APOSTILA DE QUÍMICA – TABELA PERIÓDICAPRPFESSOR: Marcos Aurélio da Silva

TABELA PERIÓDICANa organização de uma coleção, é necessário estabelecer critérios que facilitem a localização de

cada peça. No caso de CDs podemos organizá-los de acordo com o gênero musical, de acordo com a nacionalidade etc.

A tabela periódica dos elementos é um arranjo que permite não só verificar as características dos elementos e suas repetições, mas também fazer previsões. Foi somente em 1869 que surgiu umatabela que atendia as necessidades dos químicos e que se tornou a base da tabela atual.

1ª TABELA PERIÓDICA - Em 1869, um professor de Química da Universidade de São Petersburgo (Rússia), Dimitri Ivanovich Mendeleev estava escrevendo um livro sobre os elementos conhecidos na época — cerca de 63.

No princípio MENDELEEV listou os elementos e suas propriedades em cartões individuais e tentou organizá-los de diferentes formas à procura de padrões de comportamento.

Ao trabalhar com suas fichas, ele percebeu que, organizando os elementos em função da massa de seus átomos (massa atômica), determinadas propriedades se repetiam diversas vezes.

Em 1913, o inglês Moseley (1887-1915) verificou que as propriedades de cada elemento eram determinadas pelo número de prótons, ou seja, pelo número atômico (Z).

LEI PERIÓDICA: AS PROPRIEDADES DOS ELEMENTOS SÃO FUNÇÕES PERIÓDICAS DE SEUS NÚMEROS ATÔMICOS (Z).

Com base nessa constatação, foi proposta a tabela periódica atual, na qual os elementos químicos: Estão dispostos em ordem crescente de número atômico (Z);

Originam os períodos na horizontal (em linhas); Originam as famílias ou os grupos na vertical (em colunas).

FAMÍLIAS OU GRUPOSA tabela atual é constituída por 18 famílias. Cada uma delas agrupa elementos com

propriedades químicas semelhantes, devido ao fato de apresentarem a mesma configuração eletrônica na camada de valência.

Exemplo: 3Li – 1S2 2S1

11Na – 1S2 2S2 2P6 3S1

Observe que tanto o lítio quanto o sódio apresentam apenas um elétron na última camada. No caso do lítio a última camada é a 2 (L) e para o sódio a última camada é a 3 (M). Ou seja, eles são da mesma família, mas pertence a períodos diferentes 2º e 3º para lítio e sódio respectivamente. Estes

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dois elementos apresentam propriedades químicas parecidas, pois ambos perdem um elétron na camada de valência e adquirem configuração eletrônica de gás nobre, com camadas eletrônicas completas. Portanto ambos são normalmente encontrados na forma de íon com carga +1. Analogamente, essas propriedades são repetidas para outras famílias. As equações abaixam mostram o lítio e o sódio perdendo o elétron da última camada para se tornar um cátion de carga +1.

Li = L+ + e-

Na = Na+ + e-

Existem, atualmente, duas maneiras de identificar as famílias ou grupos. A mais comum é indicar cada família por um algarismo romano, seguido de letras A e B, por exemplo, IA, IIA, VB. Essas letras A e B indicam a posição do elétron mais energético nos subníveis.

No final da década passada, a IUPAC propôs outra maneira: as famílias seriam indicadas por algarismos arábicos de 1 a 18, eliminando-se as letras A e B.

FAMÍLIAS A E ZERO Os elementos que constituem essas famílias são denominados elementos representativos, e

seus elétrons mais energéticos estão situados em subníveis s ou p. Nas famílias A, o número da família indica a quantidade de elétrons na camada de valência . Elas recebem ainda nomes característicos.EXEMPLOSi (Z = 14): 1s2 2s2 2p6 3s 2 3p 2 Família IV ASe ( Z = 34): qual família pertence o elemento selênio?

FAMÍLIAS B Os elementos dessas famílias são denominados genericamente elementos de transição. Uma

parte deles ocupa o bloco central da tabela periódica, de IIIB até IIB (10 colunas), e apresenta seu elétron mais energético em subníveis d.

Exemplo: Fe (Z = 26): 1s² 2s² 2p6 3s² 3p6 4s² 3d6 ; Família: VIIIB

ELEMENTOS DO BLOFO F

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A outra parte deles está deslocada do corpo central, constituindo as séries dos lantanídeos e dos actinídeos. Essas séries apresentam 14 colunas. O elétron mais energético está contido em subnível f (f1 a f14).

