Tom da Química: Tabela Periódica Moderna

Aula 1

1. Introdução Histórica

2. Classificação Periódica Moderna

Em 1914, o inglês Henry Gwin-Jeffreys Moseley faz algumas correções na tabela proposta por Mendeleyev, pois, através da análise de espectros de raio-x de diferentes metais, demonstra que a ordenação dos elementos na Tabela Periódica deveria ser em função do número atômico e não da massa atômica dos elementos.

A partir desse momento, é estabelecido um novo enunciado da Lei da Periodicidade ( Lei da Periodicidade de Moseley):

“Muitas propriedades físicas e químicas dos elementos variam periodicamente em função de seus números atômicos.”

Tabela Periódica atual é constituída por:

1º. Sete Períodos (horizontais)

Observações:

No 6º período, na 3ª “casinha”, existem 15 elementos que constituem a série dos lantanídeos ou terras raras.

No 7º período, na 3ª “casinha”, existem 15 elementos que constituem a série dos actinídeos.

2º. Dezoito Colunas ou Grupos (verticais)

A partir de 1985, a União Internacional de Química Pura e Aplicada (I.U.P.A.C.), passou a nomear as colunas da tabela periódica por grupos e numerando-os de 1 a 18.

3º. Classificação dos Elementos Químicos

a) Grupo A - Elementos Representativos: o último elétron encontra-se no subnível “s” ou “p”.

Esses elementos são chamados típicos, representativos ou característicos da Tabela Periódica e apresentam grande semelhança nas propriedades químicas, dentro de um mesmo grupo, por apresentarem o mesmo número de elétrons na camada de valência. São representativos os grupos: IA, IIA, IIIA até VIIA ou 1,2, 13 até 17.

Exemplos:

₁₁Na 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ à último elétron no subnível “s”

₁₅P 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³ à último elétron no subnível “p”

b) Grupo B - Elementos de Transição: o último elétron encontra-se no subnível “d”.

Os elementos dos subgrupos B ou grupos 3 ao 12 são chamados elementos de transição.

Exemplo:

₂₁Sc 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹ à último elétron no subnível “d”

c) Grupo dos Elementos de Transição Interna: o último elétron encontra-se no subnível “f”.

Exemplo:

₅₈Ce 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f² à último elétron no subnível “f”

Esses elementos dividem-se em duas séries:

- Série dos Lantanídeos ou metais terras raras: são os elementos de número atômico 57 (lantânio) até 71 (lutécio). Localizam-se no subgrupo 3B (3) e no 6º. período.

- Série dos Actinídeos: são os elementos de número atômico 89 (actínio) até 103 (laurêncio). Localizam-se no subgrupo 3B (3) e no 7º. período.

d) Grupo 0 - Gases Nobres, Raros ou Inertes: com exceção do hélio que apresenta dois elétrons na camada K (1), todos esses elementos apresentam oito elétrons na camada de valência. Ocupam o grupo O, 8A ou 18.

Exemplo:

₁₀Ne 1s² 2s² 2p⁶ à 8 elétrons na camada de valência

₁₈Ar 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ à 8 elétrons na camada de valência

Exercício resolvido:

Observe a tabela abaixo e responda aos itens a seguir:

a) Qual(ais) as letras correspondem a elementos representativos?

b) Qual(ais) as letras correspondem a elementos de transição?

c) Qual(ais) as letras correspondem a elementos de transição interna?

d) Qual(ais) as letras que indicam gases nobres?

Resolução:

a) Os elementos representativos estão nos grupos 1 (IA), 2(IIA), 3(IIIA) até 17(VIIA): A, C, D E, F e I.

b) Os elementos representativos de transição estão nos grupos 3 (IIIB) até 12 (2B): G e L.

c) Os elementos representativos de transição interna estão no grupos3 (IIIB) nas séries dos lantanídeos e actinídeos: H e K.

d) Os gases nobres estão no grupo 18 (0 ou 8ª): B e J.

4º. Metais, semi-metais, não-metais e gases nobres

Importante: o hidrogênio pode ser colocado na Tabela Periódica

• na família dos metais alcalinos (IA), apesar de não ser um metal alcalino, mas por possuir um elétron na camada de valência, como todos os elementos desta família;

• na família dos halogênios (VIIA), pois é um gás à temperatura ambiente, como o flúor (F2) e o cloro (Cl2) e forma moléculas diatômicas como todos os elementos desta família;

• ou ainda, ser colocado fora da Tabela Periódica, por não possuir todas as propriedades de nenhuma família.

Aula 2

Características Eletrônicas dos Elementos

Quando analisamos um período da Tabela Periódica, podemos perceber que, ao passarmos de um elemento a outro, o número atômico aumenta de uma unidade, assim ele tem um próton a mais no núcleo e um elétron a mais na eletrosfera. Esse novo elétron é chamado elétron de diferenciação.

