Tabela periódica dos elementos

Tabela periódica dos elementos

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A tabela periódica dos elementos classifica, organiza e distribui os diferentes elementos químicos, conforme a suas propriedades e características.

Costuma atribuir-se a tabela a Dimitri Mendeleiev, quem ordenou os elementos baseando na variação manual das propriedades químicas, conquanto Julius Lothar Meyer, trabalhando por separado, levou a cabo um ordenamento a partir das propriedades físicas dos átomos.

Conteúdo 1 História 1.1 A descoberta dos elementos 1.2 A noção de elemento e as propriedades periódicas 1.3 Os pesos atómicos 1.4 Metais, não metais e metaloides e metais de transição 1.5 Triadas de Döbereiner 1.6 Chancourtois 1.7 Lei das oitavas de Newlands 1.8 Tabela periódica de Mendeléyev 1.9 A noção de número atómico e a mecânica cuántica 2 Classificação 2.1 Grupos 2.2 Períodos 2.3 Blocos 2.4 Outras formas de representar a tabela periódica 3 Veja-se também 4 Bibliografía 5 Enlaces externos

História

A história da tabela periódica está intimamente relacionada com vários aspectos do desenvolvimento da química e a física:

• A descoberta dos elementos da tabela periódica

• O estudo das propriedades comuns e a classificação dos elementos

• A noção de massa atómica (inicialmente denominada peso atómico") e, posteriormente, já no século XX, de número atómico e

• As relações entre a massa atómica (e, mais adiante, o número atómico) e as propriedades periódicas dos elementos.

A descoberta dos elementos

Ainda que alguns elementos como o ouro (Au), prata (Ag), cobre (Cu), chumbo (Pb) e o mercurio (Hg) já eram conhecidos desde a antigüedad, a primeira descoberta científica de um elemento ocorreu no século XVII quando o alquimista Henning Brand descobriu o fósforo (P). No século XVIII conheceram-se numerosos novos elementos, os mais importantes dos quais foram os gases, com o desenvolvimento da química pneumática: oxigénio (Ou), hidrógeno (H) e nitrógeno (N). Também se consolidou nesses anos a nova concepção de elemento, que conduziu a Antoine Lavoisier a escrever sua famosa lista de substâncias simples, onde apareciam 33 elementos. A princípios do século XIX, a aplicação da pilha eléctrica ao estudo de fenómenos químicos conduziu à descoberta de novos elementos, como os metais alcalinos e alcalino-térreos, sobretudo graças aos trabalhos de Humphry Davy. Em 1830 já se conheciam 55 elementos. Posteriormente, em meados do século XIX, com a invenção do espectroscopio, descobriram-se novos elementos, muitos deles nomeados pela cor de suas linhas espectrales características: cesio (Cs, do latín caisĭus, azul), talio (Tl, de talho, por sua cor verde), rubidio (Rb, vermelho), etc.

A noção de elemento e as propriedades periódicas

Logicamente, um requisito prévio necessário à construção da tabela periódica era a descoberta de um número suficiente de elementos individuais, que fizesse possível encontrar alguma pauta em comportamento químico e suas propriedades. Durante os seguintes 2 séculos, foi-se adquirindo um grande conhecimento sobre estas propriedades, bem como descobrindo muitos novos elementos.

A palavra "elemento" procede da ciência grega mas sua noção moderna apareceu ao longo do século XVII, ainda que não existe um consenso claro com respeito ao processo que conduziu a sua consolidação e uso generalizado. Alguns autores citam como precedente a frase de Robert Boyle em sua famosa obra "The Sceptical Chymist", onde denomina elementos "verdadeiros corpos primitivos e simples que não estão formados por outros corpos, nem uns de outros, e que são os ingredientes de que se compõem imediatamente e em que se resolvem em último termo todos os corpos perfeitamente mistos". Em realidade, essa frase aparece no contexto da crítica de Robert Boyle aos quatro elementos aristotélicos.

Ao longo do século XVIII, as tabelas de afinidad recolheram um novo modo de entender a composição química, que aparece claramente exposto por Lavoisier em sua obra "Tratado elementar de Química". Todo isso conduziu a diferenciar em primeiro lugar que substâncias das conhecidas até esse momento eram elementos químicos, quais eram suas propriedades e como os isolar.

A descoberta de um grande número de novos elementos, bem como o estudo de suas propriedades, puseram de manifesto algumas semelhanças entre eles, o que aumentou o interesse dos químicos por procurar algum tipo de classificação.

