Introdução Nesse Trabalho falei da História da Tabela Periódica, A importância da tabela periódica, Lei de Mendelévio, Organização da Tabela Periódica, As propriedades periódicas dos elementos químicos. Índice Introdução……………………………………………………………...………………….1 Breve História da Tabela Periódica……………………………………..…………………2 Lei de Mendelévio…………………………………………………………………………3 Organização da Tabela Periódica………………………………………………………….4 As propriedades periódicas dos elementos químicos………………………………………5 Breve História da Tabela Periódica Antoine Lavoisier (1743-1794) observou que por meio da electrólise, a água se decompunha em hidrogénio e oxigénio. Classificou então as substâncias encontradas em elementares por não conseguir dividi-las em substâncias mais simples. Ele identificou alguns dos primeiros elementos químicos e, em 1789, organizou uma lista de 33 elementos divididos em conjuntos de substâncias simples, metálicas, não-metálicas e terrosas, mas não conseguiu estabelecer uma propriedade que os diferenciasse. Johann W. Döbereiner (1780-1849) foi um dos primeiros a observar uma ordem para organizar os elementos químicos. Como no início do século XIX valores aproximados de massa atómica para alguns elementos haviam sido estabelecidos, ele organizou grupos de três elementos com propriedades semelhantes. A importância da tabela periódica A tabela periódica contém uma enorme quantidade de informações importantes: Número atómico; O número de protões em um átomo é referido como o número atómico desse elemento. O número de protões define o elemento que ele corresponde na tabela e também determina o comportamento químico do elemento. Por exemplo, os átomos de carbono possuem seis protões, os átomos de hidrogénio têm um e os átomos de oxigénio, oito. Símbolo atómico; O símbolo atómico (ou símbolo do elemento) é uma abreviatura escolhida para representar um elemento (“C” para carbono, “H” para hidrogénio e “O” para oxigénio, etc.). Esses símbolos são usados internacionalmente e às vezes são inesperados. Por exemplo, o símbolo para o tungsténio é “W” porque outro nome para esse elemento é wolfram. Além disso, o símbolo atómico para o ouro se “Au”, porque a palavra para o ouro em latim é aurum. Peso atómico; O peso atómico padrão de um elemento é a massa média do elemento em unidades de massa atómica. Átomos individuais sempre possuem um número inteiro de unidades de massa atómica; no entanto, a massa atómica na tabela periódica é declarada como um número decimal porque é uma média dos vários isótopos de um elemento. Portanto, a tabela periódica é uma ferramenta essencial para estudiosos de todo o mundo e está em constante actualização, sendo a melhor forma disponível actualmente para se catalogar as substâncias existentes. Lei de Mendelévio Dmitri Ivanovitch Mendeleev foi um químico russo que desenvolveu a primeira versão da tabela periódica dos elementos químicos. Mendeleev nasceu na cidade de Tolbosk, na Sibéria em 1834. Concluiu seu doutorado pela Universidade de São Petersburgo, onde começou a leccionar em 1866. Embora outros cientistas tivessem percebido propriedades comuns a vários elementos químicos, foi Mendeleev quem enunciou a lei periódica de forma bastante precisa. Ao iniciar seu trabalho como professor, Mendeleev começou a pesquisar sobre a periodicidade dos elementos e sentiu a necessidade de organizar os seus dados com mais precisão. Foi quando começou a anotar as propriedades de cada elemento em cartões, que eram fixados na parede. A medida que ele observava alguma semelhança entre os elementos, mudava a posição dos cartões. Foi esse quebra-cabeça que deu origem a uma Tabela Periódica, na qual os elementos foram dispostos em filas horizontais, de acordo com as massas atómicas crescentes, e colunas verticais, com elementos de propriedades semelhantes. Além disso, Mendeleev deixou posições vazias em sua tabela dedicada aos elementos que eram desconhecidos. Em 1869, apresentou à comunidade científica a sua lei periódica dos elementos. A tabela de Mendeleev serviu de base para a elaboração da actual tabela periódica, que além de catalogar os 118 elementos conhecidos, fornecia inúmeras informações sobre o comportamento de cada um. Seu trabalho foi homenageado ao classificarem o elemento de número atómico 101 como Mendelévio. Além dessa imensa contribuição para a química, o cientista também foi um dos percursores no estudo da origem inorgânica do Petróleo. Mendeleev faleceu em São Petersburgo, em 2 de Fevereiro de 1907 A Tabela Periódica é o resultado da necessidade que os químicos sempre tiveram de organizar os elementos químicos e fornecer o máximo possível de informações sobre eles para facilitar a consulta, quando necessária. Vários foram os cientistas que tentaram e propuseram organizações para os elementos químicos ao longo da história. A Tabela actual foi proposta pelo químico Henry Moseley, no ano de 1913, quando ele criou a lei periódica, que enuncia que: Organização da Tabela Periódica Ao organizar a Tabela Periódica em ordem crescente de número atómico, Moseley posicionou os elementos químicos formando colunas horizontais e verticais. Cada uma dessas colunas recebeu uma denominação: Colunas horizontais: os períodos, que são sete, indicam a quantidade de níveis de energia presentes em cada átomo de