Usando essa idéia podemos localizar cada elemento químico na Tabela Periódica.

1º. Como localizamos o período de um átomo?

O número de níveis de energia que o átomo do elemento apresenta em sua configuração eletrônica indicará sempre o período ao qual esse elemento pertence na Tabela Periódica.

Exemplos:

Exercício resolvido:

Em que período está cada um dos elementos abaixo?

a) ₁₅P 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³ à 3 camadas eletrônicas = 3º. Período

b) ₂₃V 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶3d³ 4s² à 4 camadas eletrônicas = 4º. Período

2º. Como localizamos o grupo de um átomo?

a) Elementos Representativos - Subgrupos A ou Grupos 1, 2 e 13 até 17.

O número do subgrupo é dado pelo número de elétrons existentes na camada de valência.

Exemplos:

Determine o grupo de cada elemento abaixo.

a) Na (Z = 11)

₁₁Na 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ Portanto, esse elemento é do subgrupo IA ou grupo 1 (metais alcalinos).

b) Mg (Z = 12)

₁₂Mg 1s² 2s² 2p⁶ 3s² Portanto, esse elemento é do subgrupo IIA ou grupo 2 (metais alcalino-terrosos).

c) S (Z = 16)

₁₆S 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴ à 6 elétrons na camada de valência

Portanto, esse elemento é do subgrupo VIA ou grupo 16 (10 + 6 = 16) – grupo dos calcogênios.

d) Cl (Z = 17)

₁₇Cl 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵ à 7 elétrons na camada de valência

Portanto, esse elemento é do subgrupo VIIA ou grupo 17 (10 + 7 = 17) – grupo dos halogênios.

c) Gases Nobres - Elementos do Grupo 0, 18 ou VIII A

Caracterizam-se por apresentar 8 elétrons na camada de valência e o elétron de diferenciação se localiza no subnível p da camada de valência.

Exceção: o átomo de Hélio, He, tem apenas dois elétrons na camada K.

Exemplo:

₁₀Ne 1s² 2s² 2p⁶ à 8 elétrons na camada de valência, portanto, esse elemento é do grupo VIIIA ou 18.

Exercício resolvido:

Determine o grupo do argônio, Ar (Z = 18):

₁₈Ar 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ à 8 elétrons na camada de valência

Portanto, esse elemento é do grupo VIIIA ou grupo 18 (10 + 8 = 18) – grupo dos gases nobres.

Importante: seguindo a nova recomendação da IUPAC, devemos somar o número 10 ao número de elétrons da

camada de valência dos subgrupos IIIA até VIIIA para achar o número do grupo.

Aula 3

Como localizamos o grupo de um átomo? (continuação)

1º.) Elementos de Transição - Grupos B (ou 3 a 12)

O número do subgrupo será dada pelo número de elétrons dos dois subníveis mais energéticos:

ns^X (n-1)d^y à x + y = número do subgrupo

Subníveis mais energéticos	Soma x + y	Número do subgrupo
s²d¹	3	3 ou 3B
s²d²	4	4 ou 4B
s²d³	5	5 ou 5B
s²d⁴	6	6 ou 6B
s²d⁵	7	7 ou 7B
s²d⁶	8	8 ou 8B
s²d⁷	9	9 ou 8B
s²d⁸	10	10 ou 8B
s²d⁹	11	11 ou 1B
s²d¹⁰	12	12 ou 2B

Observação: o subgrupo 8B tem três colunas

Exemplos:

1) Cu (Z = 29)

₂₉Cu 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ 3d¹⁰ à subníveis mais energéticos

Portanto, esse elemento é do grupo IB ou 11 (1 + 10)

2) Sc (Z = 21)

₂₁Sc 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹ à subníveis mais energéticos

Portanto esse elemento é do grupo IIIB ou 3 (2+1).

3) Co (Z = 27)

₂₇Co 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁷ à subníveis mais energéticos

Portanto é do grupo 9 (2+7). Pela numeração antiga: 2 + 7 = 9, portanto é da 2ª coluna do grupo VIIIB.

2º.) Elementos de Transição Interna (lantanídeos e actinídeos)

Apresentam 2 elétrons na camada de valência, na penúltima camada apresentam 8 ou 9 elétrons e na antepenúltima apresentam 18 < x < 32 elétrons; sendo assim, o elétron de diferenciação se localiza no subnível f da antepenúltima camada. Todos esses elementos se localizam no grupo IIIB ou 3.

Aula 4

1 – Os Elementos Químicos São Divididos em Blocos

Para esta divisão, devemos verificar em que subnível se localiza o elétron de diferenciação: