massas atômicas.
Tabela periódica idealizada por Mendeleev, em 1869, apresentando espaços vagos para a inclusão de novos elementos.
A tabela periódica atual não é uma cópia fiel da tabela de Mendeleev: é mais aperfeiçoada. Não pela aparição de elementos que ocupam os espaços vazios destinados a eles, mas por causa de um conceito estabelecido em 1913: o número atômico.
Henry G. L. Moseley definiu que a verdadeira identidade de um elemento não está relacionada diretamente com a massa dele, mas com a carga nuclear do átomo que o representa. Assim, modificou levemente a tabela proposta por Mendeleev, permanecendo sua essência até hoje.
Fontes:
MAHAN Bruce M., MYERS Rollie J. Química: um curso universitário, São Paulo – SP: Editora Edgard Blücher LTDA, 2005. 4ª tradução americana, 7ª reimpressão. 592 págs.
SARDELLA, Antônio. Curso de química: Química geral, São Paulo – SP: Editora Ática, 2002. 25ª Edição, 2ª impressão. 448 págs.
https://pt.wikipedia.org/wiki/História_da_Tabela_Periódica (acesso em 19/03/2010)
https://www.10emtudo.com.br/imprimir_artigo.asp?CodigoArtigo=10 (acesso em 19/03/2010)
https://web.fccj.org/~ethall/period/period.htm (acesso em 19/03/2010)
A tabela periódica é uma forma de organizar todos os elementos químicos conhecidos, levando em conta diversas de suas características.
Tabela periódica (clique na imagem para ampliar)
Histórico
Em 1829, Döbereiner reuniu os elementos semelhantes em grupos de três.
Cada grupo recebeu o nome de tríade. A massa atômica de um elemento era aproximadamente a média aritméticadas massas atômicas dos dois outros elementos.
Exemplo:
Li = 7u
Na = 23u
K = 39u
Em 1863, Chancourtois dispôs os elementos os elementos numa espiral traçada nas paredes de um cilindro, em ordem crescente de massas atômicas. Tal classificação recebeu o nome de parafuso telúrico.
Finalmente, em 1869, Mendeleev apresentou uma classificação, que é a base da classificação periódica moderna, colocando os elementos em ordem crescente de suas massas atômicas, distribuídos em oito faixas horizontais (períodos) e doze colunas verticais (famílias). Verificou que as propriedades variavam periodicamente à medida que aumentava a massa atômica.
Na tabela periódica moderna, os elementos são colocados em ordem crescente de número atômico.
Construção da Tabela Periódica
Os elementos são colocados em faixas horizontais (períodos) e faixas verticais (grupos ou famílias).
Em um grupo, os elementos têm propriedades semelhantes e, em um período, as propriedades são diferentes.
Na tabela há sete períodos.
Os grupos são numerados de 0 a 8. Com exceção dos grupos 0 e 8, cada grupo está subdividido em dois subgrupos, A e B. O grupo 8 é chamado de 8B e é constituído por três faixas verticais.
Modernamente, cada coluna é chamada de grupo. Há, portanto, 18 grupos numerados de 1 a 18.
Posição dos Elementos na Tabela Periódica
- Elementos representativos ou típicos (o último elétron é colocado em subnível s ou p): grupos A. Estão nos extremos da tabela.
- Elementos de transição (o último elétron é colocado em subnível d; apresentam subnível d incompleto): grupos 1B, 2B, 3B, 4B, 5B, 6B, 7B e 8B. Estão localizados no centro da tabela periódica.
- Elementos de transição interna (o último elétron é colocado em subnível f; apresentam subnível f incompleto). Estão divididos em duas classes:
– Lantanídeos (metais terras raras): grupo 3B e 6º período. Elementos de Z = 57 a 71.
– Actinídeos: grupo 3B e 7º período. Elementos de Z = 89 a 103.
- Gases nobres: grupo zero ou 8A ou 18.
Os grupos mais conhecidos são:
1A: metais alcalinos
2A: metais alcalino-terrosos
6A: calcogênios
7A: halogênios
Relação entre configuração eletrônica e a posição do elemento na tabela
Período:
Um elemento com x camadas eletrônicas está no período x.
