Lei Periódica

A Tabela Periódica teve como base as propriedades observadas experimentalmente nos elementos. Elementos diferentes têm, em geral, propriedades também diferentes.

Há, no entanto, grupos de elementos que apresentam propriedades muito semelhantes; o grupo dos metais alcalinos a que pertence o sódio e o potássio, o grupo dos halogênios de que faz parte o cloro, o bromo e o iodo, etc., etc., os elementos de um mesmo destes grupos têm não só propriedades físicas muito semelhantes como comportamento químico análogo. As propriedades físicas e químicas as dos elementos mostraram ser função periódica do número atômico.

Na Tabela Periódica, os elementos encontram-se ordenados por ordem crescente dos seus números atômicos; a distribuição dos elementos na tabela faz-se ao longo de linhas horizontais, paralelas umas às outras, e de tal modo que os elementos com propriedades semelhantes ficam numa mesma coluna vertical: os metais alcalinos, lítio, sódio, potássio, rubídio, césio e frâncio, aos quais correspondem os valores mínimos das energias de ionização, formam a primeira coluna da Tabela Periódica; os elementos hélio, neônio, argônio, criptônio, xenônio e radônio, aos quais correspondem as energias de ionização máximas e apresentam, em comum, a mesma inércia química, constituem a última coluna da Tabela.

Os elementos de uma mesma coluna da Tabela Periódica, dizem-se congêneres ou da mesma família e formam um grupo da tabela. As propriedades físicas e o comportamento químico dos elementos de um dado grupo são análogos: o que se conhecer acerca das propriedades físicas e químicas de um deles facilitará o estudo de todos os outros.

Ao longo de uma linha horizontal da Tabela Periódica, a variação das propriedades dos elementos processa-se de uma maneira regular. Os elementos que se encontram numa mesma linha horizontal constituem um período.

Na Tabela Periódica, os grupos I e II incluem os elementos de todos os períodos que se situam, respectivamente, na primeira e segunda colunas, a contar da esquerda; os grupos III, IV, V, VII, e VIII incluem os elementos de todos os períodos que formam as seis colunas da Tabela que se situam na sua parte direita.

Os elementos que ocupam a parte central do Quadro Periódico, pertencentes aos períodos largos, designam-se por elementos de transição e têm propriedades diferentes dos elementos representativos.

GRUPO I DA TABELA PERIÓDICA: OS METAIS ALCALINOS

O grupo I da Tabela Periódica é constituído por seis elementos muito semelhantes nas suas propriedades físicas e no seu comportamento químico: o lítio, o sódio, o potássio, o rubídio, o césio e o frâncio. O sódio e o potássio aparecem com abundância na natureza; o lítio, o rubídio e o césio são mais raros; o frâncio só se encontra em vestígios e todos os isótopos que se conhecem são instáveis (radioativo).

1 - Propriedades físicas.

Todos os elementos deste grupo são sólidos à temperatura ambiente, são pouco duros, excelentes condutores do calor e da eletricidade.

2 - Propriedades químicas.

Os metais alcalinos não se encontram livres na natureza devido à sua extrema reatividade. Expostos ao ar oxidam-se rapidamente; por essa razão, só as superfícies recém-formadas apresentam brilho metálico. Têm que se guardar ao abrigo do ar, em petróleo ou tolueno, por exemplo, ou numa atmosfera inerte.

O comportamento químico dos elementos do grupo I é muito homogêneo. Todos eles apresentam uma primeira energia de ionização extremamente pequena, o que indica, por parte do núcleo, uma atração fraca, sobre o elétron de valência.

GRUPO II DA TABELA PERIÓDICA: OS METAIS ALCALINO-TERROSOS

O grupo II da Tabela Periódica comporta seis elementos, o berílio, o magnésio, o cálcio, o estrôncio, o bário e o rádio, muito semelhantes entre si, como acontecia com os metais alcalinos, mas em que a gradação das propriedades é muito mais acentuada, ao longo do grupo. No elemento de maior número atômico, o rádio, tal como acontecia, ainda, no grupo I, com o frâncio, todos os isótopos são instáveis (radioativos).

1 - Propriedades físicas

Todos os elementos deste grupo apresentam caráter metálico acentuado, embora menos que os do grupo I; designam-se por metais alcalino-terrosos. São moles, mas menos que os elementos do grupo I; a dureza, como nos metais alcalinos, decresce ao longo do grupo, à medida que o número atômico cresce. São sólidos à temperatura ambiente, bons condutores do calor e da eletricidade.

