quarta-feira, 25 de abril de 2012

Tabela Periódica - 1º ano

BREVE RELATO DA HISTÓRIA DA TABELA PERIÓDICA.
               
                A historia da tabela periódica começa em 1817 com a “lei das tríades" de Johann Wolfgang Döbereiner e termina com a disposição sistemática de Dmitri Mendeleiev e Lothar Meyer. Um pré-requisito necessário para construção da tabela periódica foi à descoberta individual dos elementos químicos. Embora os elementos, tais como ouro (Au), prata (Ag), estanho (Sn), cobre (Cu), chumbo (Pb) e mercúrio (Hg) fossem conhecidos desde a antiguidade. A primeira descoberta científica de um elemento ocorreu em 1669, quando o alquimista Henning Brand descobriu o fósforo. Durante os duzentos anos seguintes, um grande volume de conhecimento relativo às propriedades dos elementos e seus compostos, foram adquiridos pelos químicos. Com o aumento do número de elementos descobertos, os cientistas iniciaram a investigação de modelos para reconhecer as propriedades e desenvolver esquemas de classificação.
          A primeira classificação foi à divisão dos elementos em metais e não-metais. Isso possibilitou a antecipação das propriedades de outros elementos, determinando assim, se seriam ou não metálicos. A base teórica na qual os elementos químicos estão arranjados atualmente - número atômico e teoria quântica - era desconhecida naquela época e permaneceu assim por várias décadas. A organização da tabela periódica foi desenvolvida não teoricamente, mas com base na observação química de seus compostos, por Dmitri Mendeleiev.
       


Dmitri Mendeleiev (1834 – 1907) nasceu em Tobolsk, na Rússia, sendo o mais novo de dezessete irmãos. Mendeleiev formou-se em química na Universidade de São Petersburgo, trabalhou na Alemanha, França e nos Estados Unidos. Escreveu um livro de química orgânica em 1869. Em 1869, enquanto escrevia seu livro de química inorgânica, organizou os elementos na forma da tabela periódica atual, paralelamente a Mendeleiev, o alemão Lothar Meyer também desenvolvia um trabalho semelhante em seu país. Mendeleiev criou uma carta para cada um dos 63 elementos conhecidos. Cada carta continha o símbolo do elemento, a massa atômica e suas propriedades químicas e físicas. Colocando as cartas em uma mesa, organizou-as em ordem crescente de suas massas atômicas, agrupando-as em elementos de propriedades semelhantes. Formou-se então a tabela periódica.

A DESCOBERTA DO NÚMERO ATÔMICO
               
                Em 1913, o cientista britânico Henry Moseley descobriu que o número de prótons no núcleo de um determinado átomo era sempre o mesmo. Moseley usou essa idéia para o número atômico de cada átomo. Quando os átomos foram arranjados de acordo com o aumento do número atômico, os problemas existentes na tabela de Mendeleiev desapareceram. Devido ao trabalho de Moseley, a tabela periódica moderna esta baseada no número atômico dos elementos. A tabela atual difere bastante da de Mendeleiev. Com o passar do tempo, os químicos foram melhorando a tabela periódica moderna, aplicando novos dados, como as descobertas de novos elementos. O último elemento que ocorre na natureza a ser descoberto, em 1925, foi o rénio. Desde então, os novos elementos que entraram para a tabela periódica foram produzidos pelos cientistas, através da fusão de átomos de diferentes substâncias.
                A última maior troca na tabela resultou do trabalho de Glenn Seaborg, na década de 1950. A partir da descoberta do plutônio em 1940, Seaborg descobriu todos os elementos transurânicos (do número atômico 94 até 102). Reconfigurou a tabela periódica colocando a série dos actnídeos abaixo da série dos lantanídios. Em 1951, Seaborg recebeu o Prêmio Nobel em química, pelo seu trabalho, e sua pesquisa. O elemento 106 tabela periódica é chamado seabórgio, em sua homenagem. O sistema de numeração dos grupos da tabela periódica, usados atualmente, é recomendado pela União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC). A numeração é feita em algarismos arábicos de 1 a 18, começando a numeração da esquerda para a direita, sendo o grupo 1, o dos metais alcalinos e o 18, o dos gases nobres.
 

