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A
tabela periódica dos elementos químicos é a disposição sistemática dos elementos, na forma de uma tabela, em função de suas propriedades. São muito úteis para se preverem as características e tendências dos
átomos. Permite, por exemplo, prever o comportamento de
átomos e das
moléculas deles formadas, ou entender porque certos átomos são extremamente reativos enquanto outros são praticamente inertes. Permite prever propriedades como
eletronegatividade,
raio iônico,
energia de ionização.
História
-
A tabela periódica consiste num ordenamento dos elementos conhecidos de acordo com as suas
propriedades físicas e
químicas, em que os elementos que apresentam as propriedades semelhantes são dispostos em colunas. Este ordenamento foi proposto pelo químico
russo Dmitri Mendeleiev , substituindo o ordenamento pela
massa atômica. Ele publicou a tabela periódica em seu livro
Princípios da Química em
1869, época em que eram conhecidos apenas cerca de 60 elementos químicos.
Em 1789,
Antoine Lavoisier publicou uma lista de 33
elementos químicos. Embora Lavoisier tenha agrupado os elementos em
gáses,
metais,
não-metais e
terras, os químicos passaram o século seguinte à procura de um esquema de construção mais precisa. Em 1829,
Johann Wolfgang Döbereiner observou que muitos dos elementos poderiam ser agrupados em
tríades (grupos de três) com base em suas propriedades químicas.
Lítio,
sódio e
potássio, por exemplo, foram agrupados como sendo metais suaves e
reativos. Döbereiner observou também que, quando organizados por peso atômico, o segundo membro de cada tríade tinha aproximadamente a média do primeiro e do terceiro.
[1] Isso ficou conhecido como a
lei das tríades.
[carece de fontes] O químico alemão
Leopold Gmelin trabalhou com esse sistema e por volta de 1843 ele tinha identificado dez tríades, três grupos de quatro, e um grupo de cinco.
Jean Baptiste Dumas publicou um trabalho em 1857 descrevendo as relações entre os diversos grupos de metais. Embora houvesse diversos químicos capazes de identificar relações entre pequenos grupos de elementos, não havia ainda um esquema capaz de abranger todos eles.
[1]
O químico alemão
August Kekulé havia observado em 1858 que o
carbono tem uma tendência de ligar-se a outros elementos em uma proporção de um para quatro. O
metano, por exemplo, tem um átomo de carbono e quatro átomos de hidrogênio. Este conceito tornou-se conhecido como
valência. Em 1864, o também químico alemão
Julius Lothar Meyer publicou uma tabela com os 49 elementos conhecidos organizados pela valência. A tabela revelava que os elementos com propriedades semelhantes frequentemente partilhavam a mesma valência.
[2]
O químico inglês
John Newlands publicou uma série de trabalhos em 1864 e 1865 que descreviam sua tentativa de classificar os elementos: quando listados em ordem crescente de peso atômico, semelhantes propriedades físicas e químicas retornavam em intervalos de oito, que ele comparou a
oitavas de músicas.
[3][4] Esta
lei das oitavas, no entanto, foi ridicularizada por seus contemporâneos.
[5]
Retrato de Dmitri Mendeleiev.
O professor de química russo
Dmitri Ivanovich Mendeleiev e
Julius Lothar Meyer publicaram de forma independente as suas tabelas periódicas em 1869 e 1870, respectivamente. Ambos construíram suas tabelas de forma semelhante: listando os elementos de uma linha ou coluna em ordem de peso atômico e iniciando uma nova linha ou coluna quando as características dos elementos começavam a se repetir.
[6] O sucesso da tabela de Mendeleiev surgiu a partir de duas decisões que ele tomou: a primeira foi a de deixar lacunas na tabela quando parecia que o elemento correspondente ainda não tinha sido descoberto.
[7] Mendeleiev não fora o primeiro químico a fazê-lo, mas ele deu um passo adiante ao usar as tendências em sua tabela periódica para predizer as propriedades desses elementos em falta, como o
gálio e o
germânio.
[8] A segunda decisão foi ocasionalmente ignorar a ordem sugerida pelos pesos atômicos e alternar elementos adjacentes, tais como o
cobalto e o
níquel, para melhor classificá-los em famílias químicas. Com o desenvolvimento das teorias de
estrutura atômica, tornou-se aparente que Mendeleev tinha, inadvertidamente, listado os elementos por ordem crescente de
número atômico.