Os pesos atómicos

A princípios do século XIX, John Dalton (1766-1844) desenvolveu uma nova concepção do atomismo, ao que chegou graças a seus estudos meteorológicos e dos gases da atmosfera. Sua principal contribuição consistiu na formulación de um "atomismo químico" que permitia integrar a nova definição de elemento realizada por Antoine Lavoisier (1743-1794) e as leis ponderales da química (proporções definidas, proporções múltiplas, proporções recíprocas).

Dalton empregou os conhecimentos sobre proporções nas que reagiam as substâncias de sua época e realizou algumas suposições sobre o modo como se combinavam os átomos das mesmas. Estabeleceu como unidade de referência a massa de um átomo de hidrógeno (ainda que se sugeriram outros nesses anos) e referiu o resto dos valores a esta unidade, pelo que pôde construir um sistema de massas atómicas relativas. Por exemplo, no caso do oxigénio, Dalton partiu da suposição de que a água era um composto binário, formado por um átomo de hidrógeno e outro de oxigénio. Não tinha nenhum modo de comprovar este ponto, pelo que teve que aceitar esta possibilidade como uma hipótese a priori.

Dalton conhecia que 1 parte de hidrógeno se combinava com 7 partes (8 afirmaríamos na actualidade) de oxigénio para produzir água. Portanto, se a combinação produzia-se átomo a átomo, isto é, um átomo de hidrógeno combinava-se com um átomo de wolframio, a relação entre as massas destes átomos devia ser 1:7 (ou 1:8 calcular-se-ia na actualidade). O resultado foi a primeira tabela de massas atómicas relativas (ou pesos atómicos como os chamava Dalton) que foi posteriormente modificada e desenvolvida nos anos posteriores. As incertezas dantes mencionadas deram lugar a toda uma série de polémicas e divergências com respeito às fórmulas e os pesos atómicos que só começariam a se superar, ainda que não totalmente, com o congresso de Karlsruhe em 1860.

Metais, não metais e metaloides e metais de transição

A primeira classificação de elementos conhecida foi proposta por Antoine Lavoisier, quem propôs que os elementos se classificassem em metais, não metais e metaloides ou metais de transição. Ainda que muito prático e ainda funcional na tabela periódica moderna, foi recusada como tinha muitas diferenças nas propriedades físicas como químicas.

Triadas de Döbereiner

Um das primeiras tentativas para agrupar os elementos de propriedades análogas e relacionar com os pesos atómicos se deve ao químico alemão Johann Wolfgang Döbereiner(1780-1849) quem em 1817 pôs de manifesto o notável parecido que existia entre as propriedades de certos grupos de três elementos, com uma variação gradual do primeiro ao último. Posteriormente (1827) assinalou a existência de outros grupos de três elementos nos que se dava a mesma relação (cloro, bromo e yodo; azufre, selenio e telurio; litio, sodio e potasio).

Triadas de Döbereiner

Litio		LiCl LiOH		Calcio		CaCl2 CASO4		Azufre		H2S SO2
Sodio		NaCl NaOH		Estroncio		SrCl2 SrSO4		Selenio		H2Se SeO2
Potasio		KCl KOH		Bario		BaCl2 BASEIO4		Telurio		H2Te TeO 2

A estes grupos de três elementos denominou-se-lhes triadas e para 1850 já se tinham encontrado umas 20, o que indicava uma verdadeira regularidade entre os elementos químicos.

Döbereiner tentou relacionar as propriedades químicas destes elementos (e de seus compostos) com os pesos atómicos, observando uma grande analogia entre eles, e uma variação gradual do primeiro ao último.

Em sua classificação das triadas (agrupamento de três elementos) Döbereiner explicava que o peso atómico média dos pesos dos elementos extremos, é parecido ao peso atómico do elemento de em médio. Por exemplo, para a triada Cloro, Bromo, Yodo os pesos atómicos são respectivamente 36, 80 e 127; se somámos 36 + 127 e dividimos entre dois, obtemos 81, que é aproximadamente 80 e se lhe damos um vistazo a nossa tabela periódica o elemento com o peso atómico aproximado a 80 é o bromo o qual faz que concorde um aparente ordenamento de triadas.

Chancourtois

Em 1864, Chancourtois construiu uma hélice de papel, na que estavam ordenados por pesos atómicos (massa atómica) os elementos conhecidos, arrollada sobre um cilindro vertical. Encontrava-se que os pontos correspondentes estavam separados umas 16 unidades. Os elementos similares estavam praticamente sobre a mesma generatriz, o que indicava uma verdadeira periodicidad, mas seu diagrama pareceu muito complicado e recebeu pouca atenção.

