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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ACRE BACHARELADO EM ENGENHARIA CIVIL CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS GABRIELA CRISTINA SOUZA DA SILVA SARA EMILY MESQUITA DE OLIVEIRA TABELA PERIÓDICA: HISTÓRIA E CURIOSIDADES RIO BRANCO - AC 2021 GABRIELA CRISTINA SOUZA DA SILVA SARA EMILY MESQUITA DE OLIVEIRA TABELA PERIÓDICA: HISTÓRIA E CURIOSIDADES Atividade apresentada para a disciplina de Química para Engenharia como parte dos requisitos para obtenção de nota, entregue ao professor Dr. Edilson Simões Cadaxo Sobrinho e Dr. Carlos Eduardo Garção de Carvalho RIO BRANCO - AC 2021 3 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO................................................................................................4 2. O QUE É A TABELA PERIÓDICA?................................................................4 3. HISTÓRIA........................................................................................................4 4. ORGANIZAÇÃO DA TABELA PERIÓDICA...................................................7 1. PERÍODOS...........................................................................................7 2. GRUPOS..............................................................................................7 5. CARACTERÍSTICAS DOS ELEMENTOS QUÍMICOS...................................9 1. ESTADOS FÍSICOS.............................................................................9 i. Líquido......................................................................................9 ii. Gasoso....................................................................................10 iii. Sólido......................................................................................10 2. PROPRIEDADES FÍSICAS E QUÍMICAS..........................................10 i. Metais......................................................................................10 ii. Ametais...................................................................................10 iii. Gases Nobres.........................................................................10 3. OBTENÇÃO........................................................................................10 6. PROPRIEDADES PERIÓDICAS DOS ELEMENTOS QUÍMICOS...............10 1. RAIO ATÔMICO.................................................................................11 2. ENERGIA DE IONIZAÇÃO.................................................................11 3. ELETRONEGATIVIDADE...................................................................11 4. ELETROAFINIDADE..........................................................................11 5. ELETROPOSITIVIDADE....................................................................11 7. CONCLUSÃO................................................................................................12 8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.............................................................12 4 1.0 INTRODUÇÃO A Química sempre esteve presente na vida do homem e foi de extrema importância para o seu desenvolvimento. Grande parte das tecnologias que estão presentes na contemporaneidade, se não todas, estão ligadas com esta ciência que nos permitiu tamanho progresso. Sabe-se que os primeiros passos desta ciência foram dados com o estudo da alquimia, realizado pelos cientistas do século XVII. A partir de então, estudos foram sendo realizados, avanços foram sendo feitos e chegou em um ponto no qual urgiu a necessidade de organizar todo o conhecimento que estavam adquirindo. Com isso, cientistas deram os primeiros passos para organização da famosa tabela periódica, tão conhecida pelos estudantes atualmente. Neste trabalho, será tratada a história desta tabela, com os cientistas que auxiliaram de alguma forma a formação da tabela periódica atual e as características físicas, químicas e periódicas dos elementos que a compõe. 