Tabela Periódica - fq.pt · Neste livro é incluída uma lista de elementos químicos conhecidos (e também luze calor). Antoine Laurent de Lavoisier (1743-1794). Tabela Periódica

Tabela Periódica

Miguel Neta, novembro de 2018

Tabela Periódica

Alguns elementos químicos são conhecidos desde há milénios porque são extraídos da natureza em estado isolado.

Os gregos imaginaram que todos os materiais eram constituídos por combinação de outros mais simples: terra, água, fogo e ar – designados pelos quatro elementos.

[Imagem: l-aquoiboniste.blogspot.com]

Água

Terra

Fogo

Ar

Quente

HúmidoFrio

Húmido

Em 1649 Henning Brand descobriu o fósforo.

À medida que foram sendo conhecidos/identificados/isolados elementos químicos…

… necessidade de os organizar.

Tabela Periódica

Em 1789 Lavoisier escreve aquele que é considerado o primeiro livro moderno de química:

Traité Élémentaire de Chimie

Neste livro é incluída uma lista de elementos químicos conhecidos (e também luz e calor).

Antoine Laurent de Lavoisier(1743-1794).

Tabela Periódica

http://www.fq.pt/biografias/lavoisier

Dalton (1766-1844) foi o primeiro a usar um símbolo para cada tipo de átomo.

John Dalton (1766-1844).

Tabela Periódica

http://www.fq.pt/biografias/dalton

Lei das Tríades

Johann Döbereiner (em 1828) conseguiu agrupar alguns dos elementos já conhecidos em grupos de três.

[Imagem: www.meta-synthesis.com]

Johann Wolfgang Döbereiner(1782-1849).

Tabela Periódica

http://www.fq.pt/biografias/doebereiner

Alexandre Chancourtois (em 1863) reparou na repetição de propriedades na lista ordenada dos elementos, por massa atómica.

[Imagem: wikipedia.org]

Alexandre-Émile Béguyer de Chancourtois (1820-1886).

Tabela Periódica

[Imagem: http://dataphys.org]

http://www.fq.pt/biografias/chancourtois

Lei das oitavas

John Newlands propõs em 1865 a Lei das Oitavas com grupos de oito elementos.

O primeiro elemento apresenta semelhanças com o oitavo…

O segundo com o nono…

O trabalho foi, na altura, ridicularizado!

[Imagem: www.timetoast.com][Imagem: wikipedia.org]

John Alexander Reina Newlands(1837-1898).

Tabela Periódica

http://www.fq.pt/biografias/newlands

Mendeleiev publicou (em 1869) uma tabela com uma organização dos elementos.

…deixou alguns lugares vazios!

[Imagem: www.aip.org]

Dmitri Ivanovitch Mendeleiev(1834-1907).

Tabela Periódica

http://www.fq.pt/biografias/mendeleiev

Mendeleiev publicou (em 1869) uma tabela com uma organização dos elementos.

Essa tabela que deu origem à atual Tabela Periódica dos elementos.

[Imagem: spq.pt, adaptada]

Tabela Periódica

[Imagem: www.aip.org]

Dmitri Ivanovitch Mendeleiev(1834-1907).

http://www.fq.pt/biografias/mendeleiev

Mendeleiev previu a descoberta de novos elementos químicos.

Em 1913 Moseley relacionou a carga nuclear com o número atómico e com a ordenação dos elementos na tabela periódica.

A Tabela Periódica passou a estar ordenada em função do número atómico.

O modelo atómico de Bohr (de 1913), e a consequente distribuição eletrónica, explica a posição dos elementos na Tabela Periódica e as propriedades destes.

Tabela Periódica

Simbologia química

Cada elemento químico tem um símbolo que o distingue dos restantes.

Esse símbolo pode ter uma, duas ou três letras (F, Ca, Uuq).

A primeira letra é sempre maiúscula, e as seguintes, se as houver, são sempre minúsculas (F, Ca, Uuq).

O símbolo lê-se letra a letra.

Tabela Periódica

Tabela Periódica

Os elementos estão ordenados pelo seu número atómico (𝑍).