Lei das oitavas de Newlands

Em 1864, o químico inglês John Alexander Reina Newlands comunicou ao Royal College of Chemistry (Real Colégio de Química) sua observação de que ao ordenar os elementos em ordem crescente de seus pesos atómicos (prescindiendo do hidrógeno), o oitavo elemento a partir de qualquer outro tinha umas propriedades muito similares ao primeiro. Nesta época, os chamados gases nobres não tinham sido ainda descobertos.

Lei das oitavas de Newlands

1	2	3	4	5	6	7
Li 6,9 Na 23,0 K 39,0	Bê 9,0 Mg 24,3 Ca 40,0	B 10,8 Ao 27,0	C 12,0 Se 28,1	N 14,0 P 31,0	Ou 16,0 S 32,1	F 19,0 Cl 35,5

Esta lei mostrava uma verdadeira classificação dos elementos em famílias (grupos), com propriedades muito parecidas entre si e em Períodos, formados por oito elementos cujas propriedades iam variando progressivamente.

O nome de oitavas baseia-se na intenção de Newlands de relacionar estas propriedades com a que existe na escala das notas musicais, pelo que deu a sua descoberta o nome de lei das oitavas.

Como a partir do calcio deixava de se cumprir esta regra, esta classificação não foi apreciada pela comunidade científica que o menospreció e ridiculizó, até que 23 anos mais tarde foi reconhecido pela Royal Society, que concedeu a Newlands sua mais alta condecoración, a medalha Davy.

Tabela periódica de Mendeléyev

Em 1869, o russo Dmitri Ivánovich Mendeleiev publica sua primeira Tabela Periódica na Alemanha. Em um ano depois fá-lo Julius Lothar Meyer, que baseou sua classificação periódica na periodicidad dos volumes atómicos em função da massa atómica dos elementos.

Por esta data já eram conhecidos 63 elementos dos 90 que existem na natureza. A classificação levaram-na a cabo os dois químicos de acordo com os critérios seguintes:

• Colocaram os elementos por ordem crescente de suas massas atómicas.
• Situaram no mesmo grupo elementos que tinham propriedades comuns como a valencia.

A primeira classificação periódica de Mendeléyev não teve boa acolhida ao princípio. Após várias modificações publicou no ano 1872 uma nova Tabela Periódica constituída por oito colunas desdobladas em dois grupos a cada uma, que ao cabo dos anos se chamaram família A e B.

Em sua nova tabela consigna as fórmulas gerais dos hidruros e óxidos da cada grupo e por tanto, implicitamente, as valencias desses elementos.

Esta tabela foi completada no final do século XIX com um grupo mais, o grupo zero, constituído pelo gás nobre descobertos durante esses anos no ar. O químico russo não aceitou em princípio tal descoberta, já que esses elementos não tinham cabida em sua tabela. Mas quando, devido a sua inactividade química (valencia zero), se lhes atribuiu o grupo zero, a Tabela Periódica ficou mais completa.

O grande mérito de Mendeléyev consistiu em pronosticar a existência de elementos. Deixou lacunas vazias para situar nelas os elementos cuja descoberta realizar-se-ia anos depois. Inclusive pronosticó as propriedades de alguns deles: o galio (Ga), ao que chamou eka-alumínio por estar situado embaixo do alumínio; o germanio (Ge), ao que chamou eka-sicilio; o escandio (Sc); e o tecnecio (Tc), que seria o primeiro elemento artificial obtido no laboratório, por síntese química, em 1937 .

A noção de número atómico e a mecânica cuántica

A tabela periódica de Mendeléiev apresentava certas irregularidades e problemas. Nas décadas posteriores teve que integrar as descobertas dos gases nobres, as "terras raras" e os elementos radioactivos. Outro problema adicional eram as irregularidades que existiam para compartilhar o critério de classificação por peso atómico crescente e o agrupamento por famílias com propriedades químicas comuns. Exemplos desta dificuldade encontram-se nos casais telurio-yodo, argón-potasio e cobalto-níquel, nas que se faz necessário alterar o critério de pesos atómicos crescentes em favor do agrupamento em famílias com propriedades químicas semelhantes.

Durante algum tempo, esta questão não pôde se resolver satisfatoriamente até que Henry Moseley (1867-1919) realizou um estudo sobre os espectros de raios X em 1913. Moseley comprovou que ao representar a raiz quadrada da frequência da radiación em função do número de ordem no sistema periódico se obtinha uma recta, o qual permitia pensar que esta ordem não era casual senão reflito de alguma propriedade da estrutura atómica. Hoje sabemos que essa propriedade é o número atómico (Z) ou número de ónus positivas do núcleo.

