Se você está estudando química para passar no vestibular ou Enem, ou simplesmente está estudando no Ensino Médio, vai precisar entender a Tabela Periódica. Não adianta tentar fugir, nem adiar. Mas não se preocupe, quando ela deixa de ser apenas um conjunto de quadradinhos complicado, e você domina a organização dos elementos, a tabela periódica se torna sua maior aliada.
Não acredite em mitos e medos populares. Você não precisa decorar a tabela periódica, nem saber exatamente qual é o nome e localização de cada elemento – muito menos a divisão eletrônica de cada um! Algumas dessas coisas podem acontecer naturalmente depois de um tempo, mas o foco é entender como a tabela periódica funciona, como os grupos de elementos se dividem, e quais informações você pode encontrar nela.
Depois de algum estudo, certamente você irá se apaixonar pela tabela periódica, e querer levá-la para todas as provas que for fazer. Mas, infelizmente, você não pode levar sua própria tabela para a realização de vestibulares e do Enem. Porém, as provas costumam contar com um exemplar dela impresso nas próprias páginas do vestibular, para auxiliar nas questões de química. Então, está pronto para aprender tudo sobre a tabela periódica? Fique até o final do texto e entenda como ela funciona.
História da Tabela Periódica
A Tabela Periódica como conhecemos hoje foi organizada por Henry Mosley, que melhorou o modelo do químico Mendeleev. No entanto, eles não foram os primeiros a tentar organizar os elementos químicos. Tudo começou, na verdade, na Grécia Antiga, quando se pensava que os únicos elementos que existiam – e que formavam tudo – eram o fogo, a água, o ar e a terra. Aristóteles classificou, então, esses elementos como quente, úmido, frio e seco.
Por volta de mil anos depois, Antoine Lavoisier descobriu que a água tinha outros elementos menores que a compunham, o hidrogênio e o oxigênio. A partir dessa descoberta, se tornou possível investigar o que compunham os outros materiais, e chegou-se ao número de 33 elementos. Depois, em 1789, Lavoisier categorizou os elementos que havia descoberto em metais, não-metais, simples e terrosos.
No século XIX, Julius Meyer conseguiu entender algumas características dos átomos de acordo com suas massas atômicas.
Esses químicos foram seguidos por Mendeleev, que fez a melhor organização da tabela periódica, que ainda é mantida até os dias atuais. Falaremos mais dele adiante. O trabalho desse químico foi melhorado por Henry Moseley, que descobriu o número atômico dos elementos.
Algumas outras colaborações para a tabela periódica foram dadas por William Ramsay, que descobriu a existência dos gases nobres, e por Glenn Seaborg, que descobriu os elementos transurânicos.
Tríades de Döbereiner
A história da tabela periódica passa pelo trabalho do químico Johann Dobereiner. Já no início do século XIX, Dobereiner organizou os 33 elementos até então descobertos de acordo com suas massas atômicas.
Os elementos foram organizados em grupos de três, e cada trio possuía características semelhantes. Nesse modelo, a massa atômica do elemento que estava no meio representava a média dos outros dois.
Porém, essa organização não foi levada adiante, porque, na época, as semelhanças entre os elementos foram vistas como meras coincidências.
Parafuso Telúrico de Chancourtois
Contemporâneo a Döbereiner e Meyer, o geólogo e mineralista francês Alexandre Emile B. Chancourtois fez uma organização dos elementos químicos pautada pela massa atômica, chamada parafuso telúrico. Ele distribuía os elementos numa faixa espiral dentro de um cilindro (modelo de um parafuso), e percebeu que os elementos posicionados na mesma linha vertical eram parecidos.
Lei das Oitavas de Newlands
Já em 1885, o químico e músico inglês John Newlands fez um modelo de organização em que distribuía os elementos em colunas verticais, em decorrência da massa atômica. No final das contas, cada coluna possuía 8 elementos, e por isso, essa regra foi chamada de Lei das Oitavas.
Mendeleev
A Tabela Periódica mais completa foi criada pelo russo Dimitri Ivanovich Mendeleev, no século XIX, em 1869. Mendeleev era professor de Química na Universidade de São Petersburgo, e conseguiu organizar os 63 elementos conhecidos até então de maneira crescente em relação à massa. Assim, ele foi o primeiro a periodicizar os elementos, e encontrar padrões neles.
