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47PROMILITARES.COM.BR CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA DOS ELEMENTOS I BREVE HISTÓRICO A Tabela Periódica, atualmente adotada no mundo inteiro, segue padrões estabelecidos pela IUPAC (sigla em inglês para “União Internacional de Química Pura e Aplicada”), mas a elaboração essencial dela envolveu o trabalho de várias pessoas ao longo de muitos anos. Embora o químico russo Dimitri Mendeleiev seja frequentemente citado como o inventor da Tabela Periódica, outros cientistas antes dele já haviam tentado elaborar um sistema de classi� cação dos elementos químicos. Elementos como a prata, o ouro, o cobre e o chumbo já eram conhecidos desde os tempos antigos, mas a primeira descoberta cientí� ca de um elemento só aconteceu em 1669, quando o alquimista Henning Brand descobriu o fósforo. Nos próximos 200 anos após essa descoberta, dezenas de outros elementos foram encontrados na natureza. Com isso, surgiu a necessidade de organizá-los, e então os cientistas iniciaram a busca por propriedades que servissem como critério de classi� cação. (Texto retirado de www.tabelaperiodicacompleta.com) DALTON E AS MASSAS ATÔMICAS A primeira tentativa de organização foi feita no início do século XIX, pelo químico e físico inglês John Dalton. Nessa época, os valores aproximados das massas atômicas de alguns elementos já haviam sido estabelecidos. Dalton listou os elementos conhecidos em ordem crescente de massas atômicas, descrevendo as propriedades de cada um e os compostos formados por eles. Entretanto, essa classi� cação não fazia sentido, já que deixava bastante afastados entre si elementos com propriedades muito semelhantes. Os próprios valores das massas atômicas eram duvidosos, pois foi Dalton mesmo quem os calculou baseado em dados imprecisos. O cientista tomou o hidrogênio, que experimentalmente já havia sido veri� cado como o elemento mais leve conhecido, e atribuiu a ele um “peso nocional relativo” igual a 1. As massas dos demais elementos foram estabelecidas em relação ao hidrogênio, e esse método resultou em muitos erros. AS TRÍADES DE DÖBEREINER Em 1829, foi a vez do químico alemão Johann Wolfgang Döbereiner dar sua contribuição à ciência. Döbereiner analisou os elementos cálcio, estrôncio e bário, e percebeu que a massa do átomo de estrôncio correspondia, aproximadamente, à média dos valores das massas atômicas do cálcio e do bário. O químico observou que essa relação também se dava em outra tríade, como enxofre-selênio-telúrio e cloro-bromo-iodo. Döbereiner foi o primeiro cientista a relacionar os elementos químicos conhecidos com base em um determinado critério, entretanto, suas observações não foram tidas como relevantes pela comunidade cientí� ca da época. Uma das falhas do seu método é que muitos metais não podiam ser agrupados em tríades. O PARAFUSO TELÚRICO DE CHANCOURTOIS Mais tarde, em 1862, o geólogo francês Alexandre Chancourtois propôs o modelo que � cou conhecido como parafuso telúrico. Em uma espiral desenhada na face externa de um cilindro, ele organizou os elementos químicos em ordem crescente de massas atômicas. O cilindro era dividido por linhas verticais em 16 faixas, de modo que os elementos que possuíam propriedades semelhantes apareciam uns sobre os outros dentro dessas faixas. Esse modelo relacionava as propriedades dos elementos químicos às posições que eles ocupavam na sequência. O problema era: havia elementos que, apesar de estarem em posição correta na ordem crescente, apresentavam propriedades diferentes dos demais elementos situados na mesma faixa, o que invalidava o padrão. Por isso, o parafuso telúrico despertou pouco interesse. A LEI DAS OITAVAS DE NEWLANDS Outra ideia foi a do químico inglês John Alexander Newlands, que se inspirou na música. Sabe-se que, em uma sequência crescente de sete notas iniciada em dó, a oitava nota é dó novamente e depois dela a sequência se repete. Em 1864, Newlands elaborou uma periodicidade semelhante a essa para ser aplicada aos elementos químicos. Ele en� leirou os elementos conhecidos na época em linhas horizontais, sete em cada linha, em ordem crescente de massas atômicas. As linhas eram posicionadas umas sobre as outras. O primeiro elemento de cada 48 CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA DOS ELEMENTOS I PROMILITARES.COM.BR era o oitavo em relação à linha anterior e tinha as mesmas propriedades do primeiro elemento dessa linha anterior. O mesmo acontecia com o segundo elemento, o terceiro, e assim sucessivamente. Nessa forma de classi� cação, a cada oito elementos as propriedades se repetiam, por isso a proposta de Newlands recebeu o nome de “Lei das Oitavas”. DÓ RÉ MI FÁ SOL LÁ SI H Li Be B C N O F Na Mg Al Si P S Cl K Ca Cr Ti Entretanto, o modelo só se mostrava coerente até chegar ao cálcio e não valia para os elementos que vinham depois dele, conforme a ordem crescente de massas atômicas. A tentativa de associar a química à música rendeu a Newlands o desprezo da Sociedade Química de Londres. Apesar disso, hoje ele é reconhecido como o cientista que trouxe a noção de periodicidade para o campo da química, e seu trabalho é tido como precursor do de Mendeleiev. A TABELA PERIÓDICA DOS ELEMENTOS DE MENDELEIEV Dimitri Ivanovich Mendeleiev foi um químico russo que � cou conhecido como o pai da Tabela Periódica. Sua dedicação à sistematização dos elementos químicos começou em 1860, quando ele iniciou um trabalho de agrupamento dos elementos de acordo com suas propriedades comuns. A essa altura, já se