Aula de CLASSIFICACAO PERIODICA IQG- UFRJ

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Classificação Periódica

1) HISTÓRICO

Os cientistas, em 1800, tinham uma quantidade significativa de informações relativas às propriedades físicas e químicas dos elementos.

Essas informações necessitavam ser correlacionados de alguma forma, para que seu significado global pudesse ser compreendido.

Então, como organizar os elementos diferentes de forma que possamos fazer previsões sobre elementos não descobertos?

Ordenando os elementos de modo que reflita as tendências nas propriedades químicas e físicas.

Oa lemão Lothar Meyer (1830-1895) e o Russo Dmitri Mendeleev (1834-1907), trabalhando independentemente, e baseando-se somente sobre observações it i d id d íi fí i (d d íi ) db iexperimentais de propriedades químicas e físicas (dados empíricos), descobriram a lei periódica e publicaram a tabela periódica dos elementos em 1869.

Periodicidade significa ocorrer regularmente ou intermitentemente.

Por exemplo: Ocorrência da maré alta no oceano, duas vezes ao dia ou as fases da Lua que se repetem a cada 28 dias.

Observação: Nessa época não se tinha conhecimento da estrutura eletrônica dos elementos.

Meyer publicou primeiro em 1864 e m 1869 expandiu sua tabela para mais de 50 elementos.

Ele demonstrou a variação de propriedades periódicas, como o volume molar, o ponto de ebulição e a dureza, como uma função da massa atômica.p ç , ç

Também em 1869 Mendeleev publicou os resultados de seu trabalho, incluindo sua própria versão de tabela periódica.

Prosseguindo seus estudos, Mendeleev em 1871 publicou a versão da Tabela Periódica (TABELA 1).

Arrumando os elementos na ordem do aumento dos pesos atômicos, os elementos idd lh t i it l iódicom propriedades semelhantes ocorriam em intervalos periódicos.

Mendeleev dividiu esta lista de elementos em séries de linhas e empilhou-as, com os elementos de propriedades semelhantes arrumados em colunas verticais chamados grupos (TABELA 1).

Tabela 1 – Tabela periódica de Mendeleev com “pesos atômicos” (1871).

¾Com estat abelae le previu a p existência de elementos ainda não conhecidos na época e que ocupariam os espaços vazios da mesma.

¾ Uma vantagem da tabela de Mendeleev é que, por ela, foi possível predizer as propriedades dos elementos que faltavam, pois os elementos agrupados em uma mesma agrupados em uma mesma coluna tinham que ter propriedades similares.

Assim, em 1871, Mendeleev observou que a posição mais adequada para o As seria abaixo do P, e não do Si, o que deixou um elemento faltando abaixo do Si. Ele previu um número de propriedades para este elemento, chamando-o de “ecasilício”.

• Em 1886 o Ge foi descoberto. As propriedades do Ge se equiparam bem à previsão de Mendeleev para o “eca-silício” (TABELA 2).p p ( )

Tabela 2 – Predições de Mendeleev para o eca-silício (germânio).

Propriedade Eca-silício (E) Germânio massa molar / g mol-17272,59 3densidade / g cm-35,5,32 ponto de fusão / oCalto937 aparência cinza escuro cinza esbranquiçado óxidoEO2; sólido branco; anfotérico; densidade 4,7 g cm-3

GeO2; sólido branco; anfotérico; densidade 4,23 g cm-3 cloretoECl4; ferve abaixo de 100 oC; densidade 1,9 g cm-3

GeCl4; ferve a 84 oC; densidade 1,84 g cm-3

As vezes, havia a necessidade de inverter a ordem com base nos pesos atômicos dos elementos na tabela. Assim, verificou-se que o peso atômico do argônio (39,9 u) era maior que o do potássio (39,1); todavia com base nas propriedades físicas e químicas, o potássio pertencia, claramente ao Grupo 1, enquanto o argônio tinha que ser incluído com os demais gases nobres.

Demonstrou-se assim o valor da tabela periódica na organização do conhecimentop gç químico.

Lembrando, em suas tabelas periódicas, Meyer e Mendeleev listaram os elementos em ordem crescente de massa atômica, pois os números atômicos não eram conhecidos nesta época.

Atualmente, similaridades nas propriedades dos elementos são resultado de similaridades nas configurações eletrônicas das camadas de valência.

2)ALEI PERIÓDICA

A lei periódica estabelece que quando os elementos são listados, seqüencialmente, em ordem crescente do número atômico, é observada uma repetição periódica em suas propriedades físicas e químicas.

A FIGURA 1 mostra a posição de cada elemento.

Os gases nobres é um conjunto de elementos que atrai muito a atenção (quadrados). Recebem esta denominação porque todos são gases a temperaturas e pressões ordinárias ou comuns, são pouco ativos quimicamente, ou nobres.

Os gases nobres são:

Figura 1 – A lei periódica.

Ao olharmos para um elemento imediatamente posterior a um gás nobre, encontramos um metal altamente ativo que reage vigorosamente com uma grande variedade de substâncias, inclusive com a água.

Esta família de elementos é chamada de metais alcalinos (triângulo). Os metais alcalinos são:

O lt id i t t ti b t hid ê iOse lementos imediatamentea nteriores aos gases nobres, excetoo hidrogênio, são todos altamente reativos, semelhantes quimicamente aos não-metais, e são chamados halogênios (círculos).

Os halogênios são:

Considerando estas três famílias de elementos, encontramos a seqüência halogênio - gás nobre - metal alcalino que se repete periodicamente.

Obs: Embora algumas das propriedades do hidrogênio sejam semelhantes às dos halogênios, o hidrogênio não é classificado como um halogênio. As propriedades do hidrogênio ocupam uma classe particular.

3)AS CONFIGURAÇÕES PERIÓDICAS EATABELAPERIÓDICAMODERNA

A repetição verificada na lei periódica é a base da estrutura da tabela periódica moderna, na qual as famílias de elementos com propriedades químicas semelhantes são distribuídas em colunas verticais chamadas grupos.

A tabela periódica moderna: organiza os elementos em ordem crescente de número atômiconúmero atômico.

As colunas verticais da Tabela Periódica são chamadas de grupos (FIGURA 2). Estes grupos identificam as principais famílias dos elementos.

Os grupos 1,2 e 13 até 18 são chamados de grupos principais ou representativos da tabela.

As linhas horizontais são chamadas de períodos e são numeradas de cima para baixo.

As quatro regiões coloridas da Figura 2 são chamadas de blocos, e por razões relacionadas com a estrutura atômica, são chamados de s, p, d e f.

Figura 2 – Os nomes dos blocos na Tabela Periódica estão baseados na última subcamada ocupada no átomo de um elemento de acordo com o princípio de construção.

Os membros do bloco d, com exceção dos elementos do grupo 12 (o grupo do zinco, Zn, Cd, Hg) são chamados de metais de transição.

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