Tabela Periódica

Este trabalho foi realizado no âmbito da disciplina de Química, solicitado pela Prof. Ana Carla Pinto Afonso Narciso, no ano lectivo 2009/2010.

Aqui poderá encontrar toda a informação sobre a Tabela Periódica, compilada num só site. Parta à descoberta da Tabela Periódica, num espaço verdadeiramente virtual para quem quiser usufruir.

Num só sítio, poderá saber detalhadamente todas as características de todos os elementos químicos. Basta clicar AQUI.

Neste mesmo blogue poderá saber também todas as características da Tabela Periódica.

Tabela Periódica Actual

Actualmente a tabela periódica dos elementos químicos é constituída por 118 elementos diferentes, ordenados da esquerda para a direita e de cima para baixo, por ordem crescente do seu número atómico. Os elementos situados na parte esquerda e no centro da tabela periódica são metálicos. Os elementos situados na parte direita da tabela periódica são não-metais. A transição dos metais para não metais não é brusca mas é dada por seis elementos com propriedades intermédias que se designam por semi-metais e são: o silício (Si), o germânio (Ge), o arsénio (As), o antimónio (Sb), o telúrio (Te) e o polónio (Po). A estrutura da tabela periódica assenta na colocação dos elementos em 18 colunas (grupos) e 7 linhas (período) devidamente numeradas.

(Clicar na imagem para ampliar)

Tabela Periódica – Características

1. Existe alguma relação entre as posições dos elementos representativos na Tabela Periódica e as características das suas configurações electrónicas?

A configuração electrónica de um átomo ou ião é uma descrição da distribuição dos seus electrões por níveis de energia.
Ao observar a tabela periódica verifica-se que os elementos que pertencem ao mesmo grupo têm igual configuração electrónica de valência (configuração electrónica das orbitais do último nível de energia) e o número de electrões desse nível de energia é igual ao algarismo das unidades do número do grupo da Tabela Periódica. O número do período a que pertence um elemento é igual ao número quântico principal do último nível preenchido.

2. Como varia o raio atómico ao longo de um período? E de um grupo?

Raio atómico é o conceito que define a distância entre o centro do núcleo de um átomo e o último electrão de valência. Como um átomo não tem limites definidos, por vezes, considera-se o seu tamanho infinito.
Ao longo do grupo o raio atómico aumenta Enquanto que ao longo do período o raio atómico

3. Como se podem explicar essas variações do raio atómico?

O aumento do raio atómico ao longo do grupo acontece pois vai aumentado o número de camadas electrónicas ocupadas. A diminuição do raio atómico ao longo deve-se ao facto de o electrão adicionado ocupar a mesma camada electrónica que o anterior, mas tem mais um protão no núcleo. O aumento progressivo da carga nuclear provoca um aumento da força de atracção do núcleo.

4. O   que   acontece   ao   tamanho   do   raio   atómico   com   um   átomo  se   transforma   em ião?

O raio iónico, como o próprio nome indica, refere-se ao valor designado para o raio de um ião num sólido cristalino, baseado no pressuposto de que os iões possuem uma forma esférica. Este pode ser usado na difracção de raios X para medir a distância inter-nuclear em sólidos cristalinos.

Os iões apresentam um tamanho superior ou inferior ao do átomo de onde provêm consoante sejam aniões (iões negativos) ou catiões (iões positivos).

Assim, se um átomo se transforma num catião há remoção de electrões de valência.

5. Como varia a 1ª energia de ionização ao longo de um período? E de um grupo?

Na Tabela Periódica, o raio iónico, regra geral, aumenta ao longo de um grupo e diminui ao longo de um período.

6. Como se podem explicar essas variações da energia de ionização?

Como o catião possui menos electrões de valência, embora a carga nuclear não varie, as repulsões electrão – electrão diminuem e a força de atracção que o núcleo exerce sobre eles aumenta, provocando uma contracção da nuvem electrónica. Deste modo, um catião tem uma dimensão inferior à do átomo que o origina, pelo que o raio atómico é maior que o raio do catião. No caso de um átomo se transformar num anião, há captação de electrões. Embora a sua carga nuclear não varie, aumenta o número de electrões e, por este motivo, as repulsões electrão-electrão aumentam também.

8. Quais os  cientistas  que   tiveram   uma   contribuição    mais   significativa  para  a construção e organização da actual Tabela Periódica?

Dalton, Newlands, Mendeleiev, Moseley e Seaborg

9. Por que é que o hidrogénio não surge, muitas vezes, na Tabela Periódica, associado a qualquer grupo?

Não é fácil decidir a posição a atribuir ao Hidrogénio na Tabela Periódica, uma vez que não se encaixa em nenhum dos grupos. Por vezes é colocado no topo do grupo I (metais alcalinos) e, realmente, tendo em conta a sua natureza electropositiva, insere-se melhor neste grupo do que em qualquer outro. Outras vezes, o seu comportamento assemelha-se ao dos halogéneos, aceitando um segundo electrão para formar um ião mononegativo.
De facto, a estrutura atómica do hidrogénio (um núcleo com carga unitária positiva e um electrão) é tão diferente de qualquer outro elemento, que se justifica colocá-lo num local especial da Tabela Periódica, não o associando a qualquer grupo em particular.

10. Tendo em consideração a configuração electrónica, as energias de ionização e os iões mais comuns, quais são as principais diferenças entre as propriedades dos elementos metálicos e não metálicos?

Propriedades dos Metais

Propriedades físicas
São todos sólidos à temperatura ambiente, à excepção do mercúrio, gálio, césio, frâncio que são líquidos;
- Geralmente são bastante densos;
- São maleáveis, isto é, dobram facilmente sem partir;
- São dúcteis, isto é, reduzem-se facilmente a fios;
- Geralmente são cinzentos e têm brilho;
- São bons condutores eléctricos e térmicos.

Propriedades Químicas
Os metais são quase todos muito reactivos, ficam enegrecidos, quando expostos ao ar, por se oxidarem.
A grande reactividade dos metais deve-se ao facto dos seus átomos terem poucos electrões de valência. Em contacto com outros átomos perdem os electrões de valência transformando-se em iões positivos mais estáveis do que os átomos.

Propriedades dos Não-Metais

Propriedades físicas
Existem em diferentes estados físicos, á temperatura ambiente, uns são sólidos, outros líquidos e outros gasosos;
Têm densidades muito diferentes;
Quando são sólidos, mostram-se quebradiços;
São maus condutores eléctricos e térmicos, à excepção da grafite que é boa condutora eléctrica.

Propriedades químicas
Há não-metais pouco reactivos mas outros, como o oxigénio e o cloro, são tão reactivos como os metais.

Dalton

No início do século XIX, Jonh Dalton preparou uma lista de elementos químicos, cujas massas atómicas já eram então conhecidas. Muitos desses valores estavam longe dos actuais, devido à ocorrência de erros na sua determinação. Os erros foram corrigidos por outros cientistas, e o desenvolvimento de tabelas dos elementos e suas massas atómicas, centralizaram o estudo sistemático da Química.

Os elementos não estavam listados em qualquer arranjo ou modelo periódico, mas simplesmente por ordem crescente da sua massa atómica, cada um com suas propriedades e seus compostos. Os químicos, ao estudar essa lista, concluíram que ela não estava muito clara.

Os elementos Cloro, Bromo e Iodo, que tinham propriedades químicas semelhantes, apresentavam massas atómicas muito separadas. Em 1829, Johann Döbereiner teve a primeira ideia, com sucesso parcial, de agrupar os elementos em três – ou tríades. Essas tríades também estavam separadas pelas suas massas atómicas, mas com propriedades químicas muito semelhantes. A massa atómica do elemento central da tríade, era supostamente a média das massas atómicas do primeiro e terceiro membros. Lamentavelmente, muitos dos metais não podiam ser agrupados em tríades. Os elementos Cloro, Bromo e Iodo eram uma tríade, Lítio, Sódio e Potássio formavam outra.

Newlands

Um segundo modelo, foi sugerido em 1864 por John Newlands. Sugerindo que os elementos, poderiam ser arranjados num modelo periódico de oitavas, ou grupos de oito, ordenando de forma crescente as suas massas atómicas. Este modelo, colocou os elementos Lítio, Sódio e Potássio juntos. Esquecendo o grupo dos elementos Cloro, Bromo e Iodo, e os metais comuns como o Ferro e o Cobre. Nenhuma regra numérica foi encontrada para que se pudesse organizar completamente os elementos químicos numa forma consistente, com as propriedades químicas e suas massas atómicas. A base teórica na qual os elementos químicos estão arranjados actualmente – número atómico e teoria quântica – era desconhecida naquela época e permaneceu assim por várias décadas. A organização da tabela periódica, foi desenvolvida não teoricamente, mas com base na observação química de seus compostos, por Dimitri Ivanovich Mendeleiev.

Mendeleiev

Dimitri Ivanovich Mendeleiev nasceu na Sibéria, sendo o mais novo de dezessete irmãos. Mendeleiev foi educado em St. Petersburg, e posteriormente na França e Alemanha. Conseguiu o cargo de professor de química na Universidade de St. Petersburg. Escreveu um livro de química orgânica em 1861. Em 1869, enquanto escrevia seu livro de química inorgânica, organizou os elementos na forma da tabela periódica atual. Mendeleiev criou uma carta para cada um dos 63 elementos conhecidos. Cada carta continha o símbolo do elemento, a massa atómica e as suas propriedades químicas e físicas. Colocando as cartas em cima de uma mesa, organizou-as em ordem crescente das suas massas atómicas, agrupando-as em elementos de propriedades semelhantes. Formou-se então a tabela periódica. A vantagem da tabela periódica de Mendeleiev sobre as outras, é que esta exibia semelhanças, não apenas em pequenos conjuntos como as tríades. Mostravam semelhanças numa rede de relações vertical, horizontal e diagonal. Em 1906, Mendeleiev recebeu o Prémio Nobel por este trabalho.

Moseley

Em 1913, o cientista britânico Henry Moseley descobriu que o número de protões no núcleo de um determinado átomo, era sempre o mesmo. Moseley usou essa idéia para o número atómico de cada átomo. Quando os átomos foram ordenados por ordem crescente do seu número atómico, os problemas existentes na tabela de Mendeleiev desapareceram. Devido ao trabalho de Moseley, a tabela periódica moderna está baseada no número atómico dos elementos químicos. A tabela actual é bastante diferente da de Mendeleiev. Com o passar do tempo, os químicos foram melhorando a tabela periódica moderna, aplicando novos dados, como as descobertas de novos elementos ou um número mais preciso na massa atómica, e rearranjando os existentes, sempre em função dos conceitos originais.

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