A explicação que aceitamos actualmente da "lei periódica" descoberta pelos químicos de mediados do século passado surgiu depois dos desenvolvimentos teóricos produzidos no primeiro terço do século XX. No primeiro terço do século XX construiu-se a mecânica cuántica. Graças a estas investigações e aos desenvolvimentos posteriores, hoje aceita-se que a classificação dos elementos no sistema periódico está relacionada com a estrutura electrónica dos átomos dos diversos elementos, a partir da qual se podem predizer suas diferentes propriedades químicas.

Tabela periódica dos elementos^[1]

Grupo

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

I A

II A

III A

IV A

V A

VI A

VII A

VIII

VIII

VIII

I B

II B

III B

IV B

V B

VI B

VII B

VIII 0

Período

1

1 H

2 Tenho

2

3 Li

4 Bê

5 B

6 C

7 N

8 Ou

9 F

10 Ne

3

11 Na

12 Mg

13 A o

14 Se

15 P

16 S

17 Cl

18 Ar

4

19 K

20 Ca

21 Sc

22 Ti

23 V

24 Cr

25 Mn

26 Fé

27 Co

28 Nem

29 Cu

30 Zn

31 Ga

32 Ge

33 As

34 Se

35 Br

36 Kr

5

37 Rb

38 Sr

39 E

40 Zr

41 Nb

42 Mo

43 Tc

44 Ru

45 Rh

46 Pd

47 Ag

48 Cd

49 In

50 Sn

51 Sb

52 Te

53 I

54 Xe

6

55 Cs

56 Ba

*

72 Hf

73 Ta

74 W

75 Re

76 Vos

77 Ir

78 Pt

79 Au

80 Hg

81 Tl

82 Pb

83 Bi

84 Po

85 At

86 Rn

7

87 Fr

88 Ra

**

104 Rf

105 Db

106 Sg

107 Bh

108 Hs

109 Mt

110 Ds

111 Rg

112 Cn

113 Uut

114 Uuq

115 Uup

116 Uuh

117 Uus

118 Uuo

Lantánidos

*

57 A

58 Ce

59 Pr

60 Nd

61 Pm

62 Sm

63 Eu

64 Gd

65 Tb

66 Dy

67 Ho

68 Er

69 Tm

70 Yb

71 Lu

Actínidos

**

89 Ac

90 Th

91 Pa

92 Ou

93 Np

94 Pu

95 Am

96 Cm

97 Bk

98 Cf

99 É

100 Fm

101 Md

102 Não

103 Lr

Alcalinos	Alcalinotérreos	Lantánidos	Actínidos	Metais de transição
Metais do bloco p	Metaloides	Não metais	Halógenos	Gases nobres e Transactínidos

Classificação

Grupos

Às colunas verticais da tabela periódica conhece-se-lhes como grupos. Todos os elementos que pertencem a um grupo têm a mesma valencia atómica, e por isso, têm características ou propriedades similares entre si. Por exemplo, os elementos no grupo IA têm valencia de 1 (um elétron em seu último nível de energia) e todos tendem a perder esse elétron ao se enlaçar como iones positivos de +1. Os elementos no último grupo da direita são os gases nobres, os quais têm cheio seu último nível de energia (regra do octeto) e, por isso, são todos extremamente não reactivos.

Numerados de esquerda a direita, segundo a última recomendação da IUPAC (e entre parêntese segundo a antiga proposta da IUPAC), os grupos da tabela periódica são:^{[cita requerida]}

Grupo 1 (I A): os metais alcalinos

Grupo 2 (II A): os metais alcalinotérreos

Grupo 3 (III A): Família do Escandio

Grupo 4 (IV A): Família do Titanio

Grupo 5 (V A): Família do Vanadio

Grupo 6 (VI A): Família do Cromo

Grupo 7 (VII A): Família do Manganês

Grupo 8 (VIII): Família do Ferro

Grupo 9 (VIII): Família do Cobalto

Grupo 10 (VIII): Família do Níquel

Grupo 11 (I B): Família do Cobre Grupo 12 (II B): Família do Zinco

Grupo 13 (III B): os térreos

Grupo 14 (IV B): os carbonoideos

Grupo 15 (V B): os nitrogenoideos

Grupo 16 (VI B): os calcógenos ou anfígenos

Grupo 17 (VII B): os halógenos

Grupo 18 (0): os gases nobres

Períodos

As bichas horizontais da tabela periódica são chamadas períodos. Contrário a como ocorre no caso dos grupos da tabela periódica, os elementos que compõem uma mesma bicha têm propriedades diferentes mas massas similares: todos os elementos de um período têm o mesmo número de orbitais . Seguindo essa norma, a cada elemento coloca-se segundo sua configuração electrónica. O primeiro período só tem dois membros: hidrógeno e helio; ambos têm só o orbital 1s.

