Histórico da TP

Classificação dos Elementos Químicos
(O Primeiro Elemento)
"Ao lado, o fósforo (P).
Primeiro elemento a ser
descoberto.
Ponto de partida para a
construção da Tabela
Periódica".
História da Tabela Periódica
Um pré-requisito necessário para construção da
tabela periódica, foi à descoberta individual dos
elementos químicos.
Embora os elementos, tais como ouro (Au), prata (Ag),
Estanho (Sn), cobre (Cu), chumbo (Pb) e mercúrio (Hg)
fossem conhecidos desde a Antigüidade.
A primeira descoberta científica de um elemento,
ocorreu em 1669, quando o alquimista Henning Brand
descobriu o fósforo.
PRIMEIRA CLASSIFICAÇÃO
A primeira classificação, a de Lavoisier, foi à
divisão dos elementos em metais e não-metais.
Isso possibilitou a antecipação das propriedades
de outros elementos, determinando assim, se
seriam ou não metálicos.
Johann W. Dobereiner (1829)
(O Primeiro Modelo de Tabela Periódica)
Cálcio
Estrôncio
40
88 >>> (40 + 137)/2 = 88,5
1817 - Lei das tríades de Döbereiner
Bário
137
A massa atômica do elemento central da
tríade era a média das massas atômicas do
primeiro e terceiro membro.
Muitos dos metais não podiam ser
agrupados em tríades.
Os elementos cloro, bromo e iodo eram uma
tríade, lítio, sódio e potássio formavam
outra.
Germain Hess (1849)
(O Segundo Modelo de Tabela Periódica)
Iodo
Bromo
Cloro
Flúor
Telúrio Carbono Nitrogênio
Selênio Boro
Fósforo
Enxofre Silício
Arsênio
Oxigênio
Publicou no seu manual
Fundamentos da Química Pura
uma classificação de quatro
grupos de elementos (não-metais)
com propriedades químicas
semelhantes .
Hess escreveu:
“Esta classificação está ainda muito longe de ser natural. No entanto
ela reúne elementos em grupos muito semelhantes e pode ir
aperfeiçoando-se à medida que aumentarem os nossos
conhecimentos.”
Alexander Beguyer de Chancourtoir (1862)
(O Terceiro Modelo de Tabela Periódica)
Propôs um sistema denominado
“parafuso telúrico.”
Distribuiu os elementos na forma
de uma espiral de 45º que na
superfície de um cilindro.
Em cada volta da espiral ele
colocou 16 elementos em ordem
crescente de massa atômica, de
modo a posicionar os elementos
com propriedades semelhantes um
por baixo do outro na geratriz do
cilindro.
John A.R. Newlands (1864)
(O Quarto Modelo de Tabela Periódica)
Sugeriu que os elementos, poderiam
ser arranjados num modelo periódico
de oitavas, na ordem crescente de
suas massas atômicas.
Colocou o elemento lítio, sódio e
potássio juntos. Esquecendo o grupo
dos elementos cloro, bromo e iodo, e
os metais comuns como o ferro e o
cobre.
A idéia de Newlands foi ridicularizada
pela analogia com os sete intervalos
da escala musical.
Dimitri Ivanovich Mendeleyev (1869)
(O pai da Tabela Periódica dos elementos químicos)
Em 1869, enquanto
escrevia seu livro de
química inorgânica,
organizou os elementos
na forma da tabela
periódica atual.
1872 - A tabela periódica de Mendeleyev:
Dimitri Ivanovich Mendeleev (1869)
(O Quinto Modelo de Tabela Periódica)
Mendeleev criou uma carta
para cada um dos 63
elementos conhecidos. Cada
carta continha o símbolo do
elemento, a massa atômica e
suas propriedades químicas e
físicas.
A tabela periódica de
Mendeleev exibia
semelhanças numa rede de
relações vertical, horizontal e
diagonal.
Em 1906, Mendeleev recebeu
o Prêmio Nobel por este
trabalho.
Henry Mosseley (1913)
Descobriu que o número de
prótons no núcleo de um
determinado átomo era sempre
o mesmo.
Mosseley usou essa idéia para o
número atômico de cada átomo.
Quando os átomos foram
arranjados de acordo com o
aumento do número atômico, os
problemas existentes na tabela
de Mendeleev desapareceram.
