9º ANO - TABELA PERIÓDICA

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Tabela Periódica
Mendeleev e a periodicidade dos elementos
Dmitri Mendeleev foi professor universitário na Rússia e fez uma importante descoberta na história da Ciência enquanto estava escrevendo um livro de química.
Ele registrou as propriedades de cada um dos elementos químicos conhecidos (na época eram 63; hoje são mais de 100) em fichas de papel, cada ficha para um elemento.
Manipulando as fichas, na tentativa de encadear as ideias antes de escrever uma certa parte da obra, Mendeleev percebeu algo extraordinário.
Na época, havia evidências científicas de que os átomos de cada elemento têm massas diferentes. Mendeleev organizou as fichas de acordo com a ordem crescente da massa dos átomos de cada elemento. Ele notou que nessa sequência apareciam, a intervalos regulares, elementos com propriedades semelhantes. Havia uma periodicidade, uma repetição, nas propriedades dos elementos.
Mendeleev e a periodicidade dos elementos
Entre os muito exemplos de elementos com propriedades semelhantes podemos citar:
sódio (Na), potássio (K) e rubídio (Rb) – reagem explosivamente com a água; combinam-se com o cloro e o oxigênio formando, respectivamente, compostos de fórmulas ECl e E2O (E representa o elemento);
magnésio (Mg), cálcio (Ca) e estrôncio (Sr) – reagem com água, mas não tão violentamente; combinam-se com o cloro e o oxigênio formando, respectivamente, compostos de fórmulas ECl2 e EO.
A tabela periódica de Mendeleev
Com base em sua descoberta, Mendeleev pôde organizar os elementos em uma tabela, na qual aqueles com propriedades semelhantes apareciam numa mesma coluna.
Elaborando melhor a sua descoberta, ele percebeu que pareciam estar faltando alguns elementos para que ela fosse completa. Mendeleev resolveu, então, deixar alguns locais em branco nessa tabela, julgando que algum dia alguém descobriria novos elementos químicos que pudessem ser encaixados nesses locais, com base em suas propriedades. Ele chegou, até, a prever algumas das propriedades que esses elementos teriam.
Mendeleev também percebeu que em alguns locais da tabela seria melhor fazer pequenas inversões na ordem dos elementos. Em 1871, ele publicou uma versão melhorada de seu trabalho.
A tabela periódica de Mendeleev
Antes de Mendeleev alguns cientistas já haviam percebido que alguns grupos de elementos tinham propriedades semelhantes, mas o mérito do químico russo foi o de organizar os elementos com base em suas propriedades, realizar pequenos ajustes necessários e deixar locais para elementos que podiam existir, mas que ainda não haviam sido descobertos.
Os elementos cuja existência foi prevista por Mendeleev de fato existem na natureza e foram descobertos alguns anos mais tarde. E as propriedades desses elementos são iguais ou bastante próximas daquelas previstas por ele.
A tabela periódica atual
Em 1913 e 1914, o inglês Henry Moseley fez importantes descobertas trabalhando com uma técnica envolvendo raios X. Ele descobriu uma característica dos átomos que ficou conhecida como número atômico.
Nesse momento, basta dizer que cada elemento químico possui um número que lhe é característico, o número atômico. Quando os elementos químicos são organizados em ordem crescente de número atômico, ocorre uma periodicidade nas suas propriedades, ou seja, repetem-se regularmente elementos com propriedades semelhantes.
Essa regularidade da natureza é conhecida como lei periódica dos elementos.
A tabela periódica atual
Outros cientistas aprimoraram as descobertas de Mendeleev e de Moseley. Esses aprimoramentos conduziram à moderna tabela periódica dos elementos, que aparecem na tabela abaixo.
Os períodos
Os elementos são distribuídos na tabela em ordem crescente da esquerda para a direita em linhas horizontais, de acordo com o número atômico (Z) de cada elemento, que fica acima de seu símbolo.
Na tabela há sete linhas horizontais, que são denominadas períodos.
Os períodos indicam o número de camadas ou níveis eletrônicos que o átomo possui. Por exemplo, o potássio (K) está localizado no quarto período, e o césio (Cs), no sexto. Isso significa que na distribuição eletrônica o potássio possui quatro camadas ou níveis eletrônicos e o césio possui seis.
O paládio (Pd) é uma exceção: apesar de estar na quinta linha horizontal, só possui quatro camadas ou níveis eletrônicos.
Os períodos
Os elementos de um mesmo período possuem o mesmo número de camadas eletrônicas, que por sua vez é coincidente com o número do período. Por exemplo:
As famílias
Observe que na tabela periódica existem 18 linhas verticais ou colunas. Elas representam as famílias ou os grupos de elementos químicos.
Acima das colunas existem números (1, 2, 3 etc.).
Cada coluna representa uma família; por exemplo:
1 é a família dos metais alcalinos;
2 é a família doa alcalinos terrosos;
18 é a família dos gases nobres.
Cada família química agrupa seus elementos de acordo com a semelhança nas propriedades. Por exemplo, a família 11 é composta pelos elementos químicos cobre (Cu), prata (Ag) e ouro (Au). Eles fazem parte do grupo dos metais e apresentam características comuns: brilho metálico, maleabilidade, ductibilidade, são bons condutores de calor e de eletricidade.
Assim com esses outros elementos, de uma mesma família possuem semelhanças em suas propriedades.
As famílias
O número de algumas famílias indica quantos elétrons o elemento químico possui na última camada de sua elétrosfera. Acompanhe a seguir, alguns exemplos.
O sódio (Na) está na família 1, isto é, possui um elétron na última camada de sua eletrosfera.