cada elemento químico. Colunas verticais: as famílias ou grupos, que são dezoito, indicam o subnível mais energético de cada átomo de cada elemento químico. As famílias periódicas podem ser divididas em famílias A ou famílias B, sendo oito famílias A (família dos elementos representativos) e oito famílias B (família dos elementos de transição): As características dos elementos químicos Entre as principais características dos elementos químicos, podemos destacar: Estados físicos Em relação à temperatura ambiente, os elementos podem ser classificados em: - Líquidos: elementos como mercúrio (Hg) e o bromo (Br), por exemplo, são líquidos em condições ambientes. Vale dizer que outros elementos, tais como o gálio (Ga), rubídio (Rb), frâncio (Fr) e o césio (Cs), tornam-se líquidos em temperaturas um pouco maiores, entre 27ºC e 30 ºC. - Gasosos: apenas os elementos hidrogénio (H), nitrogénio (N), oxigénio (O), flúor (F), cloro (Cl) e os gases nobres são gasosos em temperatura ambiente. -Sólidos: todos os outros elementos químicos. Natureza A natureza do elemento está relacionada com suas principais propriedades e comportamentos físicos, a saber: Metais (quadrados brancos na representação abaixo): Elementos químicos sólidos em temperatura ambientem que apresentam como principais características a condução de corrente eléctrica, a condução de calor e a capacidade de formar catiões; Amentais (quadrados azuis na representação abaixo): Elementos químicos que apresentam características contrárias às dos metais. A principal delas é a capacidade de formar ânions; Hidrogénio (quadrado amarelo na representação abaixo): elemento químico mais abundante do universo e apresenta características que não o assemelham a nenhum outro elemento químico; Gases nobres (quadrados verdes na representação abaixo): Elementos químicos encontrados no estado gasoso que apresentam grande estabilidade. Por essa razão, não necessitam interagir com nenhum outro átomo de outro elemento químico. As propriedades periódicas dos elementos químicos As principais propriedades periódicas químicas dos elementos são: raio atómico, energia de ionização, electronegatividade, electropositividade e eletroafinidade. Já as físicas são: pontos de fusão e ebulição, densidade e volume atómico. A seguir, veja mais detalhadamente as propriedades periódicas químicas: Raio Atómico; Pode ser definido como a metade da distância (r = d/2) entre os núcleos de dois átomos de um mesmo elemento químico, sem estarem ligados e assumindo os átomos como esferas Na tabela periódica, o raio atómico aumenta de cima para baixo e da direita para a esquerda. Isso acontece porque em uma mesma família (coluna), as camadas electrónicas vão aumentando conforme se desce uma “casa” e, consequentemente, o raio atómico aumenta. Em um mesmo período (linha), o número de camadas electrónicas é o mesmo, mas a quantidade de electrões vai aumentando da esquerda para a direita e, com isso, a atracção pelo núcleo aumenta, diminuindo o tamanho do átomo. Potencial de Ionização; é a energia mínima necessária para remover um electrão de um átomo ou ião no estado gasoso. Esse electrão é sempre retirado da última camada electrónica, que é a mais externa e é conhecida como camada de valência. Quanto maior o raio atómico, mais afastados do núcleo os electrões da camada de valência estarão, a força de atracção entre eles será menor e, consequentemente, menor será a energia necessária para retirar esses electrões e vice-versa. Por isso, a energia de ionização dos elementos químicos na Tabela Periódica aumenta no sentido contrário ao aumento do raio atómico, isto é, de baixo para cima e da esquerda para a direita Electronegatividade; Representa a tendência que um átomo tem de atrair electrões para si em uma ligação química co-valente em uma molécula isolada. Os valores das electronegatividades dos elementos foram determinados pela escala de Pauling. Foi observado que, conforme o raio aumentava, menor era atracção do núcleo pelos electrões compartilhados na camada de valência. Por isso, a electronegatividade também aumenta no sentido contrário ao aumento do raio atómico, sendo que varia na Tabela Periódica de baixo para cima e da esquerda para a direita. Electropositividade; A capacidade que o átomo possui de se afastar de seus electrões mais externos, em comparação a outro átomo, na formação de uma substância composta. Visto que é o contrário da electronegatividade, a sua ordem crescente na tabela periódica também será o contrário da mostrada para a electronegatividade, ou seja, será de cima para baixo e da direita para a esquerda Afinidade Electrónica: Corresponde à energia liberada por um átomo do estado gasoso, quando ele captura um electrão. Essa energia é chamada assim porque ela mostra o grau de afinidade ou a intensidade da atracção do átomo pelo electrão adicionado. Grupo Um grupo ou família é uma coluna vertical na tabela periódica. Os grupos normalmente têm mais tendências periódicas significativas do que os períodos ou blocos, explicados abaixo. A teoria da mecânica quântica moderna da estrutura atómica explica a tendência no grupo pela proposição que elementos dentro do mesmo grupo normalmente têm a mesma configuração electrónica em sua camada de valência Consequentemente, elementos do mesmo