Glenn Seaborg (1951)
(A Tabela Periódica nos dias de hoje)
Realizou a última maior troca na tabela
periódica em 1950.
A partir da descoberta do plutônio em 1940,
Seaborg descobriu todos os elementos
transurânicos (do número atômico 94 até
102).
Reconfigurou a tabela periódica colocando
a série dos actnídeos abaixo da série dos
lantanídeos.
Em 1951, Seaborg recebeu o Prêmio Nobel
em química, pelo seu trabalho.
O elemento 106 tabela periódica é chamado
seabórgio, em sua homenagem.
A descoberta do número atômico
Em 1913, o cientista britânico Henry Mosseley descobriu que o
número de prótons no núcleo de um determinado átomo, era
sempre o mesmo. Mosseley usou essa idéia para o número
atômico de cada átomo. Quando os átomos foram arranjados de
acordo com o aumento do número atômico, os problemas
existentes na tabela de Mendeleev desapareceram.
Devido ao trabalho de Mosseley, a tabela periódica moderna
esta baseada no número atômico dos elementos.
Daí decorre a atual lei periódica.
As propriedades dos elementos químicos são funções
periódicas do número atômico.
As modificações mais recentes
da Tabela Periódica
O sistema de numeração dos grupos são recomendados pela União
Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC).
A numeração é feita em algarismos arábicos de 1 à 18, sendo o grupo 1, o
dos metais alcalinos e o 18, o dos gases nobres.
Entendendo a Tabela Periódica
A tabela periódica mostra a semelhança entre dois ou mais
elementos. Se observarmos as propriedades dos elementos,
notamos a semelhança entre alguns elementos. Essas
semelhanças se repetem em intervalos, sempre relacionados ao
número atômico.
Na tabela, os elementos estão arranjados horizontalmente, em
seqüência numérica, de acordo com seus números atômicos,
resultando o aparecimento de sete linhas horizontais (ou
períodos).
O número do período corresponde ao número de níveis
eletrônicos. Todos os elementos de um mesmo período tem o
mesmo número de camadas.
Exemplo: 26Fe - 1s2; 2p6, 3s2; 3p6; 4s2; 3d6  4 camadas 
4º período
Cada período, à exceção do primeiro, começa com um
metal e termina com um gás nobre. Os períodos
diferem em comprimento, variando de 2 elementos, no
mais curto, a 32 elementos no mais longo.
Série dos Lantanídeos  6 camadas  6º período
Série dos Actinídeos  7 camadas  7º período
Famílias ou grupos:
São em número de 18, sendo que cada um
agrupa elementos com propriedades químicas
semelhantes e apresentam a mesma
configuração eletrônica na sua camada de
valência (últimos subníveis). Em alguns deles,
os elementos estão relacionados tão
intimamente em suas propriedades, que são
denominados de famílias (o grupo 2 é a família
dos metais alcalinos terrosos).
Elementos representativos ou
normais. (Subníveis s ou p)
São elementos cuja distribuição eletrônica possuem elétron de
diferenciação em subnível s ou p. O número de elétrons da
camada de valência corresponde ao número da família. 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).
Exemplos: 20Ca = 1s2; 2s2;2p6; 3s2;3p6; 4s2.
(Pertencente a família 2A, s2)
2; 2s2; 2p6;3s2;3p4 (Pertencente a família 6A)
S
=
1s
16
Elementos de Transição Externa - Família B
(Subnível d )
São elementos cuja distribuição eletrônica
termina em d. A penúltima camada é
incompleta. São todos os elementos do grupo
ou família B (1B, 2B, 3B, 4B, 5B, 6B, 7B, 8B).
Veja a distribuição eletrônica em cada família B:
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.
Exemplo: 26Fe = 1s2;2s2;2p6;3s2;3p6;4s2;3d6.
(Pertencente a família 8B)
Distribuição de elétrons nos subníveis
Elementos de Transição Interna. ( Subníveis f )
São elementos cuja distribuição eletrônica em
ordem crescente de energia terminam em f. A
antepenúltima camada é incompleta. São os
Lantanóides (Lantanídios) e os Actinóides
(Actinídios).
