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Classificação Periódica dos Elementos

 

Tabela Periódica

Na virada do século XIX, cerca de 30 elementos eram conhecidos.

50 anos mais tarde pelos anos 1850, os cientistas tinham descoberto sessenta e três elementos químicos e os números continuaram a aumentar.

Uma tabela moderna de elementos químicos devem mostrar configurações eletrônicas, bem como a variação nas propriedades dos elementos com número atômico. Ele também deve incluir a série dos lantanídeos e actinídeos de elementos.

A tendência tem sido para aumentar a tabela (por exemplo na forma convencional e longa na Tabela Simmons) e assim suprimir o sistema de sub-grupo.

A primeira tentativa de classificar os elementos resultaram em agrupamento dos elementos então conhecidos como metais e não-metais.

Mais tarde, outras classificações foram julgados como nosso conhecimento de elementos e suas propriedades aumentou.

Como elementos são agrupados?

A tabela periódica organiza todos os elementos conhecidos, a fim de aumentar o número atómico.

Ordem geralmente coincide com o aumento de massa atômica.

As diferentes linhas de elementos são chamados de períodos.

O número do período de um elemento significa o mais alto nível de energia de um elétron em que elemento ocupa (no estado animado).

O número de elétrons em um período aumenta à medida que se move para baixo da tabela periódica.

Portanto, como o nível de energia do átomo aumenta, o número de sub-níveis de energia por nível de energia aumenta.

Os elementos que se encontram na mesma coluna da tabela periódica (chamado um "grupo") têm configurações de electrões de valência idênticas e, por conseguinte, se comportam de forma semelhante quimicamente. Por exemplo, todos os elementos do grupo 18 são inertes ou gases nobres.

Grupos de elementos são ou não metais ou vários subconjuntos de metais, mas não existe uma linha clara entre os dois tipos de elementos. elementos metálicos são geralmente bons condutores de eletricidade e calor.

Subconjuntos são baseados em características semelhantes e propriedades químicas.

Metais alcalinos: Os metais alcalinos compõem o Grupo 1 da tabela, e compreendem de lítio (Li), através francium (Fr). Estes elementos têm comportamento e características muito semelhantes. O hidrogênio é o Grupo 1, mas apresenta algumas características de um metal e é muitas vezes classificados com os não-metais.
Metais alcalino-terrosos:
Os metais alcalino-terrosos compõem o Grupo 2 da tabela periódica, de berílio (Be), através do rádio (Ra). Os metais alcalino-terrosos têm pontos de fusão muito altos e óxidos que têm soluções básicas alcalinas.
Lantanídeos: Os lantanídeos compreendem elementos 57 - lantânio (La), daí o nome do conjunto - através de 71, lutécio (Lu). Eles, junto com os actinídeos, são frequentemente chamados de "The F-elementos", porque eles têm elétrons de valência na camada f.
Actinídeos: Os actinides compreendem elementos 89, actínio (Ac), através de 103, lawrencium (RL). Eles, juntamente com os lantanídeos, são frequentemente chamados de "The F-elementos", porque eles têm elétrons de valência na camada f. Apenas tório (Th) e urânio (U) ocorrem naturalmente com abundância significativa. Eles são todos radioativo.
Os metais de transição: Os elementos de transição são os metais que têm uma subcamada d parcialmente preenchido e compreendem grupos de 3 a 12 e os lantanídeos e actinídeos.
Metais pós-transição: Os elementos de pós-transição são de alumínio (Al), gálio (Ga), índio (In), tálio (Tl), estanho (Sn), chumbo (Pb) e bismuto (Bi). Como o nome indica, estes elementos têm algumas das características dos metais de transição, mas eles tendem a ser mais macia e mais fracamente do que conduzir os metais de transição.
Metalóide: Os metalóides são boro (B), de silício (Si), germânio (Ge), arsênico (As), antimônio (Sb), telúrio (Te) e polônio (Po). Eles às vezes se comportam como semicondutores (B, Si, Ge) em vez de como condutores. Metalóides são também chamados de "semi-metais" ou "metais pobres."
Não-metais: O termo "não-metais" é utilizado para classificar hidrogênio (H), carbono (C), azoto (N), fósforo (P), o oxigênio (O), enxofre (S) e selênio (Se).
Halogênios: Os elementos de halogêneo são um subconjunto dos não-metais. Eles compreendem Grupo 17 da Tabela Periódica, de flúor (F) através astato (At). Eles são geralmente muito reativo quimicamente e estão presentes no meio ambiente como compostos, em vez de elementos puros.
Gases nobres: O inerte, ou nobre, gases compreendem Grupo 18. Eles são geralmente muito estável quimicamente e apresentam propriedades semelhantes de ser incolor e inodoro.

