Química dos elementos periodicos

Química dos elementos periodicos

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QUÍMICA I CAP. 01 – TABELA PERIÓDICA DOS ELEMENTOS

- Porque algumas propriedades físicas e químicas dos elementos variam periodicamente em função de suas massa atômicas e todas elas em função de seus números atômicos.

As propriedades físicas dos elementos estão ligadas à massa e ao tamanho dos átomos.

As propriedades químicas estão diretamente ligadas à configuração eletrônica do átomo de cada elemento químico, principalmente ao número de elétrons que ele possui na camada de valência.

Século XIX

Os cientistas já conheciam 60 elementos químicos bem como muitas das propriedades desses, havendo a necessidade de organizá-los de uma forma funcional.

Lotar Meyer (alemão) e Dmitri Ivanovitch Mendeleiev (russo), trabalhando independentemente, perceberam que, colocando-se em umas gráficas certas propriedades físicas e químicas dos elementos, em função de suas massas atômicas, obter-se-ia uma curva periódica.

Mendeleiev construiu uma tabela onde cada linha horizontal representava um período dos gráficos das propriedades dos elementos em função da massa atômica.

Século X

Em 1911 van der Broek sugeriu que deveria ser a carga nuclear, ou seja, o número atômico, o verdadeiro parâmetro responsável pela periodicidade nas propriedades dos elementos

Mais tarde, Moseley, utilizando espectros de emissão de vários elementos, pode comprovar que era em função dos números atômicos crescentes e não dos números de massa, que certas propriedades dos elementos variam periodicamente .

Obs: há 19 dos 110 elementos químicos conhecidos que não seguem a distribuição eletrônica regular do diagrama de Linus Pauling. Apesar disso, a posição dos elementos na tabela periódica é fornecida pela distribuição eletrônica de Linus Pauling, independendo da distribuição eletrônica real. Assim, a tabela periódica pode ter o seguinte formato longo:

Classificação dos Elementos segundo suas configurações eletrônicas

De um modo simplificado, podemos classificar os elementos na tabela periódica, e acordo com suas configurações eletrônicas, em:

a) Elemento representativo. É aquele que possui seu elétron mais energético num subnível s ou p

Exemplo: 11Na– 1 s² 9F – 1s²

b) Elemento de transição ou transição externa É aquele que possui seu elétron mais energético num subnível d

Exemplo: 26Fe– 1 s²

c) Elemento de transição ou transição externa É aquele que possui seu elétron mais energético num subnível d

Exemplo: 56Ce– 1 s²

A forma compacta da tabela periódica

Os Elementos estão dispostos em ordem crescente de número atômico A forma compacta da tabela periódica é a mais utilizada, pois permite fácil manuseio e possui melhor estética.

Nela, os elementos de número atômico 57 a 70, chamados lantanídeos, e os de número atômico 89 a 102, chamados actinídeos, foram colocados à parte, abaixo da tabela.

Devemos entender que eles ocupam o sexto e o sétimo períodos, respectivamente, e que todos se encontram na terceira coluna, porque suas propriedades são muito semelhantes.

Cada linha horizontal representa um período. Ao dispormos cada período, um abaixo do outro, teremos a formação de colunas de elementos.

Os elementos de uma coluna constituem uma família e possuem propriedades semelhantes que variam de modo proporcional entre as diversas colunas.

Os períodos da tabela Os períodos da tabela

1º período– 2 elementos – muito curto
2º período– 8 elementos – curto
3º período– 8 elementos – curto
4º período– 18 elementos – longo
5º período– 18 elementos – longo
6º período– 32 elementos – muito longo
7º período– 24 elementos – incompleto

Classificamos os períodos de acordo com o número de elementos que eles contém.

As famílias da tabela

A classificação das famílias segue regras diferentes em função do órgão científico que a determina.

Classificação da Chemical Abstracts Service Group

Esta notação foi usada oficialmente até 1986 e permanece até os dias de hoje por força do costume.

As famílias estão divididas em dois grupos principais, A e B, sendo: • famílias de IA a VIIIA: elementos representativos

• famílias de IB a VIIB e família VIII: elementos de transição

É importante ressaltar que:

a) A família VIII corresponde a três colunas da tabela periódica, e as demais famílias correspondem a apenas 1 coluna, o que dá um total de 16 famílias na tabela periódica. b) Alguns autores consideram todos os elementos de transição interna, lantanídeos e actnídeos, pertencentes à família IIIB, respectivamente no 6º e no 7º períodos. Essa consideração não destaca a distribuição eletrônica dos elementos no diagrama de Linus Pauling, mas leva em conta o fato de esses elementos possuírem propriedades bastante semelhantes. c) O número das famílias deve ser escrito em romano.

Relação entre o número da família e os elementos O número de cada família tem a seguinte relação com os elementos que a compõem:

• Elementos das famílias A, IB e IIB: o número da família é igual ao número de elétrons que o elemento possui na sua camada de valência, excetuando o hélio da família VIIIA que possui 2 elétrons na sua camada de valência.

• Elementos das famílias IIIB até VIIB e família VIII – 1ª coluna: o número da família é igual à soma dos elétrons do subnível mais energético com os elétrons da camada de valência.

• Elementos da família VIII 2ª e 3ª colunas: não existe relação entre o número de elétrons dos elementos e o número que eles ocupam

diagrama de Linus Pauling. Suas configurações segundo o diagrama terminariam em

OBS: Os elementos da família IB Cu, Ag, e Au estão entre os que não obedecem ao ns²(n-1)d9 . Note que falta apenas 1 elétron para que o subnível d, mais interno, se torne completo.

Classificação da IUPAC

Proposta em 1985 As famílias são numeradas de 1 a 18 conforme a figura abaixo:

Essa numeração de 1 a 18 foi feita com base na configuração eletrônica dos elementos de cada família. O resultado é o mesmo, independente de trabalharmos com a configuração segundo Linus Pauling ou com a configuração real.

a) Elementos das famílias 1 e 2: elementos representativos com o elétron mais energético em sbnível s. O número da família é igual ao número de elétrons da camada de valência desses elementos b) Elementos das famílias 13 até 18: elementos representativos com o elétron mais energético em subnível p. Ao número de elétrons da camada de valência desses elementos adiciona-se o número 10

3 + 10 = 13família 13

Exemplo: 5B - 1s² 2s² 2p1

O elemento hélio constitui uma exceção também a essa proposta, pois ocupa a família 18 e possui 2 elétrons na camada de valência em um subnível s.

As famílias dos elementos representativos da tabela periódica possuem um nome próprio. Adotando a proposta da IUPAC para designá-los, teremos:

• família 1: metais alcalinos • família 2: metais alcalinos terrosos

• família 13: família do boro

• família 14: família do carbono

• família 15: família do nitrogênio

• família 16: calcogêneos ou chalcogênios (os que geram calor)

• família 17: halogênios (os que geram sais)

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