MENDELEEV E A PERIODICIDADE DOS ELEMENTOS
Dmitri Mendeleev foi
professor universitário na Rússia e fez uma importante descoberta na história
da Ciência enquanto estava escrevendo um livro de química.
Ele registrou as propriedades de cada um dos
elementos químicos conhecidos (na época eram 63; hoje são mais de 100) em
fichas de papel, cada ficha para um elemento.
Manipulando as fichas, na tentativa de encadear as
idéias antes de escrever uma certa parte da obra, Mendeleev percebeu algo
extraordinário.
Na época, havia evidências científicas de que os
átomos de cada elemento têm massas diferentes. Mendeleev organizou as fichas de
acordo com a ordem crescente da massa dos átomos de cada elemento. Ele notou
que nessa seqüência apareciam, a intervalos regulares, elementos com
propriedades semelhantes. Havia uma periodicidade, uma repetição, nas
propriedades dos elementos.
Entre os muito exemplos de elementos com
propriedades semelhantes podemos citar:
·
sódio (Na), potássio (K) e rubídio (Rb) – reagem
explosivamente com a água; combinam-se com o cloro e o oxigênio formando,
respectivamente, compostos de fórmulas ECl e E2O (E representa o
elemento);
·
magnésio (Mg), cálcio (Ca) e estrôncio (Sr) –
reagem com água, mas não tão violentamente; combinam-se com o cloro e o
oxigênio formando, respectivamente, compostos de fórmulas ECl2 e EO.
A TABELA PERIÓDICA DE MENDELEEV
Com base em sua descoberta, Mendeleev pôde
organizar os elementos em uma tabela, na qual aqueles com propriedades semelhantes
apareciam numa mesma coluna.
Elaborando melhor a sua descoberta, ele percebeu
que pareciam estar faltando alguns elementos para que ela fosse completa.
Mendeleev resolveu, então, deixar alguns locais em branco nessa tabela,
julgando que algum dia alguém descobriria novos elementos químicos que pudessem
ser encaixados nesses locais, com base em suas propriedades. Ele chegou, até, a
prever algumas das propriedades que esses elementos teriam.
Mendeleev também percebeu que em alguns locais da
tabela seria melhor fazer pequenas inversões na ordem dos elementos. Em 1871,
ele publicou uma versão melhorada de seu trabalho.
Antes de Mendeleev alguns cientistas já haviam
percebido que alguns grupos de elementos tinham propriedades semelhantes, mas o
mérito do químico russo foi o de organizar os elementos com base em suas
propriedades, realizar pequenos ajustes necessários e deixar locais para
elementos que podiam existir, mas que ainda não haviam sido descobertos.
Os elementos cuja existência foi prevista por
Mendeleev de fato existem na natureza e foram descobertos alguns anos mais
tarde. E as propriedades desses elementos são iguais ou bastante próximas
daquelas previstas por ele.
A
TABELA PERIÓDICA ATUAL
Em 1913 e
1914, o inglês Henry Moseley fez importantes descobertas trabalhando com uma
técnica envolvendo raios X. Ele descobriu uma característica dos átomos que
ficou conhecida como número atômico.
Nesse
momento, basta dizer que cada elemento químico possui um número que lhe é
característico, o número atômico. Quando os elementos químicos são organizados
em ordem crescente de número atômico, ocorre uma periodicidade nas suas
propriedades, ou seja, repetem-se regularmente elementos com propriedades
semelhantes.
Essa
regularidade da natureza é conhecida como lei periódica dos elementos.
Outros
cientistas aprimoraram as descobertas de Mendeleev e de Moseley. Esses
aprimoramentos conduziram à moderna tabela periódica dos elementos, que
aparecem na tabela abaixo.
Nela,
as linhas horizontais são chamadas de períodos e as colunas (verticais) são
denominadas grupos, ou famílias.
A tabela é constituída de períodos e famílias
A simples localização de um elemento químico na
tabela periódica já pode indicar diversas características específicas desse
elemento.
Os períodos
Os elementos são distribuídos na tabela em ordem
crescente da esquerda para a direita em linhas horizontais, de acordo com o
número atômico (Z) de cada elemento, que fica acima de seu símbolo.
Observe a tabela acima. Na tabela há sete linhas
horizontais, que são denominadas períodos.
Os períodos indicam o número de camadas ou níveis
eletrônicos que o átomo possui. Por exemplo, o potássio (K) está localizado no
quarto período, e o césio (Cs), no sexto. Isso significa que na distribuição
eletrônica o potássio possui quatro camadas ou níveis eletrônicos e o césio
possui seis.
O paládio (Pd) é uma exceção: apesar de estar na
quinta linha horizontal, só possui quatro camadas ou níveis eletrônicos.
Os elementos de um mesmo período possuem o mesmo
número de camadas eletrônicas, que por sua vez é coincidente com o número do
período. Por exemplo:
|
Período
|
Nº de camadas
|
Camadas
|
|
1
|
1
|
K
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2
|
2
|
K
|
L
|
|
|
|
|
|
|
|
3
|
3
|
K
|
L
|
M
|
|
|
|
|
|
|
4
|
4
|
K
|
L
|
M
|
N
|
|
|
|
|
|
5
|
5
|
K
|
L
|
M
|
N
|
O
|
|
|
|
|
6
|
6
|
K
|
L
|
M
|
N
|
O
|
P
|
|
|
|
7
|
7
|
K
|
L
|
M
|
N
|
O
|
P
|
Q
|
|
As famílias
Observe que na tabela periódica existem 18 linhas
verticais ou colunas. Elas representam as famílias ou os grupos de elementos
químicos.