Elementos Químicos

Os elementos químicos sempre foram agrupados de modo a termos elementos semelhantes juntos, tendo desta maneira o desenvolvimento de várias tabelas até os nossos dias atuais.

A medida que os químicos foram desenvolvendo os seus trabalhos e descobrindo novos elementos químicos, foram sentindo necessidade de organizar esses elementos de acordo com as suas características ou propriedades químicas.

Faremos aqui um breve histórico das tentativas de organização desses elementos até chegarmos na classificação atual.

1790 - Lavoisier publica o seu Traité Élementaire de Chimie . Lavoisier organizou neste trabalho substâncias que tinham comportamento químico semelhante.

1817 - O químico alemão Johann Wolfgang Döbereiner organiza elementos com propriedades semelhantes em grupo de três, denominados tríades.

1862 - A. Beguyer de Chancourtois coloca os elementos em forma de uma linha espiralada ao redor de um cilindro usando como critério a ordem crescente de massas atômicas. Nessas linhas elementos químicos com características semelhantes ficariam sobre uma mesma linha vertical. Essa classificação é conhecida como parafuso telúrico e é válido para elementos como número atômico inferior a 40.

1866 - John Newlands, músico e cientista, agrupou os elementos em sete grupos de sete elementos, em ordem crescente das suas massas atômicas, de tal modo que as propriedades químicas se repetiam a cada 8 elementos. As propriedades químicas do oitavo elemento seriam semelhantes às propriedades do primeiro.

1 Hidrogênio 8 Flúor
2 Lítio 9 Sódio
Mi 3 Berílio Mi 10 Magnésio
4 Boro 11 Alumínio
Sol 5 Carbono Sol 12 Silício
6 Nitrogênio 13 Fosfato
Si 7 Oxigênio Si14 Enxofre

A classificação de Newlands não foi aceita, porém deu um valioso passo na medida em que estabelecia uma relação entre as propriedades dos elementos e as suas massas atômicas.

1869 - Lothar Meyer, na Alemanha, apresentou um gráfico mostrando que o volume atômico variam com sua respectivas massas atômicas.

Elementos com mesmo comportamento químico ocupavam, na curva, posições semelhantes.

Dimitri Ivanovich Mendeleyev, químico russo, apresentou sua classificação periódica na qual ordenava os elementos em ordem de massas atômicas crescente. Na sua tabela apareciam lugares vagos que Mendeleyev admitiu corresponderem a elementos ainda não conhecidos. A partir desse trabalho Mendeleyev anunciou a lei periódica segundo a qual as propriedades físicas e químicas dos elementos são funções das suas massas atômicas.

Os elementos eram organizados em linhas horizontais chamados períodos. Esse arranjo de elementos determinou a formação de linhas verticais, ou colunas, denominadas grupos, contendo elementos com propriedades semelhantes.

Em 1871 originou-se a tabela de Mendeleyev:

período GRUPO
  I II III IV V VI VII VIII
1 H  
2 Li Be B C N O F
3 Na Mg Al Si P S Cl
4 K Cu Ca Zn * * Ti * V As Cr Se Mn Br Fe Co Ni
5 Rb Ag Sr Cd Y In Zr Sn Nb Sb Mo Te * I Ru Rh Pd

Nessa tabela pode-se observar a existência de algumas lacunas referentes a elementos não conhecidos na época; indicado por asteriscos (*), mas cujas existências foram previstas por Mendeleyev. Ele, além de prever a descoberta de novos elementos, ainda afirmou com determinada precisão as propriedades desses novos elementos desconhecidos.

