Organização da tabela periódica Famílias ou grupos

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Ciências da Natureza e suas 
Tecnologias - Química
Ensino Médio, 1ª Série
Organização da tabela periódica: Famílias ou grupos
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Química, 1ª Série
Organização da tabela periódica: Famílias ou grupos
Pense um pouco...
Um pequeno abalo sísmico bagunçou todos os botões do armarinho do seu tio. Você ficou encarregado de reorganizá-los sem ter visto a organização anterior e sem a supervisão de seu tio. O que fazer?
Imagine a mesma situação numa loja de parafusos.
Agora imagine, se você recebe a missão de classificar as rosas de um roseiral enorme. 
Imagens: (a) botões / OhWeh / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic
(b) Parafusos / Brianiac / Domínio Público
(c) Rosas/ Aruna / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
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O que você pensou???
Certamente pensou em alguns critérios para a classificação como: tamanho, modelo, cor, material, marca para os botões e parafusos.
No caso das rosas deve ter pensado em cor, cheiro, modelo da pétala, etc.
Problema como este cultivou a curiosidade de muitos cientistas, a fim de classificar os elementos químicos. 
Que critérios adotar para a classificação desses elementos? 
Foram várias tentativas até se chegar a uma ideia que é aceita a alguns séculos. 
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Algumas tentativas de classificar os elementos químicos
1829 - Tríades de Dobereiner
1862 - Parafuso Telúrico de De Chancourtois
1864 - Lei das Oitavas de Newlands
Imagens: (a) Carl August Schwerdgeburth, 1785-1878, e Fritz Ries, 1826-1857 / PD-US Domínio Público (b) Meithal / PD-US Domínio Público (c) DALIBRI / Comínio Público
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1829 - Tríades Döbereiner
A primeira tentativa de classificação deve-se ao alemão Johann Wolfgang Döbereiner, em 1829. Döbereiner observou que em grupos de três elementos com propriedades químicas muito semelhantes, o peso atômico do elementos médio era aproximadamente igual à média aritmética dos pesos atômicos dos elementos externos (1).
Essa classificação foi abandonada quando se constatou a formação de grupos de quatro elementos com características semelhantes, como por exemplo, flúor, cloro, bromo e iodo. 
Imagem: SEE-PE, redesenhado a partir de ilustração de Autor Desconhecido.
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1862 - Parafuso Telúrico de De Chancourtois
O geólogo francês A. E. Beguyer de Chancourtois tentou uma classificação dos elementos mais elaborada, baseada no peso atômico do oxigênio, já estabelecido na época como 16. Para tanto, tomou um cilindro, dividindo-o em 16 segmentos iguais. Traçou uma hélice na superfície do cilindro, de modo que formasse um ângulo de 45° com o seu eixo. Sobre ela dispôs os elementos em ordem crescente de pesos atômicos, que foram tomados como ordenadas sobre várias geratrizes. A hélice atravessava as geratrizes a distâncias cujos valores eram múltiplos de 16 e os elementos onde os pesos atômicos diferiam em 16 unidades, caíam na mesma geratriz. O grupo de elementos de cada geratriz possuía propriedades químicas semelhantes (2).
O trabalho de Chancourtois permaneceu ignorado, pelas arbitrariedades e a não inclusão de diversos elementos e acabou sendo superado pelos que se seguiram.
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1864 - Lei das Oitavas de Newlands
Newlands ordenou os elementos em colunas e em ordem crescente de pesos atômicos. Formada a primeira coluna com sete elementos, o oitavo apresentava propriedades físicas e químicas semelhantes ao primeiro. Por isso, começava-se uma nova coluna. Como a cada oito elementos repetiam-se as semelhanças físicas e químicas, Newlands iniciava colunas a cada oito elementos (3). 
Imagem: Dynisa / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
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Mendeleev e Meyer
Dimitri Mendeleev
Foi um químico russo muito famoso. É considerado pela comunidade científica um dos maiores gênios da química. Mendeleev nasceu em Tobolsk, na Sibéria, em 1834. Doutorou-se na Universidade de São Petersburgo, onde começou a lecionar em 1866 (4).
Lothar Meyer
Químico e médico alemão, nasceu a 19 de agosto de 1830, em Varel, na Alemanha, e faleceu a 12 de abril de 1895, em Tubinga.Estudou em Zurique, na Suíça, e em várias universidades alemãs. Foi professor de química na Karlsruhe Polytechnic e na Universidade de Tubinga, onde lecionou até ao final da sua vida (5).
Imagem: Dimitri Mendeleev / Sergey Levicky / Domínio Público
Imagem: Lothar Meyer / Kelson / Domínio Público
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A Classificação de Mendeleev e a de Lothar Meyer
A base das modernas classificações periódicas surgiu em 1869, com dois trabalhos independentes, mas bastante semelhantes, desenvolvidos pelo russo Dimitri Ivanovich Mendeleev e pelo alemão Lothar Meyer. 