Estão todos na família 3B, sexto e sétimo
períodos 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
Exemplo: 57La =
1s2;2s2;2p6;3s2;3p6;4s2;3d10;4p6;5s2;4d10;5p6;6s2;4f1.
Hidrogênio
Alguns autores, consideram a sua posição,
como pertencendo ao grupo 1, por apresentar
algumas semelhanças com os metais alcalinos.
Outros, colocaram-no como se pertence-se ao
grupo 17, devido a formação do íon H+
(hidretos).
O elemento encontra-se isolado em algumas
tabelas periódicas, não estando situado em
nenhum grupo.
Família dos Metais Alcalinos.
Corresponde aos metais da família 1ª ou 1.
São eles: Li (Lítio), Na (Sódio), K (Potássio), Rb
(Rubídio), Cs (Césio), Fr (Frâncio)
Eles são chamados de metais alcalinos, porque
reagem com a água, formando hidróxidos
(MOH, M=metal alcalino), chamados
comumente de álcali.
Família dos Metais Alcalinos
Terrosos
Corresponde aos metais da família 2A ou 2.
São eles: Be (Berílio), Mg (Magnésio),Ca (Cálcio), Sr
(Estrôncio), Ba (Bário), Ra (Rádio)
O termo "terrosos" no nome do grupo é da época da
alquimia, onde os alquimistas medievais, chamavam as
substâncias que não se fundiam e não sofriam
transformações com o calor (com os meios de
aquecimento da época), de "terrosos".
Esses elementos, são metais e apresentam uma alta
reatividade para ocorrerem livres na natureza. Ocorrem
sob a forma de compostos, como cátions +2.
Família do Boro
(3A) ou 13 (boro, alumínio, gálio, índio e tálio) .
E o primeiro grupo do bloco p. Seus membros
possuem a configuração da camada de
valência, ns2 np1, podemos esperar um número
de oxidação +3 para seus elementos. Com
exceção do boro, que é um metalóide, todos os
elementos do grupo são metais.
Família do Carbono
(4A) ou 14 (carbono, silício, germânio, estanho e chumbo)
Os elementos são caracterizados pela configuração da camada
de valência ns2 np2. Tem como primeiro elemento, o carbono, o
mais importante elemento para os seres vivos, seguido pelo
silício, que é um dos elementos fundamentais para a tecnologia
moderna.
O carbono é o único elemento da tabela periódica que forma
mais de 1.000.000 de compostos e tem seu próprio ramo da
química, a chamada química orgânica.
O carbono é distintamente um não metal, silício e germânio são
metalóides e estanho e chumbo são metais.
Família do Nitrogênio
(5A) ou 15 (nitrogênio, fósforo, arsênio, antimônio e
bismuto)
Eles são caracterizados pela configuração eletrônica
ns2 np3 da sua camada de valência. Esta configuração
dá aos elementos, uma variação no número de
oxidação de -3 à +5. O nitrogênio e o fósforo são nãometais, o arsênio é um metalóide e o antimônio e o
bismuto são metais.
Família dos Calcogênios
(6A) ou 16 : O (Oxigênio), S (Enxofre), Se (Selênio), Te
(Telúrio), Po (Polônio)
Eles são caracterizados pela configuração eletrônica
ns2 np4 da sua camada de valência, e são todos nãometais. Formam compostos com metais e com
hidrogênio quando o número de oxidação é –2. Os
números de oxidação +2, +4 e +6 ocorrem quando os
elementos do grupo formam compostos com outros
elementos do seu próprio grupo, ou com os elementos
do grupo 17, os halogêneos.
Família dos Halogênios
Corresponde a coluna 7ª ou 17 F (Flúor), Cl (Cloro),
Br (Bromo), I (Iodo), At (Astato)
Eles são caracterizados pela configuração eletrônica
ns2np5 da sua camada de valência. Seus elementos
são chamados de halogêneos. Mostra uma
regularidade nas propriedades físicas, na
eletronegatividade, e nos raios atômicos e iônicos.
O flúor possui algumas propriedades anômalas, tais
como: a sua força como agente oxidante e a baixa
solubilidade da maioria dos fluoretos.
Família dos Gases Nobres
Corresponde a coluna 8A ou Zero.