1913 - Henry G. J. Moseley, trabalhando com raios X emitidos pelos elementos, deduziu que existia uma ordem numérica para eles. Moseley demonstra que a carga do núcleo do átomo é característica do elemento químico e se pode exprimir por um número inteiro. Designa esse número por número atômico e estabelece a lei periódica em função deste, que corresponde ao número de prótons que o átomo possui no seu núcleo.

Portanto temos agora a lei periódica atual:

Lei periódica atual(Moseley) »Quando os elementos químicos são agrupados em ordem crescente de número atômico (Z), observa-se a repetição periódica de várias de suas propriedades »

A partir dessa lei a tabela periódica é organizada de forma definitiva e se apresenta de modo a tornar mais evidente a relação entre as propriedades dos elementos e a estrutura eletrônica deles.

Tabela Periódica
H                                 He
Li Be                     B C N O F Ne
Na Mg                     Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra Ac Unq Unp Unh Uns Uno Une Uun Uuu

 

Lantanóides Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Actinóides Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

Os elementos disposto na tabela atual, acima, estão em ordem crescente de número atômicos. Vemos isso seguindo os elementos na horizontal.

Vamos analisar algumas das características da tabela periódica atual:

PERÍODOS ou SÉRIES

A tabela dos elementos químicos atual possui sete fileiras horizontais.

Cada fileira é chamada de período. Possui 7 períodos.

O número do período corresponde à quantidade de níveis (camadas) que os elementos químicos apresentam.

Ex.: Os elementos químicos Fe, Co, Ni, estão no Quarto Período. Quantas camadas (níveis eletrônicos) eles possuem?

Resp.: Ora, se estão no quarto período, logo terão quatro camadas eletrônicas (K,L,M,N)

GRUPO ou FAMÍLIA

Os elementos químicos estão organizados na tabela em 18 colunas verticais que são chamadas de grupos ou famílias.

Elementos de uma mesma família apresentam propriedades químicas semelhantes e possuem a mesma configuração eletrônica em sua camada de valência (última camada).

Famílias A:

Constituem a parte mais alta da tabela.
A numeração se inicia com 1A e continua até o zero ou 8A
Dessas famílias tem algumas que possuem nomes especiais.

São elas:

Família dos metais alcalinos Corresponde aos metais da família 1A.

São eles: Li (Lítio), Na (Sódio), K (Potássio), Rb (Rubídio), Cs (Césio), Fr (Frâncio)

Família dos metais alcalinos terrosos Corresponde aos metais da família 2A.

São eles: Be (Berílio), Mg (Magnésio),Ca (Cálcio), Sr (Estrôncio), Ba (Bário), Ra (Rádio)

Família dos calcogênios Corresponde a coluna 6A.

São eles: O (Oxigênio), S (Enxofre), Se (Selênio), Te (Telúrio), Po (Polônio)

Família dos Halogênios Corresponde a coluna 7A.

São eles: F (Flúor), Cl (Cloro), Br (Bromo), I (Iodo), At (Astato)

Família dos Gases Nobres Corresponde a coluna 8A ou Zero.

São eles: He (Hélio), Ne (Neônio), Ar (Argônio), Kr (Criptônio), Xe (Xenônio), Rn (Radônio)

* O elemento H (Hidrogênio) não é considerado metal alcalino. Pode ser encontrado tanto na coluna 1A (mais comum) como na 7A.

Famílias B:

Forma a Parte baixa da tabela.

Note que a numeração se inicia com 3B e vai até 8B, para depois aparecer 1B e 2B

A família 8B é formado por 9 elementos que formam as seguintes tríades:

Primeira Tríade: ferro, cobalto, níquel
Segunda Tríade:
rutênio, ródio, paládio
Terceira Tríade:
ósmio, irídio, platina

Todos os elementos dessa família apresentam grande semelhança entre si, em termos de propriedades químicas.

Classifiquemos agora, os elementos com base na sua estrutura eletrônica.

ELEMENTOS REPRESENTATIVOS ( Subníveis s p ) ==> São elementos químicos cuja a distribuição eletrônica, em ordem crescente de energia, termina num subnível s ou p. São elementos representativos todos elementos da família A (1A, 2A, 3A, 4A, 5A, 6A, 7A, 8A ou 0).