grupo tendem a ter uma química compartilhada e exibir uma clara tendência em suas propriedades com o aumento do número atómico. Entretanto, em algumas partes da tabela periódica, tais como no bloco d e bloco f, as similaridades horizontais podem ser tão importantes quanto, ou mais pronunciadas do que, as similaridades verticais. Sob a convenção internacional de nomenclatura, os grupos são numerados de 1 a 18 a partir da coluna à esquerda (os metais alcalinos) para à direita (os gases nobres). Alguns dos grupos possuem nomes triviais não sistemáticos, conforme na tabela abaixo, embora raramente sejam utilizados. Os grupos do 3 ao 10 não possuem nomes triviais e são referidos simplesmente pelo número do grupo ou pelo nome do primeiro elemento do grupo (e.g. grupo do Escândio para os elementos do Grupo 3, uma vez que eles mostram menos similaridades e/ou tendências verticais. Elementos no mesmo grupo tendem a mostrar padrões no raio atómico, energia de ionização e electronegatividade. Do topo para baixo, o raio atómico dos elementos aumenta. Uma vez que existem mais níveis energéticos preenchidos, a camada de valência electrónica está mais afastada do núcleo. A partir do topo, cada elemento tem uma energia de ionização menor porque é mais fácil remover um electrão pois estão conectados com menos firmeza. De modo similar, a partir do topo, um grupo tem a electronegatividade menor devido ao aumento da distância entre os electrões de valência e o núcleo. Porém, existem excepções nestas tendências como por exemplo nos elementos do Grupo 11 no qual a electronegatividade aumenta a partir do topo dentro do grupo. Períodos Um período é uma linha horizontal da tabela periódica. Embora os grupos tenham propriedades periódicas mais significativas, existem regiões onde a tendência horizontal é mais significativa do que a vertical, tais como no bloco f, onde os lantanídeos e actinídeos formam duas séries de grupos de elementos horizontais substanciais. Os elementos no mesmo período apresentam tendências no raio atómico, energia de ionização, afinidade electrónica e electronegatividade. Da esquerda para a direita, através do período, o raio atómico normalmente diminui. Isto acontece porque a cada elemento é adicionado um protão e um electrão, o que traz o electrão para mais perto do núcleo. Esta diminuição do raio atómico também provoca o aumento da energia de ionização quando movendo da esquerda para a direita no período. Quanto mais firmemente conectado aos seus electrões, mais energia é necessária para removê-los. A electronegatividade aumenta da mesma maneira que a energia de ionização por causa da atracção exercida nos electrões pelo núcleo. A afinidade electrónica também possui uma leve tendência ao longo do período. Os metais à esquerda no período normalmente possuem uma afinidade electrónica menor que os não metais à direita no período, com excepção dos gases nobres. Blocos Da esquerda para a direita: Os blocos s, f, d e p na tabela periódica Regiões específicas da tabela periódica podem ser referidas como blocos em reconhecimento da sequência na qual as camadas electrónicas dos elementos são preenchidas. Cada bloco é nomeado de acordo com a subcamada no qual o local fictício do "último" electrão. Notas 3] O bloco s compreende os dois primeiros grupos (metais alcalinos e alcalinos terrosos) assim como o hidrogénio e o hélio. O bloco p compreende os últimos seis grupos, que são os grupos 13 ao 18 na numeração da IUPAC e contém, entre outros elementos, todos os metalóides. O bloco d compreende os grupos 3 ao 12 e contém todos os metais de transição. O bloco f, às vezes mostrado abaixo do resto da tabela, não tem numeração de grupo e compreende os lantanídeos e actinídeos. Metais, metalóides e amentais De acordo com as propriedades físicas e químicas, os elementos podem ser classificados em três categorias maiores de metais, metalóides e amentais. Os metais são geralmente brilhantes, sólidos altamente condutores que formam ligas com um ou outro sal como compostos iónicos com ametais (excepto os gases nobres). A maioria dos ametais são coloridos e gases isolantes incolores; ametais que formam compostos com outros ametais apresentam ligações covalentes. Entre metais e não metais estão os metalóides, que possuem propriedades mistas ou intermediárias. O metal e ametal podem ser ainda classificados em subcategorias que demonstram uma graduação da propriedade metálica para a não metálica, quando indo da esquerda para a direita no período. Os metais são subdivididos em metais alcalinos, metais alcalinos terrosos, lantanídeos e actinídeos, através dos metais de transição, e terminando nos metais pós transição que são fracos quimicamente e fisicamente. Os ametais são simplesmente divididos nos ametais poliatômicos, que são essencialmente os ametais; e os gases nobres monoatómicos, que são não metais e praticamente inertes. Também são conhecidos grupos especializados tais como, por exemplo, os metais refractários e os metais nobres que são subconjuntos dos metais de transição e são ocasionalmente destacados. Escola Secundaria de Chingodzi-TETE Trabalho de Química Tema: Tabela Periódica Nome: Fátima Francisco Manuel Vidade Turma: BG2 Classe: 11ª Classe N°: 30 Docente: Manuel Manglomera Tete ao 3 de Junho de 2019