A Tabela está dividida em:

Grupos

colunas verticais, organizadas de 1 a 18

Períodos

linhas horizontais, do 1º ao 7º

Tabela Periódica

Tabela Periódica

Elementos Metálicos

Elementos Não metálicos

Tabela Periódica

Tabela Periódica

Elementos Representativos

Elementos De transição

Tabela Periódica

Tabela Periódica

Em função das orbitais (𝒔, 𝒑, 𝒅 ou 𝒇) a ser preenchidas, divide-se a Tabela Periódica em blocos:

Bloco s

Bloco p

Bloco d

Bloco f

Tabela Periódica

Grupos

São numerados de 1 a 18.

Elementos do mesmo grupo ⇒ Mesmo nº de eletrões de valência (embora em níveis de energia superiores).

Os elementos do mesmo grupo têm propriedades químicas semelhantes.

O tamanho dos átomos aumenta ao longo do grupo (de cima para baixo).

Tabela Periódica

Grupos

Grupo 1 – Metais alcalinos

Grupo 2 – Metais alcalino-terrosos

Grupo 17 – Halogéneos

Grupo 18 – Gases nobres (ou gases raros)

Tabela Periódica

Períodos

Existem 7 períodos, numerados

do 1ºao 7º

Cada período corresponde ao nível de energia(𝑛) que está a ser preenchido com eletrões.

As famílias Lantanídeos e Actinídeos estão separados dos restantes.

O tamanho dos átomos diminui ao longo do período.

Tabela Periódica

Propriedades das substâncias

Metais

Substâncias elementares: Na, Al, K, Ca

Tabela Periódica


Metais

Propriedades físicas:

Densos, maleáveis e dúcteis;

Sólidos (exceção do Mercúrio, Hg);

Normalmente com aspeto cinzento, com brilho;

Bons condutores elétricos e térmicos;

Pontos de fusão e de ebulição elevados.

Tabela Periódica


Metais

Propriedades químicas:

Quase todos muito reativos (porque têm poucos eletrões de valência);

Tendência para formar catiões.

Tabela Periódica


Não-metais

Uns aparecem sob a forma atómica: C

e outros sob a forma molecular: S8, O2

Tabela Periódica


Não-metais

Propriedades físicas:

Diversos estados físicos;

Densidades variadas;

Os que se apresentam na forma sólida são quebradiços;

Maus condutores elétricos (exceção da grafite);

Maus condutores térmicos;

Pontos de fusão e de ebulição baixos.

Tabela Periódica


Não-metais

Propriedades químicas:

Tendência para formar aniões;

Normalmente pouco reativos,exceto O e Cl.

Tabela Periódica


Metais alcalinos(1º grupo) // Hidrogénio

Tem 1 eletrão de valência.

Formam facilmente um catião monopositivo.

A reatividade aumenta ao longo do grupo.

Tabela Periódica


Metais alcalinos(1º grupo) // Hidrogénio

Reagem:

Com água, originando hidróxidos:

2 Li (s) + 2 H2O (l) → 2 LiOH (aq) + H2 (g)

Com oxigénio, formando óxidos:

4 Na (s) + O2 (g) → 2 Na2O (s)

Tabela Periódica


Metais alcalino-terrosos(2º grupo)

Menos reativos do que os alcalinos.

A reatividade aumenta ao longo do grupo.

Formam facilmente catiões dipositivos.

Tabela Periódica


Metais alcalino-terrosos(2º grupo)

Reagem:

Com água, formando hidróxidos:

Mg (s) + 2 H2O (l) → Mg(OH)2 (s) + H2 (g)

Com o oxigénio, originando óxidos:

2 Mg (s) + O2 (g) → 2 MgO (s)

Tabela Periódica


Halogéneos (ou haletos)(17º grupo)

A reatividade diminui ao longo do grupo.

Formam facilmente aniões mononegativos.

Tabela Periódica


Halogéneos (ou haletos)(17º grupo)

Reagem com metais formam halogenetos metálicos:

2 Na (s) + Cl2 (g) → 2 NaCl (s)

Mg (s) + Cl2 (g) → MgCl2 (s)

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Gases nobres (ou raros)

Substâncias elementares.

O último nível energético também está completamente preenchido:

São muito estáveis;

Não são reativos (são inertes).

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Variação do raio atómico

Os raios atómicos são obtidos a partir de aproximações de valores experimentais.