===> O número do grupo ou família corresponde ao número de elétrons da última camada (camada de valência).

Ex.: Qual o número da famíla de um elemento cuja a distribuição eletrônica em ordem energética termina em 4s2 3d10 4p5, e qual elemento é este?

Resp.: Primeiramente, vemos que a distribuição eletrônica em ordem energética termina em " p ". Portanto é um elemento Representativo (Família A). A soma dos elétrons de valência (da última camada) é igual a 7. Então o elemento está na família 7A. Ele possui 4 camadas eletrônicas. Estará, então, no quarto período.

Conferindo na tabela este elemento, podemos ver que se trata do " Br (Bromo) Z=35".

ELEMENTOS DE TRANSIÇÃO ( Subníveis d ) ==> São elementos químicos cuja a distribuição eletrônica em ordem crescente de energia, termina num subnível d. São todos os elementos do grupo ou família B (1B, 2B, 3B, 4B, 5B, 6B, 7B, 8B).

===> O número da família dos elementos de transição é obtido a partir da soma dos elétrons do subnível d da penúltima camada com os do subnível s da última camada.

ns + (n-1)d.

Ex.: Qual o número da famíla de um elemento cuja a distribuição eletrônica em ordem energética termina em 4s2 3d5, e qual elemento é este?

Resp.: Primeiramente, vemos que a distribuição eletrônica em ordem energética termina em " d ". Portanto é um elemento de Transição (Família B). A soma dos elétrons nos subníveis, 4s2 + 3d5, é igual a 7. Então o elemento está na 7B. Ele possui 4 camadas eletrônicas. Estará, então, no quarto período.

Procurando na tabela o elemento cujo está no quarto período e na família 7B, podemos ver que se trata do " Mn (maganês) Z=25 ".

ELEMENTOS DE TRANSIÇÃO INTERNA ( Subníveis f ) ==> São elementos cuja distribuição eletrônica em ordem crescente de energia, terminam num subnível f. São os Lantanóides (Lantanídios) e os Actinóides (Actinídios).

Estão todos na família 3B, sexto e sétimo período respectivamente.

Lantanóides Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Actinóides Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

Podemos classificar os elementos da tabela Periódica, também, de acordo a algumas características.

Os elementos podem ser classificados como:

Metais ==> São elementos que apresentam um, dois ou três elétrons na sua camada de valência (última camada). Representam aproximadamente dois terço da tabela.

As principais propriedades físicas são:

a) nas condições ambientes são sólidos, com exceção do mercúrio (Hg), que é líquido.
b)
são bons condutores de calor e corrente elétrica
c)
apresentam o chamado brilho metálico e cor característica
d)
são maleáveis, isto é, podem ser transformado em lâminas
e)
são dúcteis, isto é, podem ser transformado em fios.

Ametais ou Não-Metais ==> São elementos que possuem cinco, seis ou sete elétrons na última camada. Existem apenas 11 elementos classificados como ametais.

As principais propriedades físicas dos ametais são:

a) nas condições ambientes apresentam-se nos seguintes estados físicos:

sólidos C P S Se I At
líquidos B
gasosos F O N Cl

b) são maus condutores de calor e eletricidade

c) não apresentam brilho

Semimetais ou metalóides ==> São elementos que apresentam propriedades intermediárias entre os metais e os ametais. Por isso, ao se combinarem com outros elementos podem se comportar como metais ou ametais. São em números de sete. São sólidos a temperatura ambiente e o mais utilizado é o silício, empregado na construção de semicondutores.

São eles:

B, Si, Ge, As, Sb, Te, Po

É muito importante ter estes elementos memorizados. Então vai aqui um " macete " para memorizá-los facilmente.

Decore a frase:

Bombardeio Silencioso Gerou Assassinato Sobre Território Polonês

Gases Nobres ==> São elementos que possuem oito elétrons em sua camada de valência (exceto o He, que possui 2). São gasosos em condições ambientes e tem como principal característica a grande estabilidade, ou seja, possuem pequena capacidade de se combinarem com outros elementos. É a última coluna da tabela Periódica.