Figura 01: Tabela Periódica atual. Fonte: Wikipédia. Acesso: 12/04/2012.

PERÍODO E FAMÍLIA DA TABELA PERIÓDICA.
               
                Um grande quesito usado por Mendeleiev na organização foi agrupar os elementos de acordo com características comuns. Foi assim que surgiram as famílias (grupos). As principais são:

Família I A OU 1: metais alcalinos
Família II A OU 2: metais alcalinos terrosos
Família III A OU 13: família do Boro
Família IV A OU 14: família do Carbono
Família V A OU 15: família do Nitrogênio
Família VI A OU 16: Calcogênios
Família VII A OU 17: Halogênios
Família VII A OU 18: Gases Nobres

                Os elementos situados na mesma família apresentam propriedades semelhantes e se posicionam nas linhas verticais da tabela. Existem 18 famílias na classificação atual.
                Outro critério usado para organizar os elementos corresponde aos períodos que se encontram nas linhas horizontais da tabela. Neste caso, recebem a numeração de 1 a 7 correspondente às sete camadas eletrônicas (K, L, M, N, O, P, Q), sendo que no período 1 a distribuição de elétrons vai até a camada K, e no período 2 os elétrons ocupam a camada L, e assim sucessivamente.

Como exemplo, acompanhe a distribuição dos elétrons do elemento Lítio:

K   1 s2
L   2 s1    2 p
M  3 s     3 p   3 d

Observe que foram ocupados apenas dois subníveis: K e L. Dizemos, então, que o Lítio pertence ao período 2 porque a distribuição eletrônica foi até a camada 2.

CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA E TABELA PERIÓDICA

                Fazendo a distribuição eletrônica de acordo com o diagrama de Pauling e observando o subnível mais energético, temos:
·         Se o subnível mais energético é o S ou o P da ultima camada, dizemos que o elemento é representativo.
·         Se o subnível mais energético é o d da penúltima camada, dizemos que o elemento é de transição. Entretanto, se o subnível mais energético é o f da antepenúltima camada, dizemos que o elemento é de transição interna.
                Como consequência da distribuição dos elementos na tabela periódica segundo o número atômico, as propriedades químicas e a configuração eletrônica, podemos caracterizá-los sob um novo aspecto. Observe:







PROPRIEDADES PERIÓDICAS DOS ELEMENTOS.

                São aquelas cujos valores numéricos crescem ou decrescem em função do número atômico crescente. Vejamos as principais propriedades periódicas:

Raio atômico – O raio de um átomo é uma propriedade difícil de ser determinada, pois a eletrosfera de um átomo não tem fronteira definida. O raio atômico de um elemento depende de dois fatores:

a) Número de níveis eletrônicos (camadas): numa família, quanto maior o número atômico, maior é o raio atômico.

b) Carga nuclear (número atômico): num período, quanto maior o número atômico, menor é o raio atômico.

        



Potencial de ionização – É a energia necessária para remover um elétron de um átomo isolado no estado gasoso. À medida que aumenta o tamanho do átomo, aumenta a facilidade para a remoção de um elétron de valência. Portanto, quanto maior o tamanho do átomo, menor o potencial de ionização. 

           
Eletronegatividade – É a propriedade pela qual o átomo apresenta maior tendência a ganhar elétrons. Esta propriedade depende de dois fatores: número de elétrons na última camada e tamanho do átomo. 

   

Eletropositividade – É a propriedade pela qual o átomo apresenta maior tendência a perder elétrons. Evidentemente, esta propriedade é o inverso da eletronegatividade.


Eletroafinidade - é a quantidade de energia liberada por um átomo no estado gasoso, ao ganhar elétron. Os átomos com afinidade eletrônica elevada têm a tendência de ganhar um ou mais elétrons, adquirindo estabilidade, ou seja, a configuração eletrônica dos gases nobres.
Dessa forma, na tabela periódica, a Eletroafinidade aumenta:

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