sabia que os elementos tinham massas atômicas diferentes e era comum organizá-los em ordem crescente de massas atômicas. Mas, Mendeleiev acreditava que isso não era tudo. Certa ocasião, após ter passado alguns dias revisando exaustivamente todo o seu conhecimento químico e as tentativas de sistematização já feitas por outros cientistas, ele começou a escrever os elementos agrupando-os conforme as propriedades químicas que eles apresentavam. O problema era que essa classi� cação juntava elementos de massas atômicas muito distantes entre si. Ao mesmo tempo em que se sentia desanimado por saber que o padrão de organização observado em sua tentativa não se aplicava a todos os elementos conhecidos na época, Mendeleiev intuía que tal padrão não emergia por acaso. A� nal de contas, Chancourtois (que propôs o “parafuso telúrico”) também havia percebido um padrão e esbarrado no mesmo problema: o fato de ele não se aplicar a todos os elementos. Mendeleiev con� ava no conhecimento químico de Chancourtois e não acreditava que ele pudesse estar errado, por isso continuou seguindo as mesmas pistas, mas sem sucesso. As coisas começaram a � car mais claras para Mendeleiev quando ele teve a ideia de associar a classi� cação dos elementos ao seu jogo de cartas preferido: o jogo de paciência. Foi então que ele tomou uma série de � chas de papel e começou a escrever em cada uma delas o nome de um elemento, acompanhado de sua massa atômica e propriedades químicas. Terminado o “baralho” de elementos químicos, Mendeleiev começou a ordenar os cartões como se faz no jogo de paciência: os elementos de propriedades químicas semelhantes eram como cartas pertencentes ao mesmo naipe, e dentro de cada um desses “naipes” a ordem crescente de massas atômicas era como a ordem numérica crescente das cartas. A ironia é que ele chamou esse jogo de “paciência química” sem saber que precisaria realmente de muita paciência em sua jornada. Depois de organizados os cartões, o químico percebeu que sua intuição estava conduzindo-o na direção certa, mas ainda assim a “paciência química” era imperfeita. Foi então que, vencido pelo cansaço, adormeceu sobre a mesa de estudo e teve um sonho. “Vi num sonho uma tabela em que todos os elementos se encaixavam como requerido. Ao despertar, escrevi-a imediatamente numa folha de papel”, contou Mendeleiev depois. O sonho mostrou ao cientista como se encaixavam os conhecimentos que ele já possuía, mas não conseguia articular conscientemente.Ao acordar e transpor para o papel o que havia sonhado, Mendeleiev percebeu a lógica por trás do esquema: quando os elementos são listados em ordem crescente de massas atômicas, as propriedades químicas apresentadas por eles se repetem periodicamente. Por essa razão, chamou o modelo de “Tabela Periódica dos Elementos”. Duas semanas depois de ter feito a descoberta, Mendeleiev apresentou-a à comunidade cientí� ca, publicando o artigo intitulado “Um sistema sugerido dos elementos”. O ano era 1869. A princípio, a Tabela listava os elementos verticalmente em ordem crescente de massas atômicas, e na horizontal os agrupava segundo suas propriedades químicas. A Tabela Periódica, de certa forma, incorporava os modelos anteriores propostos por Döbereiner, Chancourtois e Newlands, mesmo que a validade desses padrões só fosse veri� cada em determinados trechos da Tabela. Além disso, nela se encaixavam todos os elementos conhecidos na época. Mas Mendeleiev ainda percebia incoerências em seu modelo. Uma delas eram os elementos que, embora estivessem no mesmo grupo que outros elementos de propriedades semelhantes, tinham massa atômica que não se encaixava na ordem crescente. Nesses casos, Mendeleiev desa� ou a ciência ao defender que o problema não estava em seu sistema de classi� cação, e sim no cálculo da massa atômica do elemento, que estava errada. 49 CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA DOS ELEMENTOS I PROMILITARES.COM.BR Outra aparente falha da Tabela Periódica era a inexistência de elementos que apresentassem determinados valores de massas atômicas necessários à continuidade da sequência crescente. Para esse problema, o cientista adotou uma solução simples, mas ousada: deixava lacunas correspondentes a eles e continuava a sequência com os elementos conhecidos. Ele tinha certeza de que os elementos correspondentes às lacunas existiam, apenas não tinham sido descobertos ainda. Sua segurança era tanta que o químico arriscou até mesmo prever as propriedades de alguns daqueles elementos desconhecidos, baseando seus palpites na massa atômica que eles deveriam ter e na posição que a lacuna ocupava na Tabela. A TABELA PERIÓDICA DE MEYER Graças à agilidade com que publicou sua proposta de classi� cação dos elementos, Mendeleiev � cou conhecido como o criador da Tabela Periódica. Mas a verdade é que, alguns anos antes dele, houve outro cientista que elaborou um modelo bastante parecido. Em 1864, o químico alemão Julius Lothar Meyer estudou a relação entre as massas e os volumes atômicos dos elementos e construiu um grá� co baseado nessas duas grandezas. A partir desse estudo, Meyer elaborou uma classi� cação periódica dos elementos, levando em consideração as propriedades apresentadas por eles. A linha de investigação seguida por ele era bem próxima à de Mendeleiev e os resultados obtidos pelos dois foram bastante parecidos. Mas, por que o trabalho de Meyer acabou ofuscado pelo de Mendeleiev, que só veio chegar a conclusões consistentes cinco anos mais tarde? A resposta é simples: porque Meyer duvidou de suas conclusões. O químico alemão levou muito tempo revisando seus resultados e só os publicou cerca de um ano depois. Além disso, depois da publicação, Meyer hesitou diante dos questionamentos da comunidade cientí� ca, que lançava dúvidas sobre a aparente desordem dos elementos, a inadequação de alguns elementos aos grupos em que apareciam e a falta de elementos para tornar o esquema coerente. Já Mendeleiev foi capaz de desa� ar saberes estabelecidos e defendeu sua descoberta com convicção. Apesar da � rmeza com que Mendeleiev defendia sua Tabela Periódica, a comunidade cientí� ca não se deixou convencer de que aquele modelo estava totalmente correto, pois havia inconsistências evidentes nele. Uma delas era a posição de determinados elementos com valores de massa atômica próximos, mas com propriedades muito diferentes. Problemas como esse levaram os cientistas a descon� arem que talvez a massa atômica não fosse uma variável adequada para servir de critério de organização dos elementos. MOSELEY E OS NÚMEROS ATÔMICOS No início do século XX, por volta de 1913, o físico inglês Henry Gwyn-Jeffreys Moseley examinou os espectros dos raios-X característicos de cerca de 40 elementos. Neste estudo, descobriu que todos os átomos de um mesmo elemento químico tinham carga nuclear idêntica, o que indicava que possuíam o mesmo número de prótons em seus núcleos. O número de prótons que um elemento possui em seu núcleo corresponde ao seu número atômico. O físico observou que quando os elementos eram colocados em ordem crescente de números atômicos, suas propriedades se repetiam periodicamente. Não levou muito tempo para que Moseley chegasse à conclusão de que o número atômico podia ser usado como critério de organização dos elementos químicos, em vez da massa atômica. A aplicação desse padrão corrigiu as falhas existentes nas tabelas de Mendeleiev e de Meyer. As poucas lacunas que ainda persistiram na Tabela foram preenchidas mais tarde por alguns elementos descobertos e outros sintetizados em laboratório. Assim, chegou-se a uma versão da Tabela Periódica muito parecida com a que temos atualmente, composta por linhas chamadas “períodos (ou níveis)” e colunas chamadas ”famílias (ou grupos)”. SEABORG E OS ELEMENTOS TRANSURÂNICOS A última grande alteração aplicada à Tabela Periódica foi resultado do trabalho de Glenn Theodore Seaborg. Dentro do Projeto Manhattan, que trabalhava para desenvolver a bomba atômica, Seaborg foi chefe da divisão que lidava com os elementos transurânicos (ou seja, os elementos com número atômico superior a 92, que é o número atômico do urânio). Ao lado de E. M. McMillan, J. W. Kennedy e A. C. Wahl, o cientista americano descobriu o plutônio. Depois descobriu outros quatro elementos transurânicos e participou da descoberta de mais cinco. Em 1944, Seaborg levantou a hipótese de que os elementos com número atômico superior ao do actínio (que é igual a 98) formavam uma série de elementos semelhantes à série dos lantanídeos. A partir dessa hipótese, foi possível explicar propriedades químicas de alguns elementos já conhecidos e até a de outros que ainda não haviam sido identi� cados. Em 1945, o cientista publicou uma versão da Tabela Periódica que incluía os elementos transurânicos recentemente descobertos. A con� guração dessa Tabela diferia da anterior por trazer a série dos actinídeos abaixo da série dos lantanídeos. Em 1951, Seaborg recebeu o Prêmio Nobel de Química. O elemento 106 da Tabela Periódica chama-se Seabórgio em homenagem a ele. LOCALIZAÇÃO DOS ELEMENTOS ORDENAÇÃO DOS ELEMENTOS Os elementos estão distribuídos e ordenados na Tabela Periódica em ordem crescente de seus números atômicos. 50 CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA DOS ELEMENTOS I PROMILITARES.COM.BR PERÍODOS São as � leiras horizontais. Os elementos localizados num mesmo período apresentam um mesmo número de camadas eletrônicas. Exemplo: 11Na – 1s 2 2s2 2p6 3s1 (2; 8; 1) e 17C – 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p5 (2; 8; 7), Apresentam três camadas eletrônicas. Desta forma, eles estão localizados no terceiro período. GRUPOS OU FAMÍLIAS São as colunas verticais. O maior grau de semelhança entre dois elementos químicos em relação às suas propriedades químicas acontece quando eles pertencem a uma mesma coluna ou família. A localização de um elemento em sua família depende do seu subnível mais energético e do número de elétrons na camada de valência. ELEMENTOS REPRESENTATIVOS São elementos que apresentam os subníveis s e p como o mais energético. Bloco “s” ---------------- n sx DISTRIBUIÇÃO NA CAMADA DE VALÊNCIA COLUNA (NOTAÇÃO ANTIGA) COLUNA (NOTAÇÃO ATUAL) FAMÍLIA NÚMERO DE ELÉTRONS DE VALÊNCIA ns1 1A 1 Metais Alcalinos 1 ns2 2A 2 Metais Alcalino- -terrosos 2 Bloco “p” ---------------- n s2 npx DISTRIBUIÇÃO NA CAMADA DE VALÊNCIA COLUNA (NOTAÇÃO ANTIGA) COLUNA (NOTAÇÃO ATUAL) FAMÍLIA NÚMERO DE ELÉTRONDE VALÊNCIA ns2 np1 3A 13 Família do Boro 3 ns2 np2 4A 14 Família do Carbono 4 ns2 np3 5A 15 Família do Nitrogênio 5 ns2 np4 6A 16 Calcogênios 6 ns2 np5 7A 17 Halogênios 7 ns2 np6 8A ou 0 18 Gases Nobres 8 (exceto o Hélio) Observação 1) Mesmo localizado no grupo 1, o hidrogênio não é um metal alcalino. 2) Por apresentar dois elétrons somente, completando o seu único orbital s, o Hélio é um Gás Nobre. 3) Para os metais alcalinos e alcalino-terrosos, o número do grupo coincide com o número de elétrons na camada de valência do elemento. 4) Para os elementos do grupo 13 a 18, o número de elétrons da camada de valência é dado pelo algarismo da casa das unidades do grupo. Exercício Resolvido 01. Utilizando a sua distribuição eletrônica, identi� que o período, a coluna e o nome da família do elemento X de número atômico igual 34. Resolução: 34X → 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p4 (2; 8; 18; 6) → 4º período,coluna 16 ou 6A, família dos calcogênios. 02. O elemento X abaixo, apresenta os seguintes valores de números quânticos para o seu elétron de maior energia (diferenciador): n = 3 , l = 1 , ml = 0 , ms = +1/2. Considerando o valor positivo do spin para o segundo elétron presente num orbital, determine o período, a coluna e o nome da família do elemento X. Resolução: n =3 l =0 ml = -1 ms =+1/2 -1 0 +1 3p +10-1 3p4 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 (2; 8; 7) → 3º período, coluna 17 ou 7ª, família dos halogênios. ELEMENTOS DE TRANSIÇÃO Elementos de Transição Externa: São elementos que apresentam o subnível d como o mais energético. O subnível d se encontra na penúltima camada do mesmo. Suas famílias são denominadas pelo nome do primeiro elemento. Bloco “d” ------------------------ns2 (n-1)dx COLUNAS (NOTAÇÃO) 3B 4B 5B 6B 7B 8B 1B 2B COLUNAS (NOTAÇÃO ATUAL) 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ELÉTRONS DE VALÊNCIA 2 2 2 1 2 2 2 2 1 2 DX 1 2 3 5 5 6 7 8 10 10 Observação Os elementos dos grupos 6 e 11 apresentam distribuição eletrônica que não obedece integralmente à distribuição eletrônica proposta pelo diagrama de Pauling. Exercício Resolvido 03. Utilizando a sua distribuição eletrônica, identi� que o período e a coluna do elemento X de número atômico igual 25. Resolução: 25X → 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5 (2; 8; 13; 2) → 4º período, coluna 7 ou 7B. 51 CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA DOS ELEMENTOS I PROMILITARES.COM.BR Elementos de Transição Interna: São elementos que apresentam o subnível f como o mais energético. O subnível f se encontra na antepenúltima camada do mesmo. Todos os elementos de transição interna estão localizados no sexto e no sétimo períodos da coluna 3 ou IIIB. Bloco “f” ------------------------ns2 (n-2)fx DISTRIBUIÇÃO PERÍODO 6s2 4fx Sexto Série dos Lantanídeos (57La → 71Lu) 7s2 5fx Sétimo Série dos Actinídeos (89Ac → 103Lr) Posicionamento dos Elementos em relação aos subníveis de maior energia: B lo co s Bloco d Bloco p Bloco f METAIS E AMETAIS (NÃO METAIS) 52 CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA DOS ELEMENTOS I PROMILITARES.COM.BR CARACTERÍSTICAS GERAIS METAIS AMETAIS GÁS NOBRE ESTADO FÍSICO À TEMPERATURA AMBIENTE Sólidos, com exceção do mercúrio (Hg) que é líquido. Podem ser sólidos, líquidos e gasosos. São todos gasosos. BRILHO CARACTERÍSTICO Presente em todos. Não apresentam com exceção do iodo e do carbono na forma de gra� te. Não apresentam. CONDUÇÃO DE CALOR E ELETRICIDADE Bons condutores. Não conduzem a exceção do carbono na forma de gra� te. Não são bons condutores. MALEABILIDADE São maleáveis. Não são maleáveis. Não são maleáveis. DUCTIBILIDADE São dúcteis. Não são dúcteis, com exceção do carbono na forma de diamante. Não são dúcteis. FORMAÇÃO DE ÍONS Formam cátions. Forman ânions. Apresentam grande di� culdade de formar compostos. Maleabilidade → capacidade de serem transformados em lâminas. Ductibilidade → capacidade de ser estirado em fios. Alguns elementos (B, Si, Ge, As, Sb, Te e Po) apresentam propriedades intermediárias entre os metais e os ametais. Em literaturas mais antigas, esses elementos são denominados de semimetais ou metaloides. EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO 01. (UFRGS 2018) Na coluna da direita, estão listados cinco elementos da tabela periódica; na da esquerda, a classi� cação desses elementos. Associe a coluna da direita à da esquerda. ( ) Alcalino ( ) Halogênio ( ) Alcalino-terroso ( ) Elemento de transição 1. Magnésio 2. Potássio 3. Paládio 4. Bromo 5. Xenônio A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é: a) 1 – 2 – 3 – 4. b) 2 – 4 – 1 – 3. c) 2 – 4 – 3 – 5. d) 3 – 2 – 4 – 5. e) 4 – 2 – 1 – 3. 02. (UEG 2018) No processo de evolução da tabela periódica, os modelos de Mendeleev e Moseley foram as formulações mais bem- sucedidas para demonstrar a periodicidade das propriedades dos elementos químicos. Nesse contexto, a diferença básica entre os modelos de Mendeleev e Moseley residem, respectivamente, na forma de organização dos seguintes parâmetros atômicos: a) Massa atômica e elétrons. b) Massa atômica e nêutrons. c) Elétrons e número de prótons. d) Nêutrons e número de prótons. e) Massa atômica e número de prótons. 03. Leia o texto para responder à questão: Mendeleev (1834-1907), sob a in� uência da sua segunda esposa, voltou-se para o mundo das artes, tornando-se colecionador e crítico. Essa nova paixão não deve ter sido considerada nenhuma surpresa, a� nal, Mendeleev fez arte com a química, desenhando e manejando cartas que representavam os elementos, para ajudar na construção da Tabela Periódica. Sua visão da ciência já era um indício de que existia uma veia artística dentro dele. Certa vez, disse: “Conceber, compreender e aprender a simetria total do edifício, incluindo suas porções inacabadas, é equivalente a experimentar aquele prazer só transmitido pelas formas mais elevadas de beleza e verdade”. Na Química, as ideias ousadas e o gênio audacioso de Mendeleev renderam-lhe um merecido reconhecimento. Mas ele não se dedicou exclusivamente à Tabela Periódica. Já havia estudado a temperatura crítica dos gases e prosseguiu sua vida acadêmica pesquisando a expansão de líquidos e a origem do petróleo. Em 1955, o elemento de número atômico 101 (Z = 101) da Tabela Periódica recebeu o nome Mendelévio em sua homenagem. (http://tinyurl.com/oadx3qe Acesso em: 31.07.2014. Adaptado) 53 CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA DOS ELEMENTOS I PROMILITARES.COM.BR (CPS 2015) De acordo com o texto, é correto a� rmar que Mendeleev foi: a) opositor à construção da Tabela Periódica. b) introduzido ao mundo das artes pela primeira esposa. c) quem descobriu o elemento químico de número atômico 101. d) merecidamente reconhecido, graças à sua audácia e ideias ousadas. e) o nome dado a um composto químico para homenagear esse grande cientista. 04. (CFTMG 2016) Utilizando-se a Tabela Periódica dos Elementos, é possível identi� car determinadas substâncias encontradas na natureza. Considere uma substância com as seguintes características: I. Simples; II. Diatômica; III. Presente na atmosfera; IV. Constituída por átomos da coluna ou família VI-A (calcogênios). Essa substância corresponde ao gás a) CO2. b) N2. c) O3. d) O2. 05. (IFSUL 2017) Segundo o Centro de Tecnologia Mineral, cerca de 70% dos metais pesados e demais elementos potencialmente tóxicos encontrados em lixões e aterros sanitários são provenientes de equipamentos eletrônicos, entre eles, computadores, celulares e baterias descartados, que contaminam o solo e os lençóis freáticos, colocando em risco a saúde pública, pois causam muitas doenças graves e a grande maioria também é cancerígeno. A tabela a seguir apresenta alguns destes elementos. A distribuição do cátion trivalente do elemento químico situado no Grupo 13 e no quarto período é: a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1. b) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1. c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10. d) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p4. 06. (IFCE 2016) Observe a distribuição eletrônica dos elementos químicos A, B, C,D e E. A: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6. B: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1. C: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5. D: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1. E: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 Sobre os elementos supracitados, é correto a� rmar-se que: a) E é um halogênio. b) A é um metal de transição. c) C é um calcogênio. d) D é um metal alcalino terroso. e) B e D são metais alcalinos. 07. (IFCE 2014) A forma como os elétrons são distribuídos entre os orbitais de um átomo é chamada de con� guração eletrônica, que, entre outras informações, pode indicar a que família e período da tabela periódica um elemento químico pertence. Com base nisso, considere três elementos químicos, X, Y e Z, cujos números atômicos são 35, 54 e 56. Pela con� guração eletrônica, é correto a� rmar-se que: a) o elemento X localiza-se na família 4A e no 2º período da tabela periódica. b) o elemento Y localiza-se na família 3A e no 5º período da tabela periódica. c) o elemento Z localiza-se na família 2A e no 6º período da tabela periódica. d) os elementos X e Y são não metais, mesmo pertencendo a famílias e períodos diferentes. e) os elementos X e Y são metais, mesmo pertencendo a famílias e períodos diferentes. 08. Três átomos cujos números atômicos são 8, 11 e 17 estão classi� cados na tabela periódica, respectivamente, como: a) um gás nobre, um metal alcalino e um metal alcalino-terroso. b) um halogênio, um não metal e um metal alcalino-terroso. c) um metal alcalino, um halogênio e um calcogênio. d) um calcogênio, um metal alcalino e um halogênio. 09. Leia o texto. CIENTISTAS PODEM TER ENCONTRADO O BÓSON DE HIGGS, A “PARTÍCULA DE DEUS”. Os cientistas ainda precisam con� rmar que a partícula que encontraram se trata, de fato, do bóson de Higgs. Ela ganhou o apelido de “partícula de Deus” por ser considerada crucial para compreender a formação do universo, já que pode explicar como as partículas ganham massa. Sem isso, nenhuma matéria, como as estrelas, os planetas e até os seres humanos, existiria. (Adaptado de g1 www.globo.com, 04/07/20 2.) O bóson de Higgs, apesar de ser uma partícula fundamental da natureza, tem massa da ordem de 126 vezes maior que a do próton, sendo, portanto, mais pesada do que a maioria dos elementos químicos naturais. O símbolo do elemento químico cuja massa é cerca de metade da massa desse bóson é: a) Cu. b) I. c) Mo. d) Pb. 10. Considerando a classi� cação periódica dos elementos químicos, analise as seguintes a� rmativas: I. Neônio é um gás nobre, muito usado na iluminação para propaganda, e tem número atômico 18. II. O cátion K+(potássio), usado na fabricação da pólvora, apresenta na camada de valência a seguinte distribuição eletrônica: 3s2 3p6. III. Se o subnível mais energético de um elemento no estado fundamental for 5p4, seu número atômico e posição na tabela são, respectivamente, 56 e 16 (6A)/5º período. Pode-se a� rmar que está (ão) correta(s) a(s) a� rmativa(s): a) I e II. b) II e III. c) I e III. d) II somente. e) III somente. 