Exemplo: P (Z = 15) K = 2 ; L = 8 ; M = 5
P (fósforo) está no 3º período.
Grupo:
a) Elementos representativos (grupos A) e 1B e 2B. O número de elétrons na camada de valência é o número do grupo.
Exemplo: P (Z =15) → K = 2 ; L = 8 ; M = 5
O fósforo está no grupo 5A.
b) Elementos de transição: a soma do número de elétrons dos subníveis s e d mais externos é o número do grupo. Exemplo: V (Z = 23)
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3
Soma s + d = 2 + 3 = 5 → grupo 5B.
As propriedades periódicas dos elementos químicos são as características inerentes à esses elementos que variam de acordo com sua posição na tabela periódica, ou seja, com o número atômico.
As propriedades periódicas são: eletronegatividade, eletropositividade, raio atômico, afinidade eletrônica,
o período, do centro para as extremidades; as temperaturas de fusão e ebulição crescem com o raio atômico nas famílias da esquerda (1A e 2A), e decrescem nas da direita (gases nobres e halogênios).
Eletronegatividade
A eletronegatividade é a tendência que um átomo tem em receber elétrons em uma ligação química, logo, não pode ser calculada a eletronegatividade de um átomo isolado.
A escala de Pauling, a mais utilizada, define que a eletronegatividade cresce na família de baixo para cima, devido à diminuição do raio atômico e do aumento das interações do núcleo com a eletrosfera; e no período da esquerda pela direita, acompanhando o aumento do número atômico.
O flúor é o elemento mais eletronegativo da tabela periódica.
Eletropositividade
A forma da medição da eletropositividade é a mesma da eletronegatividade: através de uma ligação química. Entretanto, o sentido é o contrário, pois mede a tendência de um átomo em perder elétrons: os metais são os mais eletropositivos.
A eletropositividade cresce no sentido oposto da eletronegatividade: de cima para baixo nas famílias e da direita para a esquerda nos períodos.
O frâncio é o elemento mais eletropositivo, logo, tem tendência máxima à oxidação.
Obs.: Como os gases nobres são muito inertes, os valores de eletronegatividade e eletropositividade não são objetos de estudo pela dificuldade da obtenção desses dados.
Raio Atômico
Raio atômico é, basicamente, a distância do núcleo de um átomo à sua eletrosfera na camada mais externa. Porém, como o átomo não é rígido, calcula-se o raio atômico médio definido pela metade da distância entre os centros dos núcleos de dois átomos de mesmo elemento numa ligação química em estado sólido:
O raio atômico cresce na família de cima para baixo, acompanhando o número de camadas dos átomos de cada elemento; e, nos períodos, da direita para a esquerda.
Quanto maior o número atômico de um elemento no período, maiores são as forças exercidas entre o núcleo e a eletrosfera, o que resulta num menor raio atômico.
O elemento de maior raio atômico é o Césio.
Afinidade Eletrônica
A afinidade eletrônica mede a energia liberada por um átomo em estado fundamental e no estado gasoso ao receber um elétron. Ou ainda, a energia mínima necessária para a retirada de um elétron de um ânion de um determinado elemento.
Nos gases nobres, novamente, a afinidade eletrônica não é significativa. Entretanto, não é igual a zero: já que a adição de um elétron em qualquer elemento causa liberação de energia.
A afinidade eletrônica não tem uma forma muito definida no seu crescimento na tabela periódica, mas seu comportamento é parecido com a eletronegatividade: cresce de baixo para cima e da esquerda para a direita.
O Cloro possui maior afinidade eletrônica: cerca de 350 KJ/mol (em módulo).
Potencial de Ionização
O potencial de ionização mede o contrário da afinidade eletrônica: a energia necessária para retirar um elétron de um átomo neutro, em estado fundamental e no estado gasoso. Sendo que, para a primeira retirada de elétron a quantidade de energia requerida é menor que a segunda retirada, que por sua vez é menor que a terceira retirada, e assim sucessivamente.
Apresenta mesmo comportamento da afinidade eletrônica e da eletronegatividade. Logo, pode-se afirmar que o Flúor e o Cloro são os átomos com os maiores potenciais de ionização da tabela periódica, já que são os elementos com os maiores valores de afinidade eletrônica da tabela periódica.
Fontes: