Tabela Periódica

Conceito de Tabela Periódica

A tabela periódica é uma forma de organizar e apresentar todos os elementos químicos que existem.

A organização dos elementos químicos é feita com base na ordem crescente do número atómico, na configuração eletrónica dos átomos dos elementos e também de forma a facilitar o entendimento de propriedades químicas semelhantes.

Em 1789, Antoine Lavoisier publicou uma lista de 100 elementos. Lavoisier agrupou os elementos em substâncias simples, metálicas, não-metálicas e salificáveis ou terrosas. No entanto, alguns químicos passaram o século seguinte à procura de um esquema de construção mais preciso.

Em 1829, Dӧbereiner agrupou os elementos semelhantes em três grupos. Cada grupo recebeu o nome de tríade. Dӧbereiner observou que, quando eram organizados por peso atómico, o segundo membro de cada tríade tinha aproximadamente a média do primeiro e do terceiro.

Leopold Gmelin, químico alemão, trabalhou com o sistema desenvolvido por Dӧbereiner e por volta de 1843 identificou dez tríades, três grupos de quatro e um grupo de cinco.

Em 1857, Jean Baptiste Dumas publicou um trabalho onde descreveu as relações entre os diversos grupos de metais.

Em 1863, Chancourtois dispôs os elementos numa espiral traçada nas paredes de um cilindro, em ordem crescente de massa atómica. Esta classificação recebeu o nome de parafuso telúrico.

O químico inglês, John Newlands publicou vários trabalhos entre 1863 e 1866 que descrevia a sua tentativa de classificar os elementos. Newlands dispôs os elementos em colunas verticais, por ordem crescente de massas atómicas, observando que, em intervalos de oito elementos, havia repetição das propriedades. O químico deu a esta observação o nome de Lei das Oitavas.

Dmitri Ivanovich Mandeleiev e Julius Lothar Meyer publicaram de forma independente as suas tabelas periódicas em 1869 e 1870, respetivamente.

Ambos constituíram as suas tabelas de forma semelhante. Listaram os elementos de uma linha ou coluna por ordem de peso atómico e iniciando uma nova linha ou coluna quando as características dos elementos começavam-se a repetir.

O sucesso da tabela de Mendeleiev surgiu a partir de duas decisões que o químico russo tomou. A primeira decisão foi a de deixar lacunas na tabela quando parecia que o elemento correspondente ainda não tinha sido descoberto. A segunda decisão foi ignorar a ordem sugerida pelos pesos atómicos e alternar os elementos adjacentes para melhor classificá-los em famílias químicas.

Com o desenvolvimento das teorias de estrutura atómica tornou-se aparente que Mendeleiev tinha listado os elementos por ordem crescente de número atómico.

Com o desenvolvimento das teorias da mecânica quântica, sobre a configuração de eletrões nos átomos, ficou evidente que cada linha (ou período) na tabela correspondia ao preenchimento de um nível quântico de eletrões. Na tabela original de Mendeleiev, cada período tinha o mesmo comprimento, no entanto, como os átomos maiores têm subníveis, tabelas modernas têm períodos cada vez maiores na parte de baixo.

Em 1913, através do trabalho do físico Henry Moseley, que mediu as frequências de linhas espectrais específicas de raios X de um número de 40 elementos contra a carga do núcleo, identificou-se algumas inversões na ordem correta da tabela periódica.

Nos anos seguintes, após a publicação da tabela periódica de Mendeleiev, as lacunas que ele deixou foram preenchidas quando os químicos descobriram mais elementos químicos.

Com isto a tabela periódica relaciona os elementos em linha, também denominadas por períodos, e colunas chamadas de grupos ou famílias, por ordem crescente dos seus números atómicos.

Existem 7 períodos. Os elementos que fazem parte do mesmo período têm o mesmo número de camadas eletrónicas, que corresponde ao número do período.

Os elementos do mesmo grupo (ou família) têm o mesmo número de eletrões na camada de valência (camada mais externa). Deste modo, os elementos do mesmo grupo possuem comportamento químico semelhante. Existem 18 grupos e, na tabela, estes são as linhas verticais.

O hidrogénio é o único elemento que não se enquadra em nenhuma família e está localizada na sua posição apenas por ter número atómico igual a 1, isto é, como tem apenas um eletrão na última camada, foi colocado no grupo 1, mesmo não sendo um metal.

Os grupos ou famílias da tabela periódica são constituídos da seguinte forma:

• O primeiro grupo é designado por grupos dos metais, com exceção do hidrogénio.
• O segundo grupo é denominado por grupo dos metais alcalino-terrosos.
• Do grupo 3 ao grupo 12 chamam-se metais de transição.
• O grupo 13 é designado por família do Boro.
• O grupo 14 denomina-se por família do Carbono.
• O grupo 15 é conhecido por família do Azoto.
• O grupo 16 denomina-se por família dos Calcogéneos.
• O grupo 17 é designado por família dos Halogéneos.
• Relativamente ao último grupo, o grupo 18, este denomina-se por família dos Gases Raros, Gases Inertes ou ainda Gases Nobres.
• As últimas duas linhas da tabela periódica são designadas por família dos Lantanídeos e dos Actinídeos.

Os períodos da tabela periódica são constituídos da seguinte forma:

• O primeiro período é formado por dois elementos: o hidrogénio (H) e o hélio (He).
• Os segundo e o terceiro períodos contêm oito elementos cada um.
• Os quarto e o quinto períodos contêm 18 elementos cada um.
• Os sexto e o sétimo períodos contêm 32 elementos cada um.

Relativamente às características dos metais alcalinos tem-se:

• São muito reativos, por isso, não existem livres na natureza;
• Reagem em contacto com o oxigénio do ar e com a água;
• Devem ser guardados em parafinas líquidas ou petróleo;
• As soluções aquosas resultantes das reações destas substâncias com a água são alcalinas.

Como características dos halogénios referem-se:

• Aparecem na natureza sob a forma de moléculas diatómicas, por exemplo, F₂, Cl₂, Br₂ e I₂;
• Reagem facilmente com os metais alcalinos, formando halogenetos;
• São mais solúveis em éter ou no óleo alimentar do que em água.

As características dos gases raros, gases nobres ou gases inertes são as seguintes:

• São gases à temperatura ambiente;
• Aparecem na natureza sob a forma de átomos isolados;
• Existem em quantidades relativamente pequenas, por isso são considerados raros;
• Não reagem com outras substâncias daí serem chamados de gases inertes.

A tabela periódica apresenta algumas regularidades importantes. Tem-se, de um modo geral, o tamanho dos átomos a aumentar ao longo de um grupo, à medida que o seu número atómico aumenta. Mas o tamanho dos átomos também diminui ao longo de um período.

Os átomos do primeiro grupo (grupo dos metais alcalinos) têm um eletrão de valência, isto é, apresentam um eletrão no último nível de energia preenchido, por isso têm tendência a formar iões monopositivos.

Os átomos dos elementos do segundo grupo possuem dois eletrões de valência, pelo que originam iões dipositivos.

Os átomos dos elementos do grupo 16 apresentam seis eletrões de valência, pelo que dão origem a iões dinegativos (iões com duas cargas negativas).

Os átomos que pertencem ao grupo 17 (família dos halogéneos) têm sete eletrões de valência, pelo que originam iões mononegativos.

No que diz respeito aos átomos que pertencem ao grupo 18, denominados gases raros, são átomos estáveis, apresentam os seus níveis d energia completamente preenchidos e, por isso, não originam iões. Aparecem na natureza sob a forma de átomos isolados.