Ambos dispuseram os elementos em colunas (verticais), em ordem crescente de pesos atômicos, de modo que os elementos situados em uma mesma horizontal apresentassem propriedades semelhantes. Quando necessário, deixaram espaços vazios, de tal forma que as linhas só contivessem elementos de propriedades químicas semelhantes. 
Embora o critério de construção das duas tabelas fosse o mesmo (ordem crescente dos pesos atômicos), Meyer baseou-se principalmente nas propriedades físicas dos elementos, e Mendeleev, nas propriedades químicas (6). 
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Em que pese o mérito de Lothar Meyer, o trabalho desenvolvido por Mendeleev acabou impressionando muito mais não só pela divulgação anterior, mas principalmente pela segurança e coragem do genial cientista russo. Além disso, Mendeleev consegui prever o surgimento de novos elementos. 
Imagem: Tabela Periodica de Mendeleev (1871) / Den fjättrade ankan / Domínio Público
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1913 - Henry Moseley
Lei Periódica
"As propriedades físicas e químicas dos elementos são funções periódicas de seus números atômicos". Na tabela, os elementos estão arranjados horizontalmente, em sequência numérica, de acordo com seus números atômicos, resultando o aparecimento de sete linhas horizontais (ou períodos) (7). 
Moseley usou de número atômico de cada átomo. Quando os átomos foram ordenados por ordem crescente do seu número atômico, os problemas existentes na tabela de Mendeleiev desapareceram.
Imagem: 霧木諒二 / Domínio Público
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Elementos Químicos
Os elementos químicos são representados por letras maiúsculas se tiver a segunda será minúscula. Uns tem seus nomes de origem latina outros em homenagens a grandes cientistas
 Português		Latim			Símbolo
 Chumbo	 Plumbum		 Pb
 Potássio		Kalium		 K
 Nome		 Homenagem			Símbolo
 Cúrio	 Marie Curie		 Cm
 Seabórgio	 Glenn Seaborg	 Sg
Mendelévio	 Dimitri Mendeleev Md
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Glenn Seaborg
A última maior troca na tabela periódica, resultou do trabalho de Glenn Seaborg na década de 50. 
A partir da descoberta do plutónio em 1940, Seaborg descobriu todos os elementos transurânicos (do número atómico 94 até ao 102).
Reconfigurou a tabela periódica colocando a série dos actinídeos abaixo da série dos lantanídeos (8).
Atomic Energy Commission (1946 - 01/19/1975) / Domínio Público
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Períodos ou Séries
São as filas horizontais da tabela periódica.
	São em número de 7 e indicam o número de níveisou camadas preenchidas com elétrons.
Imagem: Armtuk / GNU Free Documentation License.
Períodos
*Lantanídeos
**Actinídeos
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Famílias ou Grupos
São as colunas verticais da Tabela Periódica.
Em um Grupo ou Família encontram-se elementos com propriedades químicas semelhantes. Para os Elementos Representativos, o nº do Grupo representa o nº de elétrons da última camada (camada de valência).
Grupos
*Lantanídeos
**Actinídeos
Imagem: Armtuk / 
GNU Free Documentation License.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
18
16
17
15
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1
2
 13 14 15 16 17
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Metais Alcalinos
Alcalinos - TERROSOS Metais 
GRUPO DO BORO
GRUPO DO CARBONO
GRUPO DO NITROGÊNIO
CALCOGÊNIOS
HALOGÊNIOS
GASES NOBRES
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
ELEMENTOS
DE
TRANSIÇÃO
ELEMENTOS REPRESENTATIVOS
Famílias ou grupos
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Metais
- Eletropositivos
 Sólidos; exceto o Hg (25°C, 1atm);
 Brilho característico;
- Dúcteis (fios);
- Maleáveis (lâminas);
- São bons condutores de calor e eletricidade.
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Eletronegativos;
Quebradiços;
Opacos;
Formam Compostos Covalentes (moleculares);
- São Péssimos Condutores de Calor e Eletricidade (exceção para o Carbono).
Ametais
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Propriedades Periódicas
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B C N O F
 Cl
 Br
 I
H
Fr
Eletronegatividade
É a capacidade que um átomo tem de atrair elétrons (ametais).
Varia da esquerda para a direita e de baixo para cima, esta propriedade nos gases nobres é tão baixa que é desconsiderada.
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F
H
Li
Na
K
Rb
Cs
Fr
Eletropositividade ou Caráter Metálico
É a capacidade que um átomo tem de perder elétrons (metais).
Varia da direita para a esquerda e de cima para baixo e também é desconsiderada nos gases nobres.
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 He
 Ne
 Ar
 Kr
 Xe
 Rn
H
Fr
Potencial de Ionização
É a energia necessária para arrancar um elétron de um átomo, no estado gasoso, transformando-o em um íon gasoso. Varia como a eletronegatividade e inclui os gases nobres. A segunda ionização requer maior energia que a primeira e, assim, sucessivamente (9). 
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He
H
Li
Na
K
Rb
Cs
Fr
Raio Atômico
É a distância que vai do núcleo do átomo até o seu elétron mais externo. Inclui os gases nobres.
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H
Fr
Eletroafinidade
	É a energia liberada quando um átomo recebe um elétron (Afinidade Eletrônica). Varia como o Potencial de Ionização. Não inclui os Gases Nobres.
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É a razão entre a massa e o volume do elemento. Varia das extremidades para o centro e de cima para baixo.
Densidade
Os Ir
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 He
 Ne
 Ar
 Kr
 Xe
 Rn
H
B C N O F
 Cl
 Br
 I 
Li
Na
K
Rb
Cs
Fr
Resumo das propriedades
Eletronegatividade; Potencial de ionização; Eletroafinidade.
Eletropositividade; Raio atômico
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Grupo
Período
*Lantanídeos
**Actinídeos
Imagem: Armtuk / GNU Free Documentation License.
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Encontre uma relação entre a posição de um elemento na classificação periódica e a configuração eletrônica do seu elétron mais energético.
Imagem: SEE-PE.
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Agora é sua vez - 1
Julgue os itens a seguir (PUC-SP adaptado):
I- Em um mesmo período, os elementos apresentam o mesmo número de níveis;
 II- Os elementos da coluna 2 apresentam, na última camada, a configuração ns2;
III- Quando o subnível mais energético é tipo s ou p, o elemento é de transição;
IV- Em um mesmo grupo, os elementos apresentam o mesmo número de camadas. 	
 
V
V
F
F
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Considere um elemento R, cujo subnível mais energético é o 4p3 .  Qual o período e família da tabela periódica esse elemento está localizado?
Agora é sua vez - 2
4p³
4º Período
Família 15 ou Grupo do Nitrogênio
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Considere que um anel, um pneu e uma roda gigante representem átomos que ocupam um mesmo período da tabela periódica. Qual a ordem crescente de seus números atômicos?
Quanto maior o número atômico menor será o raio atômico. Portanto...
Agora é sua vez - 3 
roda gigante < pneu < anel
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Sejam dados 5 elementos A, B, C, D e E de números atômicos consecutivos, localizados em um mesmo período da tabela periódica. Qual deles apresenta a maior energia de ionização?
A energia de ativação aumenta com o aumento do número atômico. Portanto...
Agora é sua vez – 4 (UFMG adaptado)  
E
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Agora é sua vez - 5
Julgue os itens a seguir:
 I- Nos metais alcalinos, o raio atômico aumenta com o aumento do número atômico;
II- A afinidade eletrônica do 35Br é maior do que o 56Ba e menor do que o 9F.
III- Os elementos da família 2 possuem menor energia de ionização do que os da família 17.
V
V
V
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2a
Botões / OhWeh / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kn%C3%B6pfe_2010-01-18-001.jpg
15/03/2012
2b
Parafusos / Brianiac / Domínio Público
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Screws.jpg
15/03/2012
2c
Rosas / Aruna / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:RoseGarden.JPG
15/03/2012
4a
Carl August Schwerdgeburth, 1785-1878, e Fritz Ries, 1826-1857 / PD-US Domínio Público
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Johann_Wolfgang_D%C3%B6bereiner.jpg
15/03/2012
4b
Meithal / PD-US Domínio Público
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Alexandre-Emile_B%C3%A9guyer_de_Chancourtois.jpg
15/03/2012
4c
DALIBRI / Comínio Público
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:John_Alexander_Reina_Newlands.jpg
15/03/2012
5
SEE-PE, redesenhado a partir de ilustração de Autor Desconhecido.
Acervo SEE-PE.
29/03/2012
7
Dynisa / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Newland%27s_Octaves.jpg
15/03/2012
8a
Dimitri Mendeleev / Sergey Levicky / Domínio Público
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:1861._%D0%9F%D0%BE%D1%80%D1%82%D1%80%D0%B5%D1%82_%D0%94.%D0%98._%D0%9C%D0%B5%D0%BD%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%B5%D0%B2%D0%B0.jpg
15/03/2012
8b
Lothar Meyer / Kelson / Domínio Público
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lothar_meyer.jpg
15/03/2012
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10
Tabela Periodica de Mendeleev (1871) / Den fjättrade ankan / Domínio Público
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mendelejevs_periodiska_system_1871.png
15/03/2012
11
霧木諒二/Domínio Público
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Henry_Moseley.jpg
15/03/2012
13
Atomic Energy Commission (1946 - 01/19/1975) / Domínio Público
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Glenn_Seaborg_1964.png
15/03/2012
14, 15 e 27
Armtuk / GNU Free Documentation License.http://commons.wikimedia.org/wiki/Periodic_Table_of_Elements
29/03/2012
28
SEE-PE.
Acervo SEE-PE.
29/03/2012
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