Mendeleev organizou 63 elementos em famílias, representadas pelas colunas, que agrupavam os elementos com propriedades químicas semelhantes. Além disso, ele também separou os períodos, que são representados pelas linhas horizontais.
Em 1917, Henry Moseley também descobriu o número atômico dos elementos, que os representaria a partir de então. Ele corrigiu a tabela periódica criada por Mendeleev, e chegou a algo mais próximo do que temos agora. E foi assim que a tabela periódica, o mais parecida com o que conhecemos hoje, foi criada.
Organização da Tabela Periódica
Finalmente, depois de todos esses anos de história, temos o modelo de tabela periódica que conhecemos hoje. Ele já é usado há 115 anos, e considera, principalmente, o número atômico dos elementos, número de massa e distribuição eletrônica.
Ordem crescente de número atômico
A versão atual da tabela periódica possui 118 elementos, organizados em ordem crescente de número atômico (e não de massa). Por isso, o primeiro elemento da tabela periódica é o Hidrogênio (H), que só possui 1 próton em seu núcleo, ou seja, seu número atômico é 1.
Períodos
A tabela periódica é organizada por linhas e colunas. As linhas representam os períodos, que possuem o mesmo número de camadas eletrônicas. São 7 períodos, no todo, porque os átomos podem possuir 7 camadas eletrônicas. A primeira linha, por exemplo, representa os átomos que só possuem uma camada eletrônica, o Hidrogênio (H) e o Hélio (He). Confira, abaixo, os nomes das camadas eletrônicas, e quantos átomos existem nelas, na tabela periódica:
Período
Nome da camada
Quantidade de elementos
1º período
K
2
2º período:
L
8
3º período:
M
8
4º período:
N
18
5º período:
O
18
6º período:
P
32
7º período:
Q
32
Grupos
Além disso, a tabela periódica é organizada por colunas, que podem ser chamadas de famílias ou grupos. Entre os átomos de mesmo grupo, todos têm o mesmo número de elétrons na última camada eletrônica, também chamada de camada de valência. Por consequência disso, esses átomos têm características físicas e químicas parecidas. São 10 famílias no total:
Grupo
Elementos
Observações
1
lítio, sódio, potássio, rubídio, césio e frâncio
Metais Alcalinos
2
berílio, magnésio, cálcio, estrôncio, bário e rádio
Metais Alcalinoterrosos
3
escândio, ítrio + série de lantanídeos e actinídeos.
–
4
titânio, zircônio, háfnio e rutherfórdio.
–
5
vanádio, nióbio, tântalo e dúbnio.
–
6
cromo, molibdênio, tungstênio e seabórgio.
–
7
manganês, tecnécio, rênio e bóhrio.
–
8
ferro, rutênio, ósmio, hássio.
–
9
cobalto, ródio, irídio e meitnério.
–
10
níquel, paládio e platina
–
11
cobre, prata, ouro e roentgênio.
–
12
zinco, cádmio, mercúrio e copernício.
–
13
boro, alumínio, gálio, índio, tálio e nihônio.
–
14
carbono, silício, germânio, estanho, chumbo e fleróvio.
–
15
nitrogênio, fósforo, arsênio, antimônio, bismuto e moscóvio.
–
16
oxigênio, enxofre, selênio, telúrio, polônio e livermório.
Halogênios
17
flúor, cloro, bromo, iodo, astato e tenessino.
Calcogênios
18
hélio, neônio, argônio, criptônio, xenônio, radônio e oganésson.
Gases Nobres
Classificação dos Elementos
Os elementos da tabela periódica são organizados segundo suas propriedades físicas e químicas. Eles formam quatro grupos (metais, não metais, metais de transição interna e externa, e gases nobres) em que o Hidrogênio não se encaixa, de forma que ele forma algo como um quinto grupo.
Elementos de Transição Interna e Externa
São os elementos que ficam no meio da tabela periódica, na parte mais visível. Os elétrons mais energéticos dos elementos de transição ficam nos subníveis D ou F, de forma incompleta. Eles são divididos em elementos de transição interna e externa.
Metais
Os metais são a maior parte dos elementos da tabela periódica, sendo dois terços do total. Quando eles fazem ligações atômicas, se tornam cátions, ou seja, doam elétrons para outros elementos numa ligação iônica, ficando positivamente carregados. Eles geralmente se encontram em estado sólido, têm muito brilho, conduzem bem a eletricidade e o calor, além de serem maleáveis para formar lâminas e fios. Alguns exemplos são: ouro, ferro, cobre, prata, alumínio, etc.
Série dos Lantanídeos
Eles estão localizados na primeira linha do grupo separado da tabela periódica, que fica mais abaixo. São também chamados de elementos de transição interna. Ambos, lantanídeos e actinídeos são sólidos na natureza e metais. Os lantanídeos são, com exceção do promécio, naturais. Acompanhe os elementos lantanídeos:
Os actinídeos ficam na segunda linha da parte separada da tabela, e, com exceção dos Actínio, Tório, Protactínio e Urânio, todos são artificiais. Além disso, todos os actinídeos são radioativos. Acompanhe:
Como falamos, os elementos são parecidos de acordo com seu número atômico. Essas semelhanças, mais adiante na história, passaram a se chamar propriedades periódicas. As principais delas são: (propriedades químicas) raio atômico, e eletronegatividade ou positividade, a afinidade eletrônica, energia de ionização, (propriedades físicas) ponto de ebulição e fusão e densidade.
O raio atômico é a metade da distância entre os núcleos de dois átomos iguais posicionados lado a lado. Ou, em outras palavras, é a distância entre o núcleo de um átomo e sua última camada eletrônica. Essa distância pode ser medida com a fórmula:
r=d/2
r= raio
d= distância internuclear
Em uma mesma família atômica, o raio dos átomos vai aumentando proporcionalmente conforme a cada casa mais abaixo. O mesmo ocorre nos períodos, porque neles o número de camadas é o mesmo, mas aumenta o número de átomos na mesma camada. E o contrário acontece com as famílias.
Eletronegatividade e Eletropositividade
Em uma ligação entre átomos, é formada uma eletronegatividade ou eletropositividade quando uma carga negativa (elétron) é ganhada ou perdida.
Quando um átomo ganha um elétron, ele se torna negativo, ou eletronegativo, sendo chamado de ânion em ligações iônicas. Quanto mais à direita da tabela periódica, e quanto mais acima maior a probabilidade de o átomo se tornar eletronegativo.
Já a eletropositividade acontece quando um átomo perde um elétron em uma ligação iônica (ânion), ou compartilha os seus elétrons numa ligação covalente, perdendo carga. Assim, ele se torna positivo eletronicamente.
Afinidade Eletrônica
A afinidade eletrônica diz respeito à energia necessária para um átomo ganhar um elétron de outro, e se aproximar à estabilidade dos gases nobres. Os elementos que têm maior afinidade atômica são os que gastam menos energia. Essa afinidade aumenta à direita e acima da tabela periódica.
Energia de Ionização
O contrário da afinidade eletrônica, esse valor é referente à energia necessária para um átomo perder um elétron em estado natural. Da mesma forma, essa energia aumenta da esquerda para a direita e de baixo para cima.
Ponto de Ebulição e Fusão
Propriedade física dos átomos, o ponto de ebulição é a temperatura necessária para um átomo se tornar gasoso, e o ponto de fusão, para que ele se torne líquido. Ambos os pontos aumentam das extremidades para o centro da tabela. Na parte esquerda, esses valores também se movimentam de baixo para cima. Na parte direita, de cima para baixo.
Densidade
A densidade é a grandeza que relaciona a massa dos átomos com seu volume. A fórmula que representa esse valor é:
d=m/v
Na tabela, as densidades aumentam de baixo para cima e das extremidades para o centro.
Curiosidades da Tabela Periódica
O elemento Tecnécio foi o primeiro a ser sintetizado pelo homem;
O desenho da tabela periódica foi inspirado no jogo paciência;
A versão atual da tabela periódica é infinita, e está pronta para receber novos elementos;
O elemento plutônio é o mais perigoso da tabela periódica.
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