54 CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA DOS ELEMENTOS I PROMILITARES.COM.BR EXERCÍCIOS DE TREINAMENTO 01. (PUC-RS 2016) A Tabela Periódica contém todos os elementos químicos já descobertos, os quais estão organizados em função de sua estrutura e propriedades. Em relação aos elementos químicos, é correto a� rmar que: a) o mais leve da Tabela Periódica é um gás nobre. b) o mais abundante na atmosfera terrestre é um calcogênio. c) o mais abundante do Universo está localizado no primeiro período. d) o que constitui o diamante está localizado no mesmo grupo do enxofre. e) o mais abundante da crosta terrestre está localizado no terceiro período. TEXTO PARA AS QUESTÕES 02 E 03: Leia o texto para responder à(s) questão(ões): A Organização das Nações Unidas (ONU) declarou 2019 como sendo o Ano Internacional da Tabela Periódica dos Elementos Químicos (IYPT 2019, em inglês). Um dos principais motivos para a comemoração é que em 2019 completamos 150 anos desde a primeira tabela de Dmitry Mendeleev. Ele, na tentativa de organizar os elementos químicos conhecidos na época, inspirou-se em cartas do baralho que usava para jogar paciência e fez algo parecido com os elementos. Pegou � chas brancas e nelas escreveu o símbolo dos elementos químicos conhecidos e uma curta lista de suas propriedades químicas. Passou então a se concentrar sobre aquelas � chas e num dado momento, foi vencido pela exaustão e adormeceu, tendo um sonho em que via uma tabela na qual os elementos se encaixavam exatamente como pretendia. Ao despertar do sono, escreveu imediatamente essa tabela. Ele compreendeu que, quando os elementos eram escritos numa ordem crescente de massa atômica, várias propriedades químicas se repetiam em intervalos regulares (periódicos). Por isso, a sua descoberta recebeu o nome de Tabela Periódica dos Elementos. O mais impressionante dessa descoberta e que fez com que ele fosse levado a sério pela comunidade cientí� ca foi que ele deixou alguns espaços vagos, dizendo que nenhum elemento se encaixava ali porque eles ainda não haviam sido descobertos, mas que ainda seriam. Além disso, ele especi� cou até mesmo quais seriam as propriedades desses elementos químicos ainda não descobertos. E, impressionantemente, foi o que realmente aconteceu. Após a publicação de sua tabela, os elementos germânio, gálio e escândio foram descobertos e possuíam as propriedades descritas por ele. Atualmente, a Tabela Periódica dos Elementos Químicos está organizada em ordem crescente de número atômico (Z), porque, na realidade, não são as massas atômicas que de� nem as propriedades de cada elemento, mas sim o número atômico. Apesar de terem sofrido vários ajustes ao longo dos anos, as Tabelas Periódicas modernas continuam baseadas sobre a estrutura essencial criada por Mendeleev. No ano de 1955, um novo elemento químico foi descoberto, tendo número atômico 101, sendo instável e sujeito a sofrer � ssão nuclear espontânea. Ele recebeu o nome de mendelévio, em homenagem a esse grande cientista. (<https://tinyurl.com/y9pwfcuw> Acesso em: 21.10.2018. Adaptado. Original colorido.) 02. (CPS 2019) Mendeleev deixou, em sua Tabela, espaços vazios: a) pois havia sonhado com novos elementos químicos e passou a pesquisá-los. b) porque previa a descoberta de novos elementos químicos, o que realmente ocorreu posteriormente. c) que foram preenchidos por novos elementos, com características diferentes das previstas por ele. d) porque não existiam elementos que apresentassem as massas atômicas que deveriam ocupá-los. e) para serem preenchidos por elementos químicos que havia descoberto, pouco antes de sonhar com a tabela. 03. (CPS 2019) De acordo com o texto, assinale a alternativa correta: a) Mendeleev construía seus baralhos para jogar paciência. b) O baralho de Mendeleev continha os elementos químicos conhecidos na época. c) Na Tabela de Mendeleev, os elementos estão organizados em ordem crescente de número atômico. d) A Tabela Periódica, recebeu esse nome porque as propriedades dos elementos, na organização elaborada por Mendeleev, repetiam-se periodicamente. e) A Tabela Periódica, usada nos dias de hoje, ainda é igual à primeira tabela de Mendeleev com os elementos em ordem crescente de massas atômicas. 04. (UFU 2016) WELCOME TO THE INTERNATIONAL UNION OF PURE AND APPLIED CHEMISTRY Discovery and Assignment of Elements with Atomic Numbers 113, 115, 117 and 118. IUPAC announces the veri� cation of the discoveries of four new chemical elements: The 7th period of the periodic table of elements is complete. 55 CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA DOS ELEMENTOS I PROMILITARES.COM.BR Foi assim que, em 30 de dezembro de 2015, a IUPAC (sigla, em inglês, de International Union of Pure and Applied Chemistry) anunciou, formalmente, a inclusão de novos elementos na Tabela Periódica: Unúntrio (113Uut), Unumpêntio (115Uup), Ununséptio (117Uus) e Ununóctio (118Uuo). Esses novos elementos transurânicos possuemgrandes núcleos e são: a) naturais e de peso atômico elevado. b) arti� ciais e altamente radioativos. c) isoeletrônicos e isótopos entre si. d) estáveis com semelhança no tempo de vida. 05. (UPE-SSA 1 2017) Marvel Agent Carter é uma série de televisão, que narra as aventuras de Peggy Carter lutando contra os vilões e o machismo da sociedade no � nal da década de 1940. Em um dos episódios, ao buscar um equipamento escondido em um laboratório, Vernon Masters, agente do FBI, encontra-o atrás de uma tabela periódica, conforme a imagem a seguir: A produção da série cometeu um erro de contexto ao utilizar uma tabela periódica com informações não disponíveis à época. Qual das alternativas a seguir corresponde ao equívoco? a) A presença do hidrogênio como elemento do grupo IA é equivocada e deve ser evitada, pois não é um metal alcalino. b) A posição do Frâncio (Fr) o coloca como o elemento químico de maior eletronegatividade. c) Apresenta incoerência quanto à posição do lantânio e actínio que fazem parte do bloco d da classi� cação periódica. d) Apresenta incoerência quanto à presença de elementos transurânicos que não eram conhecidos na década de 1940 e 1950, como o siabórgio (Sg) e o darmstádio (Ds). e) Os metais Ferro (26Fe), Cobalto (27Co), Níquel (28Ni), e Cobre (29Cu), contrariam a distribuição pela Lei Periódica. 