São eles: He (Hélio), Ne (Neônio), Ar (Argônio), Kr (Criptônio),
Xe (Xenônio), Rn (Radônio)
Eles são caracterizados pela configuração eletrônica ns2np6 da
sua camada mais externa. Têm a camada externa totalmente
preenchida de elétrons. Isso os torna elementos quimicamente
inertes. Estes elementos são encontrados na natureza como
gases monoatômicos, não reativos. Entretanto, o primeiro
composto do gás nobre (tetrafluoreto de xenômio – XeF4), foi
produzido a partir de uma mistura de xenônio com flúor, em
temperatura elevada. O radônio (Rn) é um gás radioativo.
Elementos de Transição Externa
(Família B)
São elementos cuja distribuição eletrônica termina em d. A penúltima camada
é incompleta. São todos os elementos do grupo ou família B (1B, 2B, 3B, 4B,
5B, 6B, 7B, 8B ou 3,4,5,6,7,8,9,10,11,12).
Veja a distribuição eletrônica em cada família B:
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.
Exemplo: 26Fe = 1s2;2s2;2p6;3s2;3p6;4s2;3d6. (Pertencente a família 8B)
Elementos de Transição Interna.
( Subníveis f )
São elementos cuja distribuição eletrônica em ordem
crescente de energia terminam em f. A antepenúltima
camada é incompleta. São os Lantanóides
(Lantanídios) e os Actinóides (Actinídios).
Estão todos na família 3B, sexto e sétimo período
respectivamente.
Exemplo: 57La =
1s2;2s2;2p6;3s2;3p6;4s2;3d10;4p6;5s2;4d10;5p6;6s2;4f1.
Oficialmente são conhecidos até hoje 111 elementos químicos.
Entres eles, 88 são naturais (encontrados na natureza) e 23 são
artificiais (produzidos em laboratórios).
Portanto classificamos estes artificiais em:
Cisurânicos ou Elementos Cisurânicos : apresentam número
atômico inferior a 92 , do elemento Urânio, e são os seguintes:
Tecnécio (Tc), Astato (At), Frâncio (Fr), Promécio (Pm)
Transurânicos ou Elementos Transurânicos. Elementos com
número atômico maior do que 92, portanto, elementos após o
urânio na Tabela Periódica. A maioria destes elementos são
instáveis e têm meias vidas curtas.
Propriedades Aperiódicas e Periódicas
Propriedades aperiódicas: são aquelas cujos
valores variam ( crescem ou decrescem) na medida
que o número atômico aumenta e que não se
repetem em períodos determinados ou regulares.
Ex.: número de nêutrons, massa atômica, calor
específico.
A massa atômica de um número sempre aumenta
de acordo com o número atômico desse elemento.
Propriedades Periódicas
São aquelas que a medida que o número atômico
aumenta, assumem valores semelhantes para
intervalos regulares, ou seja, repetem-se
periodicamente.
São exemplos de propriedades periódicas: raio
atômico, eletronegatividade, energia ou potencial de
ionização, reatividade química, densidade, volume
atômico , eletroafinidade, e ponto de fusão.
RAIO ATÔMICO: O TAMANHO DO ÁTOMO
RAIO ATÔMICO: O TAMANHO DO ÁTOMO
É uma característica difícil de ser determinada.
Usaremos aqui, de maneira geral, dois fatores:
Número de níveis (camadas): quanto maior o número
de níveis, maior será o tamanho do átomo.
Se os átomos comparados tiverem o mesmo
número de níveis (camadas), usaremos:
Nº de prótons ( número atômico Z )
O átomo que apresentar o maior número de prótons exerce
uma maior atração sobre os seus elétrons, o que ocasiona uma
diminuição do seu tamanho (atração núcleo-elétron).
Átomos de sódio e rubídio(Família 1A)
Como cada um destes elementos encontra-se em um período
diferente, pode-se pensar em relação ao número de camadas
que cada um possui. Quanto maior o número de camadas, maior
o tamanho do átomo, maior o comprimento de seu raio:
ENERGIA DE IONIZAÇÃO ou POTENCIAL
DE IONIZAÇÃO
É a energia necessária para remover um ou mais elétrons de um
átomo isolado no estado gasoso.
X0(g) + energia  X+(g) + e
A remoção do primeiro elétron, que é o mais afastado do núcleo,
requer uma quantidade de energia denominada primeira energia
de ionização (1a E.I.) e assim sucessivamente.