[9]
Com o desenvolvimento da modernas teorias
mecânica quânticas de configuração de
eletrons dentro de átomos, ficou evidente que cada linha (ou
período) na tabela correspondia ao preenchimento de um nível quântico de elétrons. Na tabela original de Mendeleiev, cada período tinha o mesmo comprimento. No entanto, porque os átomos maiores têm sub-níveis, tabelas modernas têm períodos cada vez mais longos na parte de baixo da tabela.
[10]
Em
1913, através do trabalho do físico
inglês Henry G. J. Moseley, que mediu as frequências de linhas espectrais específicas de
raios X de um número de 40 elementos contra a carga do núcleo (Z), pôde-se identificar algumas inversões na ordem correta da tabela periódica, sendo, portanto, o primeiro dos trabalhos experimentais a ratificar o
modelo atômico de
Bohr. O trabalho de Moseley serviu para dirimir um erro em que a Química se encontrava na época por desconhecimento: até então os elementos eram ordenados pela
massa atômica e não pelo
número atômico.
Nos anos que se seguiram após a publicação da tabela periódica de Mendeleiev, as lacunas que ele deixou foram preenchidas quando os químicos descobriram mais elementos químicos. O último elemento de ocorrência natural a ser descoberto foi o
frâncio (referido por Mendeleiev como
eka-césio) em 1939.
[11] A tabela periódica também cresceu com a adição de
elementos sintéticos e
transurânicos. O primeiro elemento transurânico a ser descoberto foi o
netúnio, que foi formado pelo bombardeamento de
urânio com
nêutrons num
ciclotron em 1939.
[12]
Estrutura da tabela periódica
- 1Actinídios e lantanídios são conhecidos coletivamente como “metais terrosos raros”.
- 2Metais alcalinos, metais alcalinoterrosos, metais de transição, actinídios e lantanídios são conhecidos coletivamente como “metais”.
- 3Halogênios e gases nobres também são não metais.
- Estado físico do elemento nas Condições Normais de Temperatura e Pressão (CNTP)
- aqueles com o número atômico em preto são sólidos nas CNTP.
- aqueles com o número atômico em verde são líquidos nas CNTP;
- aqueles com o número atômico em vermelho são gases nas CNTP;
- aqueles com o número atômico em cinza têm estado físico desconhecido.
- Ocorrência natural
A tabela periódica relaciona os elementos em linhas denominadas
períodos e colunas chamadas grupos ou famílias, em ordem crescente de seus números atômicos (Z).
Períodos
Os elementos de um mesmo período têm o mesmo número de camadas eletrônicas, que corresponde ao número do período. Os elementos conhecidos até o cobre tem sete períodos, denominados conforme a sequência de letras K-Q, ou também de acordo com o
número quântico principal- n.
Os períodos são:
- (1ª) camada K - n = 2s
- (2ª) Camada L - n = 8s
- (3ª) Camada M - n = 18s
- (4ª) Camada N - n = 32s
- (5ª) Camada O - n = 32s
- (6ª) Camada P - n = 18s
- (7ª) Camada Q - n = 2 à 8s
Grupos
Antigamente, chamavam-se "famílias". Os elementos do mesmo grupo têm o mesmo número de elétrons na
camada de valência (camada mais externa). Assim, os elementos do mesmo grupo possuem comportamento químico semelhante. Existem 18 grupos sendo que o elemento químico hidrogênio é o único que não se enquadra em nenhuma família e está localizado em sua posição apenas por ter número atômico igual a 1, isto é, como tem apenas um elétron na última camada, foi colocado no Grupo 1, mesmo sem ser um metal.Na tabela os grupos são as linhas verticais (de cima para baixo)
Classificações dos elementos
Dentro da tabela periódica, os elementos químicos também podem ser classificados em conjuntos, chamados de
séries químicas, de acordo com sua
configuração eletrônica:
Além disso, podem ser classificados de acordo com suas propriedades físicas nos grupos a seguir:
Referências
- ↑ a b Ball, p. 100
- ↑ Ball, p. 101
- ↑ Newlands, John A. R. (1864-08-20). "On Relations Among the Equivalents". Chemical News 10: 94–95.
- ↑ Newlands, John A. R. (1865-08-18). "On the Law of Octaves". Chemical News 12.