06. Um átomo do elemento químico x, usado como corante para vidros, possui número de massa igual a 79 e número de nêutrons igual a 45. Considere um elemento y, que possua propriedades químicas semelhantes ao elemento x. Na Tabela de Classi� cação Periódica, o elemento y estará localizado no seguinte grupo: a) 7 b) 9 c) 15 d) 16 07. Em uma das primeiras classi� cações periódicas, os elementos químicos eram organizados em grupos de três, denominados tríades. Os elementos de cada tríade apresentam propriedades químicas semelhantes, e a massa atômica do elemento central equivale, aproximadamente, à média aritmética das massas atômicas dos outros dois. Observe as tríades a seguir: Li Cl S Na Br x K I Te Com base nos critérios desta classi� cação, a letra x corresponde ao seguinte elemento químico: a) O b) As c) Se d) Po 08. (IFCE 2019) Os diferentes elementos químicos conhecidos na atualidade foram organizados num quadro que levou anos para ser construído, chamado “Tabela periódica dos elementos químicos”. Nela, os elementos estão posicionados obedecendo a uma ordem crescente de seus números atômicos, sendo dispostos em � las horizontais (períodos) e em colunas verticais (grupos). Baseando-se na sua distribuição eletrônica é possível localizar qualquer elemento na tabela, determinando seu grupo e seu período. O item que indica a localização correta na tabela periódica do átomo de zinco (30Zn) é: a) 5º período e coluna 11. b) 3º período e coluna 13. c) 4º período e coluna 12. d) 4º período e coluna 15. e) 5º período e coluna 12. 09. (COTIL 2019) O terreno de uma antiga fábrica de baterias automotivas em Sorocaba (SP) se tornou um garimpo de chumbo a céu aberto. Em busca de dinheiro “fácil”, moradores da região se arriscam e cavam a terra contaminada por produtos químicos à procura de metais que possam ser vendidos aos “ferros-velhos” da cidade. Segundo o toxicologista da Universidade de São Paulo (USP), Fernando Barbosa Júnior, “as amostras apresentaram valores extremamente elevados de chumbo. Um milhão de vezes superiores àquelas que nós esperaríamos. Além do chumbo, foram encontrados alumínio, cádmio, cromo e arsênio.” (Adaptado de: https://g1.globo.com/sp/sorocaba-jundiai/noticia/2018/08/19/terreno- de-antiga-fabrica-de-baterias-vira-garimpo-dechumbo-no-interior-de-sp.ghtml. Acessado em 18/09/18.) Sobre os metais citados no texto acima, pode-se a� rmar que: a) chumbo, alumínio e arsênio são elementos de transição. b) alumínio, cromo e arsênio são elementos representativos. c) arsênio, alumínio e chumbo são elementos representativos. d) arsênio, alumínio e cádmio são elementos de transição. 10. (PUC-PR 2016) Linus Carl Pauling, nascido no dia 28 de fevereiro de 1901, em Portland, nos Estados Unidos, foi um dos mais importantes químicos e recebeu dois Prêmios Nobel. Estudou a vitamina C. Em 1929, foi nomeado Professor Associado e, um ano depois, Professor. Em 1930, retorna para a Europa, estuda os elétrons e constrói junto com um aluno um aparelho de difração eletrônica para estudar a estrutura das moléculas. Recebeu, em 1931, o Prêmio Langmuir por ter realizado o trabalho cientí� co mais signi� cativo feito por um cientista com menos de 30 anos. Em 1932, mostrou a ideia de eletronegatividade e a escala de Pauling. Um de seus trabalhos mais importantes é sobre hibridização e a tetravalência do carbono. (Disponível em: <http://www.soq.com.br/>.) Analisando o texto, o qual conta um pouco sobre Linus Pauling, assinale a alternativa correta. Dados: 26Fe (grupo 8 ou família VIIIB) 11Na (grupo 1 ou família IA) 37Rb (grupo 1 ou família IA) 12Mg (grupo 2 ou família IIA) 20Ca (grupo 2 ou família IIA) 56 CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA DOS ELEMENTOS I PROMILITARES.COM.BR a) A distribuição eletrônica de Linus Pauling ocorre em ordem decrescente de níveis energéticos. b) A distribuição eletrônica para o íon Fe+3 possui subnível mais energético 3d³. c) Caso em um laboratório faltasse o sódio para fazer um experimento, o rubídio poderia substituí-lo, pois ambos possuem propriedades químicas semelhantes. d) Os elementos sódio, cálcio e ferro são bons condutores de eletricidade, porém maus condutores de calor no estado sólido. EXERCÍCIOS DE COMBATE 01. A tabela de Mendeleiev, ao ser apresentada à Sociedade Russa de Química possuía espaços em branco, reservados para elementos ainda não descobertos. A tabela foi assim organizada a partir da crença de Mendeleiev na existência de relações periódicas entre as propriedades físico-químicas dos elementos. Dois dos elementos, então representados pelos espaços em branco, hoje são conhecidos como gálio (Ga), de número atômico igual a 31 e germânio (Ge), de número atômico 32. Mendeleiev havia previsto, em seu trabalho original, que tais elementos teriam propriedades químicas semelhantes, respectivamente, a: a) estanho (Sn) e índio (In). b) alumínio (Al) e silício (Si). c) cobre (Cu) e selênio (Se). d) zinco (Zn) e arsênio (As). 02. Considere as informações a seguir sobre os elementos químicos A, B, C, D e E. – O átomo neutro do elemento A tem 10 elétrons. – A, B- e C+ são isoeletrônicos. – D pertence ao 5° período e ao mesmo grupo de C, da classi� cação periódica. – Entre os elementos de transição, E é o de menor número atômico. Com base nessas informações, é incorreto a� rmar: a) A é um gás nobre. b) B é um halogênio. c) C é um metal alcalino-terroso. d) A con� guração eletrônica da camada de valência de D é 5s1. e) E pertence ao 4° período da classi� cação periódica. 