Famílias da tabela periódica

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Famílias da tabela periódica
Uma das formas que os elementos químicos são organizados é através de famílias, que correspondem as sequências verticais da tabela periódica.
As 18 colunas da tabela agrupam os elementos de acordo com as semelhanças nas propriedades químicas.
Organizar os elementos químicos em famílias foi uma maneira prática de estruturar as várias informações encontradas e apresentá-las de maneira simples.
Para facilitar a localização de um elemento químico, as famílias foram designadas em números de 1 a 18 como vemos a seguir:
Pela contribuição de muitos cientistas e de várias tentativas de arranjar os dados, a tabela periódica evoluiu, estabelecendo uma ordem para dispor os elementos.
Nomenclatura das famílias
· As famílias da tabela foram divididas em A (representativos) e B (transição), sendo identificadas por letras e números.
· Os elementos representativos correspondem as famílias 0, 1A, 2A, 3A, 4A, 5A, 6A e 7A.
· Os elementos de transição correspondem as famílias 1B, 2B, 3B, 4B, 5B, 6B, 7B e 8B.
· Por determinação da União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC), as famílias passaram a ser identificadas em grupos de 1 a 18.
Tabela Periódica e distribuição eletrônica
As semelhanças entre os elementos de uma mesma família ocorrem porque o número de elétrons de valência do átomo no estado fundamental é o mesmo para os membros de determinado grupo.
Por exemplo:
	Grupo 1
	Distribuição eletrônica
	3Li
	2-1
	11Na
	2-8-1
	19K
	2-8-8-1
	37Rb
	2-8-18-8-1
	55Cs
	2-8-18-18-8-1
	87Fr
	2-8-18-32-18-8-1
Os átomos do grupo 1 tem seus elétrons distribuídos por mais de um nível de energia, mas todos tem um elétron de valência.
Com isso, observamos que fazendo a distribuição eletrônica do átomo no estado fundamental, descobrimos a sua posição na tabela periódica.
Elementos representativos
Os elementos representativos apresentam um comportamento químico relativamente menos complexo que os elementos de transição e formam a maior parte das substâncias que nos rodeiam.
Algumas das famílias de elementos representativos recebem nomes especiais, conforme vemos a seguir:
	Grupo
	Família
	Nome específico
	Origem do nome
	Elementos
	Configuração eletrônica
	1
	1A
	Metais Alcalinos
	Do latim alcali, que significa “cinza de plantas”.
	Li, Na, K, Rb, Cs e Fr
	ns1
(com n1)
	2
	2A
	Metais alcalinos-terrosos
	O termo "terroso" refere-se a "existir na terra".
	Be, Mg, Ca, Sr, Ba e Ra
	ns2
(com n1)
	13
	3A
	Família do Boro
	Nome do primeiro elemento da família.
	B, Al, Ga, In, Tl e Nh.
	ns2np1
	14
	4A
	Família do Carbono
	Nome do primeiro elemento da família.
	C, Si, Ge, Sn, Pb e Fl.
	ns2np2
	15
	5A
	Família do Nitrogênio
	Nome do primeiro elemento da família.
	N, P, As, Sb, Bi e Mc.
	ns2np3
	16
	6A
	Calcogênios
	Do grego khalkós, pois são elementos encontrados em minérios de cobre.
	O, S, Se, Te, Po e Lv.
	ns2np4
	17
	7A
	Halogênios
	Expressão grega que significa formadores de sais.
	F, Cl, Br, I, At e Ts.
	ns2np5
	18
	0
	Gases Nobres
	Considerava-se que não reagia com outras substâncias.
	He, Ne, Ar, Kr, Xe, Re e Og.
	1s2 (He) ou ns2np6
(se n>1)
Através da tabela, podemos observar que:
· Os elementos apresentados acima são classificados em representativos por apresentarem o elétron mais energético em um subnível s ou p.
· Os elétrons distribuem-se por níveis de energia e n representa o nível mais externo do átomo no estado fundamental.
· Os elementos representativos, segundo a recomendação da IUPAC, pertencem aos grupos ou famílias 1,2,13,14,15,16,17 e 18.
O hidrogênio é classificado à parte dos outros elementos. Mesmo possuindo configuração eletrônica 1s1, ele não faz parte do grupo 1 por apresentar um comportamento singular.
Elementos de transição
Os elementos de transição correspondem aos grupos de 3 a 12. Recebem esse nome por possuírem características intermediárias entre os grupos 1 e 2 e os elementos representativos não metálicos.
Os metais de transição são definidos pela IUPAC como:
Um elemento de transição possui um subnível d incompleto ou pode formar cátions com um subnível d incompleto.
Quando o elétron mais energético do átomo no estado fundamental está em um subnível d incompleto, ele é caracterizado como de transição externa.
Os lantanídeos e os actinídeos são elementos de transição interna por possuir ao menos um subnível f incompleto.
Quando os elementos têm elétrons que preenchem os orbitais d ou f, eles exibem propriedades semelhantes e podem ser classificados em elementos de transição externa ou interna.
Como observamos na imagem, a família 8B corresponde a 3 colunas, são os grupos 8, 9 e 10, que foram agrupados assim por ter características próximas.
Principais características das famílias
Na tabela abaixo, estão apresentadas as principais propriedades dos grupos da tabela periódica:
	Grupo
	Características
	Substâncias compostas
mais comuns
	Ocorrências
	1
	Sólidos e brilhantes em condições ambientes. Muito reativos, macios e bons condutores de eletricidade.
	Sais, hidróxidos e óxidos
Ex: NaCl, KOH e Li2O
	Reagem com halogênios e formam sais.
	2
	Menos reativos e mais duros que o grupo 1. Sólidos prateados e com boa condutividade.
	Sais, hidróxidos e óxidos
Ex: CaSO4, Mg(OH)2 e BaO
	Formando sais e óxidos.
	3 a 12
	Formam complexos. São sólidos metálicos, duros e quebradiços, com exceção do mercúrio, que é líquido.
	Sais, óxidos e complexos.
Ex: AgNO3, TiO e [Cr(OH)3(H2O)3]
	Em minerais
na forma de óxidos.
	13
	Sólidos em condições ambientes, prateados, exceto o boro.
	Óxidos
Ex: B2O3
	Em minerais
na forma de óxidos.
	14
	Sólidos em condições ambientes.
	Átomos de C e Si podem se arranjar em cadeias e produzir uma enorme variedade de substâncias.
	Em organismos vivos e na forma de silicatos ou óxidos.
	15
	Sólidos, exceto o nitrogênio, que se apresenta na forma gasosa em condições ambientes.
	Óxidos e ácidos
Ex: NO2 e H3PO4
	Atmosfera, organismos vivos e minerais.
	16
	Sólidos, exceto o oxigênio, que se apresenta na forma gasosa em condições ambientes.
	Sulfetos e óxidos
Ex: ZnS e SiO2
	Atmosfera, organismos vivos e minerais.
	17
	Formam moléculas diatômicas e são muito reativos. São maus condutores de eletricidade e calor. São agressivos para seres vivos e ambiente.
	Ácidos e Sais.
Ex: HCl e KBr
	Estão presentes em substâncias
orgânicas e minerais.
	18
	São muito estáveis e encontrados na forma de gases.
	Dificilmente formam substâncias compostas.
	Gases na atmosfera.
As propriedades químicas e físicas distinguem uma família de outra. Como vimos, as propriedades químicas estão relacionadas aos elétrons de valência, e através deles, um átomo interage com outro, sendo responsáveis pelo comportamento químico e ligações químicas formadas.
As propriedades físicas de elementos de um mesmo grupo podem variar de acordo com número atômico e massa.
Exercícios
1) Considere o seguinte extrato da Tabela Periódica.
a) Indique dois elementos que tenham dois elétrons de valência.
b) Indique um elemento que reaja violentamente com a água, originando um hidróxido do metal.
c) Indique um elemento pouco reativo.
d) Indique dois elementos que se combinam com os metais alcalinos originando sais.
Resposta:
a) B e J
Dois elétrons de valência corresponde ao grupo 2, que tem configuração eletrônica ns2 e estão representados no exercício por B e J.
b) A, B, I ou J.
A e I representam elementos da família 1; já B e J são da família 2. Como vimos na tabela de propriedades, elementos do grupo 1 e 2 são muito reativos e podem formar hidróxidos, como nos exemplos dados: KOH e Mg (OH)2.
c) G
Os gases nobres são muito estáveis e, por isso, são pouco reativos. A letra G está inserida na tabela como um elemento dessa família.
d) F e K
Os halogênios reagem com os metais alcalinos para formar sais. O exemplo mais comum disso é o sal de cozinha, NaCl.
2) Na figura seguinte estão representados três elementos químicos, da esquerda para a direita, lítio, sódio e potássio.
Seleciona a opção que completa corretamente cada uma das afirmações seguintes.
1.1) “Podemos dizer que o lítio,o sódio e o potássio…
(A) … pertencem ao mesmo período.”
(B) … tem o mesmo número atômico.”
(C) … pertencem ao mesmo grupo.”
(D) … tem o mesmo número de massa.”
1.2) “Os elementos lítio, sódio e potássio…
(A) … tem propriedades químicas muito semelhantes.”
(B) … tem propriedades químicas muito diferentes.”
(C) … são não metais.”
(D) … reagem com a água originando soluções ácidas.”
Resposta:
1.1) (C) pertencem ao mesmo grupo.
1.2) (A) tem propriedades químicas muito semelhantes.
Podemos obter essa informação consultando a tabela periódica ou fazendo a distribuição eletrônica dos elementos lítio, sódio e potássio. Veremos que os três possuem um elétron na camada de valência e por fazerem parte do mesmo grupo, as propriedades químicas são muito semelhantes.
3) Considere a tabela seguinte, onde estão representados os números atômicos e as distribuições eletrônicas de alguns elementos químicos.
	Elemento
	Símbolo químico
	Número atômico
	Distribuição eletrônica
	Lítio
	Li
	3
	2,1
	Berílio
	Be
	4
	2,2
	Flúor
	F
	9
	2,7
	Neônio
	Ne
	10
	2,8
	Cloro
	Cl
	17
	2,8,7
	Argônio
	Ar
	18
	2,8,8
	Potássio
	K
	19
	2,8,8,1
	Cálcio
	Ca
	20
	2,8,8,2
Indique o grupo de cada elemento.
Resposta:
Lítio e potássio: grupo 1. (Possuem um elétron na camada de valência).
Berílio e cálcio: grupo 2. (Possuem dois elétrons na camada de valência).
Flúor e cloro: grupo 17. (Possuem sete elétrons na camada de valência).
Neônio e argônio: grupo 18. (Possuem oito elétrons na camada de valência).