- ↑ Bryson, Bill. A Short History of Nearly Everything. London: Black Swan, 2004. 141–142 p. ISBN 9780552151740
- ↑ Ball, pp. 100–102
- ↑ Pullman, p. 227
- ↑ Ball, p. 105
- ↑ Atkins, p. 87
- ↑ Ball, p. 111
- ↑ Adloff, Jean-Pierre; Kaufman, George B. (2005-09-25). Francium (Atomic Number 87), the Last Discovered Natural Element. The Chemical Educator 10 (5). Página acessada em 26-03-2007.
- ↑ Ball, p. 123
Bibliografia
- SANTOS FILHO, Pedro F. "Estrutura atômica & ligação química", Campinas: UNICAMP, 1999.
- POLITI, Elie. "Química: curso completo", 2 ed., São Paulo: Moderna, 1992.
- GEWANDSNAJDER, Fernando. "Ciências, matéria e energia". 2ª ed., São Paulo: Ática, 2006.
- Atkins, P. W.. The Periodic Kingdom. [S.l.]: HarperCollins Publishers, Inc., 1995. ISBN 0-465-07265-8
- Ball, Philip. The Ingredients: A Guided Tour of the Elements. [S.l.]: Oxford University Press, 2002. ISBN 0-19-284100-9
- Brown, Theodore L.; LeMay, H. Eugene; Bursten, Bruce E.. Chemistry:The Central Science. 10th ed. [S.l.]: Prentice Hall, 2005. ISBN 0-13-109686-9
- Pullman, Bernard. The Atom in the History of Human Thought. [S.l.]: Oxford University Press, 1998. ISBN 0-19-515040-6
Ver também
Ligações externas
Softwares:
Retrato de Dmitri Mendeleiev.
O professor de química russo Dmitri Ivanovich Mendeleiev e Julius Lothar Meyer publicaram de forma independente as suas tabelas periódicas em 1869 e 1870, respectivamente. Ambos construíram suas tabelas de forma semelhante: listando os elementos de uma linha ou coluna em ordem de peso atômico e iniciando uma nova linha ou coluna quando as características dos elementos começavam a se repetir.[6] O sucesso da tabela de Mendeleiev surgiu a partir de duas decisões que ele tomou: a primeira foi a de deixar lacunas na tabela quando parecia que o elemento correspondente ainda não tinha sido descoberto.[7] Mendeleiev não fora o primeiro químico a fazê-lo, mas ele deu um passo adiante ao usar as tendências em sua tabela periódica para predizer as propriedades desses elementos em falta, como o gálio e o germânio.[8] A segunda decisão foi ocasionalmente ignorar a ordem sugerida pelos pesos atômicos e alternar elementos adjacentes, tais como o cobalto e o níquel, para melhor classificá-los em famílias químicas. Com o desenvolvimento das teorias de estrutura atômica, tornou-se aparente que Mendeleev tinha, inadvertidamente, listado os elementos por ordem crescente de número atômico.[9]
Com o desenvolvimento da modernas teorias mecânica quânticas de configuração de eletrons dentro de átomos, ficou evidente que cada linha (ou período) na tabela correspondia ao preenchimento de um nível quântico de elétrons. Na tabela original de Mendeleiev, cada período tinha o mesmo comprimento. No entanto, porque os átomos maiores têm sub-níveis, tabelas modernas têm períodos cada vez mais longos na parte de baixo da tabela.[10]
Em 1913, através do trabalho do físico inglês Henry G. J. Moseley, que mediu as frequências de linhas espectrais específicas de raios X de um número de 40 elementos contra a carga do núcleo (Z), pôde-se identificar algumas inversões na ordem correta da tabela periódica, sendo, portanto, o primeiro dos trabalhos experimentais a ratificar o modelo atômico de Bohr. O trabalho de Moseley serviu para dirimir um erro em que a Química se encontrava na época por desconhecimento: até então os elementos eram ordenados pela massa atômica e não pelo número atômico.
Nos anos que se seguiram após a publicação da tabela periódica de Mendeleiev, as lacunas que ele deixou foram preenchidas quando os químicos descobriram mais elementos químicos. O último elemento de ocorrência natural a ser descoberto foi o frâncio (referido por Mendeleiev como eka-césio) em 1939.[11] A tabela periódica também cresceu com a adição de elementos sintéticos e transurânicos. O primeiro elemento transurânico a ser descoberto foi o netúnio, que foi formado pelo bombardeamento de urânio com nêutrons num ciclotron em 1939.[12]
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