O esquema abaixo mostra o subnível ocupado pelo elétron mais energético dos elementos da tabela periódica.

PERÍODOS_ Na tabela atual existem sete períodos, e o número do período corresponde à quantidade de níveis (camadas) eletrônicos que os elementos químicos apresentam._ RESUMINDO!!! PERÍODO CORRESPONDE AO NÚMERO DE CAMADAS DO ÁTOMOExemplo:Sódio (Na) – Z = 111s² 2s² 2p6 3s¹Período: 3ºFamília: IA – Metais Alcalinos

CLASSIFICAÇÃO DOS ELEMENTOS METAIS AMETAIS OU NÃO-METAIS SEMI-METAIS GASES NOBRES

METAIS Apresentam brilho quando polidos; Sob temperatura ambiente, apresentam-se no estado sólido, a única exceção é o mercúrio, um

metal líquido; São bons condutores de calor e eletricidade; São resistentes maleáveis e dúcteis

AMETAIS OU NÃO-METAIS

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Existem nos estados sólidos (iodo, enxofre, fósforo, carbono) e gasoso (nitrogênio, oxigênio, flúor); a exceção é o bromo, um não-metal líquido;

não apresentam brilho, são exceções o iodo e o carbono sob a forma de diamante; não conduzem bem o calor a eletricidade, com exceção do carbono sob a forma de grafite.

SEMI METAISApresentam propriedades intermediárias entre os metais e ametais.

GASES NOBRESElementos químicos que dificilmente se combinam com outros elementos – hélio, neônio, argônio, criptônio, xenônio e radônio. Possuem a última camada eletrônica completa, ou seja, 8 elétrons. A única exceção é o hélio, que possui uma única camada, a camada K, que está completa com 2 elétrons.EXERCÍCIOS

I. Um elemento cujo átomo apresenta, no estado fundamental, 4s2 como subnível maisenergético, ocupa a seguinte posição na classificação periódica:

a) 6º período, família 2B.b) 5º período, família 2A.c) 4º período, família 1B.d) 4º período, família 2A.

II. O halogênio do 5.°período da tabela periódica tem número atômico igual a:a) 17; b) 27; c) 35; d) 45; e) 53.

III. Um átomo de um elemento químico A, pertencente à família dos calcogênios, está situado no 3° período e apresenta 17 nêutrons. Determine seu número atômico (Z) e seu número de massa (A).

PERIODICIDADE QUÍMICAPropriedades periódicas e aperiódicasAnalisando as propriedades físicas e químicas das substâncias simples e de seus Elementos,

verifica-se que estas podem estar relacionadas com a posição dos elementos na tabela periódica. A variação dessas propriedades em função do número atômico pode ser aperiódica ou periódica.

- PROPRIEDADES APERIÓDICASSão aquelas cujo valor aumenta ou diminui em função do número atômico. Colocado os valores

de uma propriedade aperiódica num gráfico, obtemos uma curva crescente ou decrescente. São Exemplos de propriedades aperiódicas: número de nêutrons (que aumenta com o Z), número de massa (que aumenta com o Z), massa atômica (que aumenta com o Z) e calor específico.

- PROPRIEDADES PERIÓDICASQuando você observa uma propriedade periódica pode verificar que a intervalos mais ou

menos regulares os valores da propriedade citada são semelhantes, à medida que o Z aumenta. Colocando os valores de uma propriedade periódica num gráfico, obtemos uma curva com máximos e mínimos. Verifica-se que elementos de um mesmo grupo ficam em posições correspondentes na curva. São exemplos de propriedades periódicas: raio atômico, densidade, ponto de fusão e ebulição, energia (potencial) de ionização, afinidade eletrônica, eletropositividade, eletronegatividade e volume atômico.

Variação das propriedades dos elementos em função da sua posição na tabela periódica

Raio AtômicoO raio atômico pode ser considerado como uma medida do tamanho do átomo.

Entretanto, tamanho do átomo é um conceito bastante vago. É difícil medir o raio de um átomo, pois a “nuvem de elétrons” que o circunda não tem limites bem definidos. Costuma-se então medir, com o auxílio de raios-X, a distância d entre dois núcleos vizinhos e dizer que o raio atômico r é a metade dessa distância.

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Em outras palavras, o raio atômico representa a distância do núcleo à camada de valência do átomo e a sua variação periódica é a seguinte: nas famílias, aumenta de cima para baixo; nos períodos, aumenta da direita para a esquerda.