2.0 O QUE É A TABELA PERIÓDICA? A tabela periódica é uma tabela que foi criada com a participação de vários cientistas ao longo dos anos. O intuito de sua criação foi organizar e apresentar o máximo possível de informação sobre os elementos químicos, auxiliando, assim, quem necessitasse realizar uma consulta. 3.0 HISTÓRIA Um dos nomes mais conhecidos quando se fala sobre as primeiras organizações da tabela periódica é Dimitri Mendeleev, no entanto, ele não foi o primeiro a realizar pesquisas que envolviam os elementos químicos. Muitos anos antes de Mendeleev se preparar e organizar a tabela para apresenta-la à comunidade científica, Henning Brand, alquimista, descobriu o fósforo por volta de 1669. Dez anos depois, Antoine Lavoisier, conhecido também como o pai da química moderna, dividiu e classificou as 33 substâncias conhecidas até aquele momento nos quatro seguintes grupos: substâncias simples, metálicas, não-metálicas e terrosas. Em 1829, Johann Wolfgang Döbereiner, baseando-se nas propriedades químicas dos elementos, organizou-os em tríades, ou seja, um grupo com três elementos. Esta foi a primeira tabela periódica da história e recebeu o nome de “Tabela periódica de Döbereiner”. A tabela tinha a seguinte característica, a massa atômica do segundo elemento da tríade equivalia à média aritmética do primeiro e do terceiro membro. 5 Figura 1. Exemplo da Tríade de Döbereiner Figura 2. Média aritmética das massas do lítio e sódio Em 1862, Alexandre de Chancortouis, organizou os elementos químicos em um modelo que recebeu o nome de “Parafuso Telúrico”. Ele distribuiu os elementos em ordem crescente de valor de massa atômica em uma forma de espiral em torno de um cilindro. Dessa forma, os elementos que estavam na mesma linha vertical continham características químicas parecidas. Concluiu-se, portanto, que em intervalos regulares, os elementos químicos continham propriedades semelhantes. Figura 3. Parafuso telúrico proposto por Alexandre de Chancortouis. John A. R. Newlands foi o químico responsável pela “Lei das Oitavas”. Ele organizou os elementos em ordem crescente de massa atômica e percebeu que, em 6 intervalos de oito, as propriedades químicas se assemelhavam. Assim, colocou-os em colunas verticais, as quais cada uma possuía 7 elementos. A princípio, o seu modelo proposto foi desmoralizado por se assemelhar com a escala musical. Entretanto, cinco anos depois de terem divulgado o trabalho de Mendeleev, deram o devido crédito ao Newlands, concedendo a ele a Medalha Davy. Figura 4. Tabela periódica de Newlands Em 1869, Dimitri Mendeleev deu início a formação da sua tabela periódica. Ele colocou os elementos em linhas ou colunas organizadas tendo como base a massa atômica. Ao repetir as propriedades dos elementos, iniciava outra linha ou coluna. Henry Moseley, em 1913, fundamentando-se através da tabela periódica de Mendeleev, organizou a sua através dos números atômicos dos elementos, diferentemente de todos os anteriores, que se baseavam no número da massa. Moseley manteve a organização em colunas horizontais e verticais, entretanto, colocou os elementos que possuíam as mesmas propriedades nas mesmas colunas verticais. Comparando a tabela atual com a que a foi proposta por Moseley, não houve mudanças drásticas. A última atualização que a tabela periódica sofreu foi em 2016, quando os elementos 113, 115, 117, 118, sendo eles o Nihonium (Nh), Moscóvio (Mc), Tenesso (Ts) e Oganesson (Og), respectivamente, foram adicionados a ela. Figura 5. Tabela Periódica atualizada. 7 4.0 ORGANIZAÇÃO DA TABELA PERIÓDICA A tabela periódica se estrutura em períodos e em grupos ou famílias. É composta por 118 elementos químicos, organizados em ordem crescentede seus números atômicos. Em cada quadrado o elemento é representado por um símbolo, como o S, que representa o enxofre. Além disso, cada um é acompanhado de seu número e sua a massa atômica. 