São expressos em picómetro (1 pm = 10-12 m) ou em angstrom (1 Å = 10-10 m).

[Imagem: www.avon-chemistry.com]

Tabela Periódica


O raio atómico aumenta ao longo do grupo.

Aumento do número quântico principal (𝑛)⇓

Eletrões de valência num nível energético superior⇓

Mais afastados do núcleo⇓

Raio atómico maior

Tabela Periódica


O raio atómico diminui ao longo do período.

Há dois efeitos:

Aumento do número de eletrões(maior nuvem eletrónica);

Maior carga nuclear(menor nuvem eletrónica).

O segundo efeito é mais importante!

Tabela Periódica


Aumenta ao longo do grupo.

Diminui ao longo do período.

Número atómico (𝑍)

Raio

ató

mic

o (

pm

)

[Imagem: www.angelo.edu]

Tabela Periódica

grupo 1

Grupo 18





Raio

ató

mic

o (

pm

)

[Imagem: www.angelo.edu]

Tabela Periódica

2º período

4º período

[Imagem: www.crystalmaker.com]

Tabela Periódica




Variação do raio iónico

Catiões

O raio iónico é menor do que o raio do respetivo átomo porque há perda de eletrões (a nuvem eletrónica fica mais pequena).

tamanho X > tamanho X+

mais eletrões menos eletrões

[Imagem: www.mikeblaber.org]

Tabela Periódica

Li (1,23 Å)

Na (1,57 Å)

K (2,02 Å)

Rb (2,16 Å)

Cs (2,35 Å)

Li+ (0,68 Å)

Na+ (0,98 Å)

K+ (1,33 Å)

Rb+ (1,48 Å)

Cs+ (1,67 Å)


Aniões

O raio iónico é maior do que o do respetivo átomo porque há ganho de eletrões (a nuvem eletrónica fica maior).

tamanho Y < tamanho Y-

menos eletrões mais eletrões

[Imagem: www.mikeblaber.org]

Tabela Periódica

F (0,64 Å)

Cl (0,99 Å)

Br (1,14 Å)

I (1,33 Å)

F- (1,33 Å)

Cl- (1,81 Å)

Br- (1,96 Å)

I- (2,19 Å)


Partículas isoeletrónicas

No caso de partículas isoelectrónicas (mesmo número de eletrões) a que tiver maior carga nuclear é a que terá menor tamanho.

Tabela Periódica

19K+

19 protões18 eletrões

Maior carga nuclear (+19)⇓

Maior atração núcleo-eletrões⇓

Menor nuvem eletrónica⇓

Menor tamanho

17Cl-

17 protões18 eletrões

Menor carga nuclear (+17)⇓

Menor atração núcleo-eletrões⇓

Maior nuvem eletrónica⇓

Maior tamanho

Variação da energia de ionização

A energia de ionização é a energia necessária para ionizar um átomo.

A 1ª energia de ionização corresponde à energia necessária para retirar o primeiro eletrão do átomo X.

A 2ª energia de ionização corresponde à energia necessária para retirar o segundo eletrão ao ião X+.

...

Tabela Periódica


Ao longo do grupo

O nível de energia de valência (𝑛) aumenta ao longo do grupo

⇓Os eletrões de valência estão mais afastados do

núcleo (com maior energia)⇓

É mais fácil remover os eletrões⇓

A energia de ionização diminui ao longo do grupo!

Tabela Periódica


Ao longo do período

O raio atómico diminui ao longo do período⇓

Os eletrões sofrem uma maior atração pelo núcleo⇓

É mais difícil remover os eletrões⇓

A energia de ionização aumenta ao longo do período!

Tabela Periódica


Diminui ao longo do grupo.

Aumenta ao longo do período.


1ª E

nerg

ia d

e ioniz

açã

o (

eV)

[Imagem: www.britannica.com]

Tabela Periódica

grupo 18


Diminui ao longo do grupo.

Aumenta ao longo do período.


1ª E

nerg

ia d

e ioniz

açã

o (

eV)

[Imagem: www.britannica.com]

Tabela Periódica

3º período

Bibliografia

▪ J. Paiva, A. J. Ferreira, C. Fiolhais, “Novo 10Q”, Texto Editores, Lisboa, 2015.

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