Ânion: tem raio maior que seu átomo correspondente.Cátion: tem raio menor que seu átomo correspondente.

DensidadeA densidade indica a massa contida em uma unidade de volume, ou seja, densidade absoluta

(d) ou massa específica de um elemento é o quociente entre sua massa (m) e seu volume (v). No caso de sólidos e líquidos, costuma-se representá-la em g/cm3 ou g/mL.

A variação periódica da densidade é a seguinte: nos períodos, a densidade aumenta das extremidades para o centro; nas famílias, cresce com o número atômico . OBS: O elemento mais denso da tabela periódica é o Ósmio, seguido do Irídio e da Platina. Metais leves: d < 5 (metais alcalinos e alcalinos terrosos) Metais pesados: d > 5 (Os, Ir, Pt, Pb,.......)

Ponto de fusão e ebuliçãoAs temperaturas nas quais os elementos entram em fusão (temperatura em que uma

substância passa do estado sólido para o estado líquido) ou em ebulição (temperatura em que uma substância passa do estado líquido para o estado gasoso) são, também, funções periódicas de seus números atômicos.

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A variação periódica do ponto de fusão e ebulição é a seguinte: nos períodos, os PF e PE são máximos no centro, diminuindo em direção às extremidades; nas famílias, crescem com o número atômico. OBS: Constituem exceção a família dos metais alcalinos e alcalinos terrosos, que tem seus pontos de fusão e ebulição aumentados com a diminuição do número atômico.

Energia ou potencial de ionizaçãoChama-se potencial ou energia de ionização a energia necessária para “arrancar” um elétron de

um átomo isolado no estado gasoso. Essa energia é, em geral, expressa em elétron-volt (eV), que é a energia ou trabalho necessário para deslocar um elétron contra uma diferença de potencial de 1 volt.A variação periódica do potencial ou energia de ionização é a seguinte: nas famílias, o potencial de ionização aumenta de baixo para cima; nos períodos, da esquerda para a direita.

OBS: A energia de ionização aumenta a cada elétron removido de um átomo.

Eletronegatividade (caráter não-metálico)É a capacidade que um átomo apresenta em atrair elétrons. A variação periódica da

eletronegatividade é a seguinte: nas famílias, a eletronegatividade aumenta de baixo para cima; nos períodos, da esquerda para a direita. OBS: Os gases nobres não entram na regra de eletronegatividade.

Eletropositividade (caráter metálico) É a capacidade que um átomo apresenta de perder elétrons. A variação periódica da

eletropositividade é a seguinte: nas famílias, a eletropositividade aumenta de cima para baixo; nos períodos, da direita para a esquerda. OBS: Eletropositividade ou carátermetálico é a propriedade oposta à eletronegatividade. Os gases nobres também não entram na regra de eletropositividade.

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Volume atômicoÉ o volume ocupado por 1 mol do elemento (6,02.1023 átomos) em determinadas condições de

pressão e temperatura. A variação periódica do volume atômico é a seguinte: nos períodos, o volume atômico aumenta do centro para as extremidades; nas famílias, cresce de acordo com o número atômico.

Afinidade eletrônica ou eletroafinidadeSe para afastar um elétron de um átomo é necessário fornecelher-lhe energia, para adicionar

um elétron a um átomo neutro é necessário retirar-lhe energia. Quando se adiciona um elétron a um átomo neutro, isolado (individualizado), no estado gasoso e no mais baixo estado energético (estado fundamental), ocorre liberação de uma certa quantidade de energia. A essa energia dá-se o nome de Afinidade Eletrônica.

Em outras palavras, chama-se eletroafinidade ou afinidade eletrônica a energia liberada quando um elétron é adicionado a um átomo neutro no estado gasoso. Essa energia é também expressa, em geral, em elétron-volt (eV) e mede a intensidade com que o átomo “segura” esse elétron adicional.

A variação periódica da afinidade eletrônica se explica pela distância entre o elétron e o núcleo: quanto menor o raio, mais energia deverá perder. Portanto, a afinidade eletrônica tem uma variação paralela, mas inversa ao raio: menor raio, maior afinidade eletrônica e vice-versa. Desta forma, podemos dizer que a variação periódica da afinidade eletrônica é a seguinte: nas famílias, a eletroafinidade aumenta, em valor absoluto, de baixo para cima; nos períodos, da esquerda para a direita. OBS: Variação idêntica à eletronegatividade.

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