4.1 PERÍODOS Os períodos são as linhas horizontais presentes na tabela. No total, há sete períodos. Elementos químicos que fazem parte do mesmo período apresentam o mesmo número de camadas eletrônicas. Fazendo uma leitura da tabela da esquerda para a direita, tem-se que o raio atômico vai diminuindo através do período. A cada elemento que se segue na leitura, aumenta-se seu número atômico, consequentemente o seu número de elétron também cresce. Com isso, o elétron fica cada vez mais próximo do núcleo do átomo. Isso provoca um aumento da energia de ionização, o que torna mais difícil de realizar a retirada dos elétrons. A eletronegatividade e a afinidade eletrônica também seguirão o mesmo princípio. O primeiro período possui dois elementos, o segundo e o terceiro possuem oito elementos, o quarto e o quinto possuem 18 elementos e, por fim, o sexto e o sétimo possuem 32 elementos. 4.2 GRUPOS Os grupos ou famílias são as colunas da tabela. Nestas, os elementos químicos possuem o mesmo número de elétrons na camada de valência. Elementos químicos de uma mesma família apresentam similaridades relacionadas aos seus raios atômicos, energia de ionização e eletronegatividade. Realizando uma leitura de cima para baixo, o raio atômico aumentará, a energia de ionização será menor e a eletronegatividade também. Entretanto, existem algumas exceções. Na família 1B, por exemplo, a eletronegatividade aumentará a partir do topo do grupo. São 18 grupos (ou famílias) divididos em A e B. Os que fazem parte da família A são chamados de elementos representativos e os que fazem parte da família B são chamados de elementos de transição. Cada grupo pertencente ao grupo A recebe um nome, como: Família 1A São chamados de Metais Alcalinos. Compõe-se pelos seguintes elementos: lítio (Li), sódio (Na), potássio (K), rubídio (Rb), césio (Cs) e frâncio (Fr); Família 2A Chamados de Metais Alcalinos-Terrosos, o grupo compõe-se por: berílio (Be), magnésio (Mg), cálcio (Ca), estrôncio (Sr), bário (Ba) e rádio (Ra); 8 Família 3A Chamada também de Família do Boro, é formada pelo boro (B), alumínio (Al), gálio (Ga), índio (In), tálio (Tl) e nihônio (Nh). Família 4A Família do Carbono. Formada pelos seguintes elementos: carbono (C), silício (Si), germânio (Ge), estanho (Sn), chumbo (Pb) e fleróvio (Fl); Família 5A Família do Nitrogênio. Grupo composto por nitrogênio (N), fósforo (P), arsênio (As), antimônio (Sb), bismuto (Bi) e moscóvio (Mc); Família 6A Conhecidos também como Calcogênios. Formada pelos elementos oxigênio (O), enxofre (S), selênio (Se), telúrio (Te), polônio (Po) e livermório (Lv); Família 7A Chamados também de Halogênios. A família compõe-se pelo flúor (F), cloro (Cl), bromo (Br), iodo (I), astato (At) e tenessino (Ts); Família 8A Grupo conhecido por Gases Nobres. Composto pelo hélio (He), neônio (Ne), argônio (Ar), criptônio (Kr), xenônio (Xe), radônio (Rn) e oganessônio (Og). Já os elementos de transição, que fazem parte do grupo B, são organizados nos seguintes grupos: Família 1B cobre (Cu), prata (Ag), ouro (Au) e roentgênio (Rg); Família 2B zinco (Zn), cádmio (Cd), mercúrio (Hg) e copernício (Cn). Família 3B escândio (Sc), ítrio (Y) e os elementos presentes nos lantanídeos (15 elementos) e actinídeos (15 elementos); Família 4B titânio (Ti), zircônio (Zr), háfnio (Hf) e rutherfórdio (Rf); Família 5B vanádio (V), nióbio (Nb), tântalo (Ta) e dúbnio (Db); Família 6B cromo (Cr), molibdênio (Mo), tungstênio (W) e seabórgio (Sg); Família 7B manganês (Mn), tecnécio (Tc), rênio (Re) e bóhrio (Bh); 9 Família 8B ferro (Fe), rutênio (Ru), ósmio (Os), hássio (Hs), cobalto (Co), ródio (Rh), irídio (Ir), meitnério (Mt), níquel (Ni), paládio (Pd), platina (Pt), darmstádio (Ds). Figura 6. Famílias da tabela periódica. Foi determinado pela IUPAC (União Internacional de Química Pura e Aplicada) que as famílias serão organizadas de um a dezoito, escrito em algarismo arábico. Não obstante, ainda é encontrado tabelas nas quais os grupos são organizados com o conjunto de números e letras, como foi apresentado anteriormente. 5.0 CARACTERÍSTICAS DOS ELEMENTOS QUÍMICOS 5.1 ESTADOS FÍSICOS Em temperatura ambiente, os elementos podem assumir três estados físicos. Alguns poderão ser encontrados na natureza na forma líquida, outros em forma gasosa e a maioria poderão ser encontrados em sua forma sólida. 5.1.1 Líquido Em temperatura ambiente, podem ser encontrados o mercúrio (Hg) e o bromo (Br) no estado líquido. O gálio (Ga), rubídio (Rb), frâncio (Fr) e o césio (Cs) também podem ser encontrados na forma líquida, no entanto, são encontrados somente entre 27ºC e 30ºC. 10 5.1.2 Gasoso São poucos os elementos encontrados na forma gasosa na temperatura ambiente, entre eles estão o hidrogênio (H), nitrogênio (N), oxigênio (O), flúor (F), cloro (Cl) e todos os gases nobres. 5.1.3 Sólido Em temperatura ambiente, todos os outros elementos químicos. 5.2 PROPRIEDADES FÍSICAS E QUÍMICAS Os elementos químicos podem ser classificados em metais, ametais e gases nobres. Temos ainda o hidrogênio, que não possui propriedades semelhantes a nenhum outro elemento. 5.2.1 Metais Os metais são conhecidos por sua ótima condição de condutores, seja de calor ou de eletricidade. São maleáveis, dúcteis e são encontrados no estado sólido em temperatura ambiente, com exceção do mercúrio. Formam cátions, ligas metálicas e são brilhantes. Podem formar compostos iônicos quando se ligam a ametais e hidretos, quando adicionados ao hidrogênio. 5.2.2 Ametais Os ametais, ao contrário dos metais, são péssimos condutores de eletricidade, têm a capacidade de formar ânions e podem ser encontrados em qualquer estado físico em temperatura ambiente 5.2.3 Gases Nobres Em temperatura ambiente são encontrados no estado gasoso. São estáveis e pouco reativos. 5.3 OBTENÇÃO Os elementos químicos podem ser obtidos de duas formas, seja na natureza ou de maneira artificial, em laboratórios. Os elementos sintetizados artificialmente possuem número atômico acima de 92 e, por isso, são chamados de elementos transurânicos. 6.0 PROPRIEDADES PERIÓDICAS DOS ELEMENTOS QUÍMICOS Os elementos químicos possuem várias propriedades periódicas. Estão elas listadas a seguir: 11 6.1 RAIO ATÔMICO O raio atômico refere-se ao tamanho que o átomo do elemento pode assumir. Ele diminui ao longo do período e aumenta dentro da família, de cima para baixo. 6.2 ENERGIA DE IONIZAÇÃO A energia de ionização é a energia necessária para remover o elétron do átomo. Ao realizar a primeira remoção de um elétron, será necessária mais força pra que seja possível a retirada do segundo elétron, portanto, a energia de ionização aumentará conforme a subtração dos elétrons forem ocorrendo. Elétrons que possuem seus orbitais próximos exigem mais energia para serem separados, pois sua força eletrostática é maior. 6.3 ELETRONEGATIVIDADE Eletronegatividade é a tendência do átomo de atrair um elétron. Costuma crescer da esquerda para a direita no período e, nas famílias, de baixo para cima. 6.4 ELETROAFINIDADE A eletroafinidade é definida pela energia que um átomo libera ao receber um elétron. Isso ocorrerá em átomos isolados que estejam no estado gasoso. Ela diminui com o aumento do raio atômico, ou seja, aumenta da esquerda para a direita ao longo do período e, nas famílias, de baixo para cima. 6.5 ELETROPOSITIVIDADE A eletropositividade édefinida pela tendência dos átomos de perderem elétrons ao realizarem uma ligação química. Também é chamada de “caráter metálico”, já que os metais têm uma tendência maior de perder elétrons quando combinados com ametais. Ela aumentará de acordo com o aumento do raio atômico do átomo, portanto, aumentará da esquerda para a direita ao longo dos períodos. Em um mesmo grupo, o aumento ocorrerá de cima para baixo. 