O magnésio (MG) está na família 2, isto é, possui um elétron na última camada de sua elétrosfera.
O alumínio (Al) encontra-se na família 3, pois esse elemento possui três elétrons na última camada de sua elétrosfera.
Os elementos químicos situados nas famílias 1 e 2 possuem o número de elétrons na última camada igual ao número da família a qual pertencem.
Para os das famílias 13 até 18, obtêm-se o número de elétrons na última camada, subtraindo-se 10 do número da família. Nas demais famílias essa regra não pode ser aplicada.
O hélio, apesar de estar na família 18, apresenta apenas dois elétrons na última camada, pois esse elemento possui apenas dois elétrons.
As famílias
Metais, ametais e gases nobres
Os elementos químicos estão reunidos em três grandes grupos: metais, ametais e gases nobres. O hidrogênio (H) não se encaixa em nenhuma dessas classificações porque possui características próprias. Algumas tabelas mostram esta divisão.
Metais, ametais e gases nobres
Os metais são elementos químicos que possuem várias propriedades específicas, como brilho, condutividade térmica e elétrica, maleabilidade e ductibilidade. Todos os metais são sólidos à temperatura de 25ºC e pressão de 1atm, exceto o mercúrio (Hg) que é líquido nestas condições.
Quase todos os metais têm brilho, pois são capazes de refletir muito bem a luz. Ouro, prata e alumínio são exemplos de metais com muito brilho. Os metais são bons condutores elétricos.
Como em geral apresentam ductibilidade, ou seja, podem ser reduzidos a fios, são usados como tal na condução de eletricidade. Os metais conduzem bem o calor.
Metais, ametais e gases nobres
Nem sempre um metal puro apresenta as propriedades desejáveis para determinadas aplicações. Por isso são produzidas as ligas metálicas, onde dois ou mais metais são misturados. São exemplos o bronze e o latão. O bronze é uma mistura de cobre, estanho e o latão é resultado da mistura de cobre e zinco.
A maioria das ligas é formada por dois ou mais metais, mas algumas contêm ametais, como o carbono. A liga mais usada desse tipo é o aço. Os ametais são maus condutores de eletricidade, quase não apresentam brilho, não são maleáveis e nem dúcteis. Tendem a formar ânions (íons negativos).
Metais, ametais e gases nobres
Os gases nobres ou inertes, ou ainda raros, constituem cerca de 1% do ar. É muito difícil se conseguir compostos com estes gases. Raramente eles reagem porque são muito estáveis. Suas camadas exteriores estão completamentepreenchidas de elétrons. Estão todos no grupo 18 da tabela periódica.
Na tabela periódica atual, existem elementos naturais e artificiais. Os naturais são os elementos encontrados na natureza e os artificiais são produzidos em laboratórios.
Dois estão localizados antes do urânio (U-92), os chamados elementos cisurânicos, que são o tecnécio (Tc – 43) e o promécio (Pm – 61). Outros elementos artificiais vêm depois do urânio, chamamos de transurânicos que são todos os outros após o U – 92. Dentre eles: Pu, Am, Bk, Fm, No, Sg, Ds.
Distribuição eletrônica e números quânticos
Distribuição eletrônica energética
Distribuição eletrônica geométrica
Números quânticos
Subníveis
Diagrama de Pauling
Os elétrons se distribuem pela eletrosfera ocupando o subnível de menor energia disponível. A criação de uma representação gráfica para os subníveis facilitou a visualização da sua ordem crescente de energia. Essa representação é conhecida como diagrama de Linus Pauling.
Exemplos
Camada de valência x Subnível mais energético
Distribuição eletrônica de íons
A adição ou retirada de elétrons deve ser feita na camada de valência
Distribuição energética e geométrica
Distribuição energética do átomo de ferro (Z = 26): 
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6
Distribuição geométrica do átomo de ferro
1s2 / 2s2 2p6 / 3s2 3p6 3d6 / 4s2
Distribuição eletrônica do átomo de bromo (Z = 35):
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5
Distribuição geométrica do átomo de bromo
1s2 / 2s2 2p6 / 3s2 3p6 3d10 / 4s2 4p5
Distribuição eletrônica do átomo de tungstênio (Z = 74)
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d4
Distribuição geométrica do átomo de tungstênio
1s2 / 2s2 2p6 / 3s2 3p6 3d10 / 4s2 4p6 4d10 4f14 / 5s2 5p6 5d4 / 6s2
Segue as diagonais do diagrama de Linus Pauling
Separa-se os subníveis por camadas eletrônicas
Distribuição em camadas
O elétron
Orbital
Orbitais e subníveis
2 elétrons com spins opostos
São encontrados com em uma região de probabilidade denominada
orbital
subnível
Um ou mais subníveis formam um 
nível
Formato dos orbitais
y
x
z
x
z
y
Formato dos orbitais
d
f
Distribuição eletrônica por orbitais
1H
1s1
7N
1s2
2s2
2p3
8O
1s2
2s2
2p4
17Cl
1s2
2s2
2p6
3s2
3p5
Números quânticos
Números quânticos
Números quânticos
s = -1/2
Exemplo 1
Dado o átomo 17X qual o conjunto dos quatro números quânticos para o 11° elétron do subnível s?
1s2 2s2 2p6 3s1 
n = 3
l = 0
ml = 0
s = -1/2
Exemplo 2
O último elétron distribuído de um átomo de um determinado elemento químico tem a ele associados os seguintes números quânticos: 4, 1, 0 e +1/2. Qual o número de elétrons desse elemento?
4p5
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s23d104p5
 35 elétrons