2 - Propriedades químicas

Os metais alcalino-terrosos, tal como os metais alcalinos, não se encontram livres na natureza. A causa disso está na grande reatividade que apresentam, inferior, contudo, à dos elementos do grupo I; reagem com numerosas substâncias, principalmente com os elementos não metálicos da parte direita da Tabela Periódica, e reagem, também, com a água; estas reações diferem, das dos metais alcalinos, no vigor com que se processam. A família dos metais alcalino-terrosos é uma família de comportamento químico homogêneo.

GRUPO VII DA TABELA PERIÓDICA: OS HALOGÊNIOS

Este grupo inclui cinco elementos, o flúor, o cloro, o bromo, o iodo e o ástato, dos quais os mais abundantes são o flúor e o cloro. O ástato não aparece na natureza e todos os isótopos que se conhecem são instáveis (radioativos).

Os elementos do grupo VII da Tabela Periódica são designados por halogênios, nome que significa geradores de sais; estes elementos são dotados de grande reatividade química e reagem com quase todos os elementos formando haletos. Os haletos dos elementos metálicos são iônicos; é a partir destes sais que normalmente se obtêm os halogênios, pois não existem livres na Natureza.

1 - Propriedades físicas

No estado elementar os halogênios existem sob a forma de moléculas diatômicas que apresentam grande estabilidade; sob este aspecto, são semelhantes aos átomos dos gases inertes e aos íons dos metais alcalinos e alcalino-terrosos.

O estado físico dos halogênios varia gradualmente ao longo do grupo: o primeiro elemento, o flúor, é um gás à temperatura ambiente e é difícil de liquefazer; o segundo elemento, o cloro, é ainda gasoso à temperatura ambiente mas é substancialmente mais fácil de liquefazer; o terceiro elemento, o bromo, é líquido e o quarto, o iodo, é sólido. Todos estes elementos são muito tóxicos produzindo queimaduras difíceis de curar.

2 - Propriedades químicas

Os halogênios são muito reativos; o seu comportamento químico está de acordo com as energias de ionização e afinidades eletrônicas elevadas que os átomos apresentam. Devido à sua grande reatividade, estes elementos não se encontram livres na Natureza. Formam compostos binários praticamente com quase todos os elementos e a reação processa-se, muitas vezes, de maneira espontânea, à temperatura ambiente.

O HIDROGÊNIO, UM ELEMENTO SINGULAR NA TABELA PERIÓDICA

O hidrogênio, o primeiro elemento do Quadro Periódico, apresenta uma configuração eletrônica muito especial. Por ter um único elétron na camada de valência, ela assemelha-se à configuração eletrônica dos metais alcalinos; por lhe faltar apenas um elétron para preencher completamente a camada de valência, a configuração eletrônica do hidrogênio assemelha-se à de um halogênio.

A química do hidrogênio mostra que ele se assemelha, aos metais alcalinos e não aos halogênios. É por esta razão que o hidrogênio se coloca, na Tabela Periódica, no grupo I. Na realidade, ele constitui, em si só, uma família distinta e não se enquadra, verdadeiramente, em nenhum grupo da Tabela Periódica.

GRUPO VIII DA TABELA PERIÓDICA: OS GASES INERTES

Os gases inertes, o hélio, o néon, o argônio, o criptônio, o xenônio e o radônio, constituem o grupo VIII da Tabela Periódica. Existem na atmosfera, como gases não combinados; as suas moléculas, no estado elementar, são monoatômicas, isto é, os átomos encontram-se isolados, sem se ligarem uns aos outros.
 
Tal como acontece nos grupos I, II e VII, também, neste grupo, o elemento de maior número atômico, o radônio, é instável (radioativo). Todos os compostos formados à custa de um gás nobre mostram pequena estabilidade; é, contudo suficiente para se poderem estudar as suas propriedades. Por decomposição, estes compostos põem em liberdade o gás inerte.

ELEMENTOS DO TERCEIRO PERÍODO

Os elementos que constituem um dado grupo na Tabela Periódica apresentam entre si propriedades semelhantes; faz-se, contudo, sentir certa gradação nessas propriedades, à medida que o número atômico varia.
 
Essa gradação não é igualmente acentuada em todos os grupos: no grupo I quase se não faz sentir, como tivemos ocasião de observar; nota-se nitidamente no grupo II e é flagrante no grupo VII. Ao longo de um período, os elementos apresentam grandes diferenças entre si: os elementos da parte esquerda, elementos metálicos, são substancialmente diferentes dos elementos da parte direita, os não metais. A variação nas propriedades, desde uns até aos outros, vai-se fazendo, gradualmente, ao longo de um período.