03. Vários óxidos anfóteros (óxidos que reagem com ácidos e bases e não reagem com a água) apresentam importância econômica, tais como: Al2O3 é matéria prima da qual se extrai o alumínio; Cr2O3 é fonte de cromo usado na fabricação de aço inox; ZnO utilizado em pomadas medicinais; PbO em baterias e o MnO‚ em pilhas e nas baterias alcalinas. Dentre os elementos químicos constituintes dos óxidos mencionados acima, assinale os de transição externa: a) Al, Pb, Zn b) Cr, Zn, Mn c) Cr, Pb, Mn d) Mn, Al, Pb e) Al, Pb, Cr 04. Uma forma de identi� car a estabilidade de um átomo de qualquer elemento químico consiste em relacionar seu número de prótons com seu número de nêutrons em um grá� co denominado “Diagrama de estabilidade”, mostrado a seguir. São considerados estáveis os átomos cuja interseção entre o número de prótons e o de nêutrons se encontra dentro da zona de estabilidade mostrada no grá� co. Veri� ca-se, com base no diagrama, que o menor número de massa de um isótopo estável de um metal é igual a: a) 2. b) 3. c) 6. d) 9. 05. Imagineque a Tabela Periódica seja o mapa de um continente, e que os elementos químicos constituem as diferentes regiões desse território: A respeito desse “mapa” são feitas as seguintes a� rmações: I. Os metais constituem a maior parte do território desse continente. II. As substâncias simples gasosas, não metálicas, são encontradas no Nordeste e na Costa Leste desse continente. III. Percorrendo-se um meridiano (isto é, uma linha reta no sentido norte-sul), atravessam-se regiões cujos elementos químicos apresentam propriedades químicas semelhantes. 57 CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA DOS ELEMENTOS I PROMILITARES.COM.BR Dessas a� rmações: a) apenas I é correta. b) apenas I e II são corretas. c) apenas I e III são corretas. d) apenas II e III são corretas. e) I, II e III são corretas. 06. Certa família de elementos químicos apresenta os seguintes números atômicos: 9, 17, 35, X e 85. Para esses elementos, foram feitas as a� rmações a seguir. I. O primeiro elemento tem número de massa 9. II. O terceiro elemento tem um próton a menos que o gás nobre do seu período. III. O número atômico de X é 53. IV. O átomo eletricamente neutro do último elemento tem con� guração eletrônica de gás nobre. V. Os átomos de X formam a espécie química X2 por ligação covalente. São corretas as a� rmações: a) I e II apenas. b) II e III apenas. c) II, III e V. d) II, III e IV. 07. Analise as a� rmações I, II e III referentes aos metais, cujas posições na Tabela Periódica estão representadas no esquema abaixo: I. É frequentemente usado em lâmpadas incandescentes, tem elevado ponto de fusão e número atômico igual 74. II. É líquido nas condições ambiente (25 ºC e 1 atm) e utilizado em barômetros, em lâmpadas especiais e em odontologia. III. Possui número atômico 22 e está na família 4 da Tabela Periódica. Algumas de suas utilizações podem ser assim exempli� cadas: aplicação de próteses em joelhos e quadris; colocação de pinos para � xação entre a mandíbula e a prótese dentária. a) Tungstênio, mercúrio e titânio. b) Titânio, mercúrio e tungstênio. c) Tungstênio, titânio e mercúrio. d) Mercúrio, tungstênio e titânio. e) Titânio, tungstênio e mercúrio. 08. Um astronauta foi capturado por habitantes de um planeta hostil e aprisionado numa cela, sem seu capacete espacial. Logo começou a sentir falta de ar. Ao mesmo tempo, notou um painel como o da � gura abaixo em que cada quadrado era uma tecla. Apertou duas delas, voltando a respirar bem. As teclas apertadas foram: a) 1 e 2. b) 2 e 3. c) 3 e 4. d) 4 e 5. e) 5 e 6. 09. Cinco amigos resolveram usar a tabela periódica como tabuleiro para um jogo. Regras do jogo: Para todos os jogadores, sorteia-se o nome de um objeto, cujo constituinte principal é determinado elemento químico. Cada um joga quatro vezes um dado e, a cada jogada, move sua peça somente ao longo de um grupo ou de um período, de acordo com o número de pontos obtidos no dado. O início da contagem é pelo elemento de número atômico 1. Numa partida, o objeto sorteado foi “latinha de refrigerante” e os pontos obtidos com os dados foram: Ana (3,2,6,5), Bruno (5,4,3,5), Célia (2,3,5,5), Décio (3,1,5,1) e Elza (4,6,6,1). Assim, quem conseguiu alcançar o elemento procurado foi: a) Ana. b) Bruno. c) Célia. d) Décio. e) Elza. 10. Os fabricantes e importadores estão obrigados, por lei, a recolher as baterias usadas em telefones celulares por conterem metais pesados como o mercúrio, o chumbo e o cádmio. Assinale a a� rmativa correta: a) Esses três metais são classi� cados como elementos de transição. b) Esses metais são sólidos à temperatura ambiente. c) Os elementos de massa molar elevada são denominados “metais pesados”. d) A pilha que contém metais pesados não pode ser descartada no lixo doméstico. e) A contaminação da água por metais pesados ocorre devido à sua grande solubilidade neste solvente. 58 CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA DOS ELEMENTOS I PROMILITARES.COM.BR GABARITO EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO 01. B 02. E 03. D 04. D 05. C 06. E 07. C 08. D 09. A 10. D EXERCÍCIOS DE TREINAMENTO 01. C 02. B 03. D 04. B 05. D 06. D 07. C 08. C 09. C 10. C EXERCÍCIOS DE COMBATE 01. B 02. C 03. B 04. C 05. E 06. C 07. A 08. D 09. E 10. D ANOTAÇÕES
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