A tabela periódica consta de 7 períodos:

• Período 1
• Período 2
• Período 3
• Período 4
• Período 5
• Período 6
• Período 7

A tabela também esta dividida em quatro grupos, s, p, d, f, que estão localizados na ordem sdp, de esquerda a direita, e f lantánidos e actínidos. Isto depende da letra em terminação dos elementos deste grupo, segundo o princípio de Aufbau.

Blocos

A tabela periódica pode-se também dividir em blocos de elementos segundo o orbital que estejam a ocupar os elétrons mais externos.

Os blocos chamam-se segundo a letra que faz referência ao orbital mais externo: s, p, d e f. Poderia ter mais elementos que encheriam outros orbitais, mas não se sintetizaram ou descoberto; neste caso continua-se com a ordem alfabética para nomeá-los.

• Bloco s
• Bloco p
• Bloco d
• Bloco f

Outras formas de representar a tabela periódica

• Várias formas (em torque, em 3D) [1];
• 1951. Forma em torque, [2] ;
• 1960. Forma em torque, professor Theodor Benfey[3];
• 1995. Forma em torque-fractal, Melinda E Green *[4];
• 2004, novembro. Forma em torque sobre desenho de galaxia, Philip J. Stewart [5];

Veja-se também

• Tabela periódica dos elementos ampliada
• Tabela periódica dos elementos curvada
• Lista de elementos por símbolo
• Listagem alfabética de elementos químicos
• Dmitri Mendeléyev, o criador da tabela periódica.
• Nomenclatura química dos compostos inorgánicos (para consultar os números de valencia dos elementos)

Bibliografía

• AGAFOSHIN, N.P., Lei periódica e sistema periódico dos elementos de Mendeleiev Madri Editorial Reverté, 1977, 200 p.
• BENSAUDE-VICENT, B. D. Mendeleiev: O sistema periódico dos elementos, Mundo científico, (1984), 42, 184-189.
• MUÑOZ, R. e BERTOMEU SANCHEZ, J.R.A história da ciência nos livros de texto: a(s) hipótese de Avogadro, Ensino das ciências (2003), 21 (1), 147-161. Texto completo
• ROCKE, A.J. 1984 Chemical Atomism in the Nineteenth Century. From Dalton to Cannizzaro. Ohio. Ohio State University Press, 1984.
• ROMÁN PÓLO, P: O profeta da ordem química: Mendeléiev. Madri: Nivola, 2002, 190 p
• SCERRI, E.R., "Evolução do sistema periódico" Investigação e Ciência (1998), 266, p. 54-59.
• SCERRI, E.R., The Periodic Table: Its Story and Its Significance, Oxford, University Pres, 2006, 400 p.
• STRATHERN, PAUL (2000) , O sonho de Mendeléiev, da alquimia à química, Madri : Século XXI de Espanha Editores, 288 p.

Enlaces externos

• Wikimedia Commons alberga conteúdo multimédia sobre Tabela periódica dos elementos.Commons

Wikcionario

• Wikcionario tem definições para tabela periódica dos elementos.
• Tabela Periódica Imprimible Contém uma tabela periódica para plotar em formatos A3 ou A4, com peso atómico, temperaturas de fusão e ebullición, valencias, densidade e estrutura atómica, especial para ser usada em classes de química de ensino secundária.
• Tabela periódica Modelo em alvo da tabela periódica, tabelas periódicas com valencias.
• Os elementos químicos
• Exame sobre a tabela periódica
• Tabela periódica estilo "calendário maya", organizada de acordo aos orbitais atómicos (configuração electrónica); em inglês.
• Flash Periodic Table Um flash interactivo baseado na tabela periódica.
• Tabela periódica dinâmica ou Tabela periódica dinâmica simplificada
• Exemplos de elementos Imagens da cada elemento.
• Tabela Periódica fácil de plotar
• A Galaxia Química, na Wikipedia em Inglês
• O arranjo de elementos químicos jornais
• Tabela cuántica dos elementos
• Tabela periódica interactiva

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