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1 1 A Tabela Periódica dos Elementos 3ª Aula 2 1. Introdução Uma das mais reconhecidas ferramentas da Química é a tabela periódica. Um número de cientistas planejou vários esquemas para arranjar os elementos. Essas tentativas de organizar o entendimento dos elementos, entretanto, não foram bem recebidas . Os químicos do século XIX rapidamente perceberam como os elementos químicos apresentam comportamentos muito variados. 2 3 1. Introdução Um dos grandes desafios dos químicos desta época foi explorar a grande variedade de comportamento dos elementos químicos e tentar enxergar uma certa ordem nela. Numerosas observações sugeriam uma certa regularidade, ou periodicidade, no comportamento dos elementos conhecidos. Em 1869, o cientista russo Dimitri Mendeleev publicou a sua primeira tabela periódica e enumerou a lei periódica. 4 1. Introdução “LEI PERIÓDICA: quando apropriadamente arranjados, os elementos exibem uma variação regular e periódica nas suas propriedades químicas.” A descoberta da lei periódica e a construção da tabela periódica representam a mais significativa e criativa visão na história da química. Antes dos tempos de Mendeleev, os químicos tinham que aprender as propriedades de cada elemento individualmente. 3 5 2. Tabela Periódica Atual 6 3. Estrutura da Tabela Periódica A tabela periódica moderna arranja os elementos simultaneamente de duas importantes maneiras: as linhas horizontais da tabela, chamadas “períodos”, e as colunas verticais, chamadas “grupos”. O termo período é usado para as linhas porque muitas propriedades importantes dos elementos variam sistematicamente à medida que avançamos ao longo da linha. O período está ligado ao número de camadas que o átomo divide sua eletrosfera. 4 7 As colunas verticais da tabela periódica são chamadas de “grupos”. Estes grupos identificam as principais famílias dos elementos. As colunas mais altas (Grupos ou Famílias 1, 2 e 13 à 18) são chamadas de “grupo principal” da tabela. 3. Estrutura da Tabela Periódica 8 4. Famílias ou Grupos Na forma curta da tabela periódica, há dezoito colunas, sequências verticais de elementos. Cada uma delas é um grupo, ou uma família, de elementos. Por determinação da IUPAC os grupos são numerados atualmente de 1 a 18, mas ainda é bastante comum a utilização de uma representação com letras e números. 5 9 4. Famílias ou Grupos A disposição dos elementos na tabela periódica é tal que elementos com propriedades semelhantes ficam no mesmo grupo. Grupos ou Famílias Nome Especial Elementos Principais 1 IA Metais Alcalinos Li, Na, K, Rb, Cs, Fr 2 IIA Metais Alcalinos Terrosos Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra 13 IIIA Família do Boro B, Al, Ga, In, Tl 14 IVA Família do Carbono C, Si, Ge, Sn, Pb 15 VA Família do Nitrogênio N, P, As, Sb, Bi 16 VIA Família dos Calcogênios O, S, Se, Te, Po 17 VIIA Família dos Halogênios F, Cl, Br, I, At 18 VIIIA Família dos Gases Nobres He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn 10 5. Distribuição Eletrônica e Tabela Periódica Na tabela abaixo têm-se uma relação entre a posição do elemento na tabela e sua configuração eletrônica. A exceção está em relação aos subníveis d e f que não correspondem ao seu período. 6 11 5. Distribuição Eletrônica e Tabela Periódica 12 6. Classificações das Regiões da Tabela Periódica Existem também nomes para as diferentes regiões da tabela. Os elementos nos dois grupos do lado esquerdo da tabela (1 e 2) e os seis grupos do lado direito (13 à 18) são coletivamente chamados de elementos representativos ou elementos do grupo principal. Os elementos que separam essas duas partes dos grupos representativos no corpo principal da tabela periódica são chamados de metais de transição. Os elementos que aparecem abaixo da tabela periódica são chamados de lantanídeos e actinídeos. 7 13 6. Classificações das Regiões da Tabela Periódica A química dos metais de transição é um pouco mais complicada do que aquela dos elementos representativos, uma vez que muitos metais de transição podem formar múltiplos cátions com cargas diferentes. Exemplo: Fe2+ e Fe3+. Portanto, previsões baseadas simplesmente no número do grupo não são confiáveis aqui como são para os elementos representativos. Quando se consideram metais de transição e seus compostos, devemos confiar mais fortemente no conhecimento da química específica de cada elemento. 14 6. Classificações das Regiões da Tabela Periódica 8 15 6. Classificações das Regiões da Tabela Periódica Outra maneira de classificar um elemento é como um: metal, não metal (ametal) ou semi-metal (metalóide). Mais uma vez a tabela periódica arranja convenientemente os elementos de tal forma que uma pessoa pode colocar facilmente um determinado elemento dentro dessas categorias. A maioria dos elementos é composta de metais. 16 6. Classificações das Regiões da Tabela Periódica 9 17 6. Classificações das Regiões da Tabela Periódica Item Características Metais Não Metais Semi-metais Brilho + - +/- Condutibilidade térmica e elétrica + - +/- Dureza (resistência) + - +/- Tenacidade (choque) + - +/- Maleabilidade (lâminas) e ductibilidade (fios) + - +/- Densidade Temperatura Fusão e Ebulição TºC (F/E) TºC (F/E) 18 6. Classificações das Regiões da Tabela Periódica Portanto em sua maioria: Um metal conduz eletricidade, tem brilho, é maleável e flexível; Um não metal não conduz eletricidade e não é maleável nem flexível; Um semi-metal tem aparência e algumas propriedades de um metal mas comporta-se quimicamente como um não metal. 10 19 7. Propriedades Periódicas e Aperiódicas dos Elementos Propriedades Periódicas dos elementos são aquelas cujo valores crescem e decrescem sucessivamente a medida que aumenta o número atômico, de modo que, na sequência dos elementos em ordem crescente de seus números atômicos, repetem-se valores elevados, médios e baixos para a referida propriedade. A temperatura de fusão é um exemplo de propriedade periódica. 20 7. Propriedades Periódicas e Aperiódicas dos Elementos 11 21 7. Propriedades Periódicas e Aperiódicas dos Elementos Observando uma tabela de temperaturas de fusão dos elementos dispostos em ordem crescente de seus números atômicos, nota-se que essas temperaturas crescem e decrescem sucessivamente à medida que crescem os números atômicos. Desta maneira, periodicamente, repetem-se temperaturas de fusão elevadas, baixas e intermediárias à medida que crescem os números atômicos. Isso mostra que a temperatura de fusão dos elementos é uma propriedade periódica. 22 7. Propriedades Periódicas e Aperiódicas dos Elementos Propriedades Aperiódicas são aquelas que sempre crescem ou sempre decrescem à medida que aumenta o número atômico, de modo que não há repetição de valores altos, médios e baixos para a propriedade. Portanto a massa atômica é função aperiódica. 12 23 7. Propriedades Periódicas e Aperiódicas dos Elementos 24 7. Propriedades Periódicas e Aperiódicas dos Elementos 7.1. Raio Atômico É um conceito vago e não tem muito sentido, uma vez que o átomo não tem um contorno nítido. O raio atômico dá apenas a ideia da distância média do núcleo a região de máxima probabilidade de localização dos elétrons do nível de energia mais externo. 13 25 7. Propriedades Periódicas e Aperiódicas dos Elementos 7.2. Energia de Ionização É a energia mínima necessária para remover um elétron do átomo desse elemento no estado gasoso. 26 7. Propriedades Periódicas e Aperiódicas dos Elementos 7.3. Eletronegatividade É a medida da capacidade de um átomo receber um ou mais elétrons. Essa capacidade refere-se à átomos isolados. 14 27 7. Propriedades Periódicas e Aperiódicas dos ElementosGrupo Completo
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