Hidrogênio ==> É um elemento atípico, possuindo a propriedade de se combinar com metais, ametais e semimetais. Nas condições ambientes, é um gás extremamente inflamável.

*** Oficialmente são conhecidos até hoje 109 elementos químicos. Entres eles, 88 são naturais (encontrados na natureza) e 21 são artificiais (produzidos em laboratórios).

Portanto classificamos estes artificiais em:

Cisurânicos ==> apresentam número atômico inferior a 92, do elemento Urânio, e são os seguintes: Tecnécio (Tc), Astato (At), Frâncio (Fr), Promécio (Pm)

Transurânicos ==> apresentam número atômico superior a 92 e são atualmente em número de 17.

Classificação periódica

As primeiras tentativas de classificação dos elementos:

Tríades de Dobereiners

Johann Wolfgang Döbereiner foi um químico alemão. Seu esforço é considerado como uma das primeiras tentativas de classificar os elementos em grupos.

Ele concluiu que quando os elementos estão dispostos em grupos de três em ordem de aumento da massa atómica, a massa atómica do elemento; que vem no meio; representa a média aritmética de descanso dos dois.

Nesta base, ele dispostos três elementos de um grupo que é conhecido como "tríade '.

Esta disposição dos elementos é conhecido como Tríades de Döbereiner.

Lítio(Li) Sódio(Na) Potássio (K)
Cloro (Cl) Bromo (Br) Iodo (I)
Cálcio(Ca) Estrôncio (Sr) Bário (Ba)

Nesta tabela, massa atômica de sódio é igual à média aritmética das massas atómicas do lihtium e potássio. Da mesma forma, a massa atômica do estrôncio é igual à média aritmética das massas atómicas do cálcio e bário.

Limitação de tríades de Döbereiner

Dobereiner poderia encontrar apenas três dessas tríades (grupos de três elementos) e ele não poderia mesmo colocar todos os elementos conhecidos naquele tempo em suas tríades.

As regras de tríades de Dobereiner não podia ser aplicada aos elementos que tinham massa atómica muito baixa ou alta.

Tal como; Se F, Cl e Br são colocados juntos em uma tríade, a fim de suas massas atômicas aumentando, a massa atômica de Cl não é uma média aritmética das massas atómicas do F e Br.

Após o avanço das técnicas de medição de massa atómica mais corretamente a Lei de Dobereiner tornou-se obsoleto.

Lei das Oitavas de Newlands

Newlands descobriram que cada oitavo elemento tem propriedades físicas e químicas similares quando eles estão dispostos em ordem de suas massas relativos a aumentar.

Esta lei é conhecida como Newlands 'Lei das Oitavas, que afirma que "qualquer elemento irá apresentar um comportamento analoogus ao oitavo elemento que se lhe segue na tabela". Isso significa que cada oito elemento tem as propriedades físicas e químicas semelhantes. Por exemplo; Sódio é o oitavo elemento de lítio e ambos têm propriedades semelhantes.

A disposição dos elementos em Newlands 'Octave assemelha-se as notas musicais. Em notas musicais, cada oitava nota produz um som semelhante. Por causa disso; classificação dos elementos de Newland era popularmente conhecido como apenas oitavas.

Limitação das Oitavas de Newlands

Oitavas Newlands 'poderia ser válida até somente o cálcio; como além de cálcio, elementos não obedecem as regras de oitavas.
Newlands 'Oitavas era válida apenas para elementos mais leves.
Parece que Newlands não esperava que a descoberta de mais elementos do que 56 que foram descobertos até o seu tempo.
Mais do que um elemento teve de ser colocado em alguns dos grupos; de modo a colocar os elementos possuindo propriedades semelhantes em um grupo. Mas, para fazer isso, ele também colocar alguns elementos diferentes em um mesmo grupo.
Ferro; que tem propriedades semelhantes, como o cobalto e o níquel, foi colocado longe deles.
Cobalto e níquel foram colocadas no grupo com cloro e flúor, apesar de ter propriedades diferentes.
Apesar das limitações acima; Newlands foi o primeiro cientista que ordenou os elementos em ordem de seus crescentes massas atómicas relativas.

Fonte: www.livescience.com/br.geocities.com/www.excellup.com

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