12 Figura 7. Propriedades da tabela periódica 7.0 CONCLUSÃO Com o passar dos anos e o avançar da ciência, muitas informações foram sendo adquiridas através dos estudos realizados pelos cientistas. Tantas informações assim poderiam se perder caso não fossem ordenadas. Portanto, torna-se perceptível a necessidade da organização que a tabela nos traz. Vimos que, com ela, podemos identificar inúmeras propriedades e características dos elementos que a compõe. Ademais, ela será de extrema importância para pesquisas futuras, auxiliando a comunidade científica e sempre agregando, assim, conhecimento para a sociedade. 8.0 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS DESCOMPLICA. História da Tabela Periódica. Disponível em: https://dex.descomplica.com.br/enem/quimica/aprofundamento-intensivo-historia-da- tabela-periodica/explicacao/1. Acesso em: 10 de agosto de 2021; CHÉROLET, Brenda. História da Tabela Periódica. 2019. Disponível em: https://www.educamaisbrasil.com.br/enem/quimica/historia-da-tabela-periodica. Acesso em: 10 de agosto de 2021; WIKIPÉDIA. História da Tabela Periódica. Disponível em: https://pt.wikipedia.org/wiki/Hist%C3%B3ria_da_tabela_peri%C3%B3dica. Acesso em: 10 de agosto de 2021; DIAS, Diogo Lopes. "Origem da Tabela Periódica"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/origem-tabela-periodica.htm. Acesso em 10 agosto de 2021; 13 MARLON. Tabela Periódica Completa 2021 – Nomes dos Elementos Químicos. 2020. Disponível em: https://nomeenomes.com.br/tabela-periodica/. Acesso em: 11 de agosto de 2021; COMPLETA, Tabela Periódica. Metais Alcalinos. Disponível em: https://www.tabelaperiodicacompleta.com/metais-alcalinos/. Acesso em: 11 de agosto de 2021; COMPLETA, Tabela Periódica. Metais Alcalino-Terrosos. Disponível em: https://www.tabelaperiodicacompleta.com/metais-alcalino-terrosos/. Acesso em: 11 de agosto de 2021; DESCONHECIDO. Tabela Periódica. Disponível em: https://app.emaze.com/@AOFCCQWTR/o-museu-do-grupo-13#3. Acesso em: 11 de agosto de 2021; BATISTA, Carolina. Tabela Periódica. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/tabela-periodica/. Acesso em: 11 de agosto de 2021; BATISTA, Carolina. Famílias da Tabela Periódica. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/familias-da-tabela-periodica/. Acesso em: 11 de agosto de 2021; FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. Elementos Artificiais. Disponível em: https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/elementos- artificiais.htm#:~:text=Elementos%20Artificiais%20s%C3%A3o%20%C3%A1tomos%20de,fo ram%20denominados%20de%20elementos%20transur%C3%A2nicos.. Acesso em: 11 de agosto de 2021; FOGAçA, Jennifer Rocha Vargas. "Eletroafinidade ou Afinidade Eletrônica"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/eletroafinidade-ou- afinidade-eletronica.htm. Acesso em 11 de agosto de 2021; DIAS, Diogo Lopes. Tabela Periódica. Disponível em: https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/tabela-periodica.htm. Acesso em: 18 de agosto de 2021; PEDROLO, Caroline. Tabela Periódica. Disponível em: https://www.infoescola.com/quimica/tabela-periodica/. Acesso em: 18 de agosto de 2021; WIKIPÉDIA. Tabela Periódica. Disponível em: https://pt.wikipedia.org/wiki/Tabela_peri%C3%B3dica. Acesso em: 18 de agosto de 2021; FOGAçA, Jennifer Rocha Vargas. "Eletropositividade"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/eletropositividade.htm. Acesso em 18 de agosto de 2021; WIKIPÉDIA. História da Química. Disponível em: https://pt.wikipedia.org/wiki/Hist%C3%B3ria_da_qu%C3%ADmica#:~:text=A%20ci% C3%AAncia%20qu%C3%ADmica%20surge%20no,The%20Sceptical%20Chymist%2 0(1661).. Acesso em: 18 de agosto de 2021.
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