Ex. Mg(g) + 7,6 eV  Mg+ (g) + 1 e´ (1a E.I.)
Mg(g) + 14,9 eV  Mg+ (g) + 1 e´ (2a E.I.)
Mg(g) + 79,7 eV  Mg+ (g) + 1 e´ (3a E.I.)
Assim:
E.I 1 < E.I 2 < E.I 3 .................
QUANTO MAIOR O TAMANHO DO ÁTOMO, MENOR SERÁ A
PRIMEIRA ENERGIA DE IONIZAÇÃO
Logo, a 1a E.I. na tabela periódica varia de modo
inverso ao raio atômico.
AFINIDADE ELETRÔNICA ou
ELETROAFINIDADE
É a energia liberada quando um átomo isolado, no
estado gasoso, "captura" um elétron.
Quanto menor o tamanho do átomo, maior será sua
afinidade eletrônica.
ELETRONEGATIVIDADE
É a forca de atração exercida sobre os elétrons de uma
ligação;ou seja, é a tendência que um átomo possui de
atrair elétrons .
ELETROPOSITIVIDADE ou CARÁTER
METÁLICO
É a capacidade de um átomo perder elétrons,
originando cátions.
REATIVIDADE QUÍMICA
A reatividade de um elemento químico está
associada à sua maior ou menor facilidade em
ganhar ou perder elétrons.
Assim, os elementos mais reativos serão tantos os
metais que perdem elétrons com maior facilidade,
quanto os ametais que ganham elétrons com maior
facilidade.
Entre os metais, o mais reativo é o frâncio (Fr)
Entre os ametais, o mais reativo é o flúor (F).
PROPRIEDADE FÍSICAS DOS ELEMENTOS
As propriedades físicas são determinadas
experimentalmente, mas, em função dos
dados obtidos, podemos estabelecer
regras genéricas para sua variação,
considerando a posição do elemento na
tabela periódica.
DENSIDADE
Num período: A densidade cresce das extremidades
para o centro
Numa família: A densidade cresce de cima para baixo.
Assim, os elementos de maior densidade estão
situados na parte central e inferior da tabela, sendo o
Ósmio (Os) o elemento mais denso (22,5 g/cm3).
*** A tabela apresenta densidade obtida a 0 ° C e 1 atm.
PONTO DE FUSÃO (PF) e PONTO DE
EBULIÇÃO (PE)
PONTO DE FUSÃO É temperatura na qual uma substância
passa do estado sólido para o estado líquido.
PONTO DE EBULIÇÃO É temperatura na qual uma substância
passa do estado líquido para o estado gasoso.
Na família IA (alcalinos) e na família IIA (alcalinos terrosos), IIB,
3A, 4 A, os elementos de maior ponto de fusão (PF) e ponto de
ebulição (PE) estão situados na parte superior da tabela. De
modo inverso, nas demais famílias, os elementos com maiores
PF e PE estão situados na parte inferior.
Nos períodos, de maneira geral, os PF e PE crescem da
extremidades para o centro da tabela.
Entre os metais o tungstênio (W) é o que apresenta o
maior PF: 5900 ° C.
Uma anomalia importante ocorre com o
elemento químico carbono (C),um ametal:
Ele tem uma propriedade de originar
estruturas formadas por um grande
número de átomos, o que faz com que
esse elemento apresente elevados pontos
de fusão ( PF =3550 ° C)
Classificação dos Elementos
De acordo com algumas propriedades, podemos
classificar os elementos químicos em metais, nãometais e gases nobres.
Os metais são bons condutores de eletricidade e
calor. São sólidos nas condições ambientes – com
exceção do mercúrio – , maleáveis e dúcteis.
Os não-metais são maus condutores de calor e de
eletricidade, com exceção do carbono na forma de
grafite, que é um bom condutor elétrico. São
sólidos, líquidos ou gasosos nas condições
ambientes
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. : B, Si, Ge, As, Sb, Te, Po
São sólidos a temperatura ambiente e o mais
utilizado é o silício, empregado na construção de
semicondutores.
Os gases nobres apresentam reatividade muito
pequena, sendo considerados, até pouco tempo,
inertes.