Acima das colunas existem números (1, 2, 3 etc.).
Cada coluna representa uma família; por exemplo:
·
1 é a família dos metais alcalinos;
·
2 é a família doa alcalinos terrosos;
·
18 é a família dos gases nobres.
Cada família química agrupa seus elementos de
acordo com a semelhança nas propriedades. Por exemplo, a família 11 é composta
pelos elementos químicos cobre (Cu), prata (Ag) e ouro (Au). Eles fazem parte
do grupo dos metais e apresentam características comuns: brilho metálico,
maleabilidade, ductibilidade, são bons condutores de calor e de eletricidade.
Assim com esses outros elementos, de uma mesma família
possuem semelhanças em suas propriedades.
O número de algumas famílias indica quantos
elétrons o elemento químico possui na última camada de sua elétrosfera. Acompanhe a
seguir, alguns exemplos.
·
O sódio (Na) está na família 1, isto é, possui um
elétron na última camada de sua eletrosfera.
·
O magnésio (MG) está na família 2, isto é, possui
um elétron na última camada de sua elétrosfera.
·
O alumínio (Al) encontra-se na família 3, pois esse
elemento possui três elétrons na última camada de sua elétrosfera.
Os elementos químicos situados nas famílias 1
e 2 possuem o número de elétrons na última camada igual ao número da família a
qual pertencem.
Para os das famílias 13 até 18, obtêm-se o número de
elétrons na última camada, subtraindo-se 10 do número da família. Nas demais
famílias essa regra não pode ser aplicada.
O hélio, apesar de estar na família 18, apresenta
apenas dois elétrons na última camada, pois esse elemento possui apenas dois
elétrons.
|
Família
|
Nº de elétrons na última camada
|
Nome da família
|
|
1
|
1
|
Metais Alcalinos
|
|
2
|
2
|
Metais Alcalinos Terrosos
|
|
13
|
3
|
Família do Boro
|
|
14
|
4
|
Família do Carbono
|
|
15
|
5
|
Família do Nitrogênio
|
|
16
|
6
|
Calcogênios
|
|
17
|
7
|
Halogênios
|
|
18
|
8
|
Gases Nobres
|
Metais,
não-metais e semimetais
Metais
Na tabela periódica da,
os elementos destacados em amarelo formam substâncias simples com
algumas propriedades razoavelmente semelhantes. Essas substâncias, de modo
geral, conduzem bem a corrente elétrica e o calor, são facilmente transformadas
em lâminas e em fios e são sólidas nas condições ambientes (isto é, 25ºC de
temperatura e pressão equivalente ao valor médio da pressão atmosférica ao
nível do mar), exceção feita àquela substância formada pelo mercúrio (Hg),
que é líquida. Esses elementos são denominados metais.
Não Metais
Os elementos destacados em rosa e em azul
formam substâncias simples que, ao contrário, não conduzem bem o calor nem a
corrente elétrica (exceto o carbono na forma da substância simples o grafite),
não são facilmente transformadas em lâminas ou em fios. Tais elementos são
denominados não-metais (alguns os chamam de ametais). Dos não-metais, onze
foram substâncias simples gasosas nas condições ambientes (hidrogênio, nitrogênio,
oxigênio, flúor, cloro e gases nobres) uma forma substância líquida (bromo) e
os demais formam substâncias simples sólidas.
Semimetais
Os elementos dos quadrinhos amarelos são os
semimetais, assim denominados porque apresentam propriedades “intermediárias”
entre a dos metais e a dos não-metais. Eles formam substâncias simples sólidas
nas condições ambientes. Dois semimetais de muita importância prática são o
silício e o germânio, empregados em componentes eletrônicos.
Gases nobres: modelo de estabilidade
Todas as substâncias químicas são formadas por
átomos de elementos químicos. Os cientistas observaram que a imensa maioria das
substâncias conhecidas é formada por átomos combinados, unidos. Ás vezes são
átomos de um mesmo elemento, às vezes de elementos diferentes.
Dos milhões de substâncias conhecidas, sabe-se de
apenas seis nas quais existem átomos não combinados. Essas substâncias são o
hélio, o neônio, o xenônio, o argônio, o criptônio e o radônio, gases presentes
em pequena quantidade na atmosfera terrestre. Esses gases são formados por
átomos não combinados dos elementos do grupo 18 da tabela periódica (He, NE,
Ar, Kr, Xe, RN), chamado grupo dos gases nobres.
Além disso, até hoje não foi descoberta sequer uma
substância natural na qual átomos de gases nobres estejam combinados entre si
ou com átomos de outros elementos.
Essas observações forneceram pistas aos cientistas,
no final do século XIX e no início do século XX, para começarem a esclarecer
como os átomos se combinam. Já que a eletrosfera é a parte mais externa dos
átomos e o núcleo é muito pequeno, parece razoável ser a eletrosfera que atua
na combinação dos átomos. E já que os gases nobres não tendem a se combinar,
tudo indica que possuir uma eletrosfera semelhante à de gás nobre permite a um
átomo estabilizar-se.
Confira a seguir cinco dicas para decorar famílias
e elementos da tabela periódica
1. Frases para decorar as famílias da tabela
As letras em laranja das palavras são os símbolos
dos elementos químicos daquela família.
1A – Hoje Li Na Kama Robinson Crusoé em Francês
2A – Bela Margarida Casou
com o Senhor
Bartolomeu Ramos
3A – Belas Alunas Germânicas Indo Telefonar
Bom, Algum
Gato Invadiu
o Telhado
Bebi Alcóol
e Ganhei uma Indigestão
Tola
4A – Casou Silicia Germana
com Senador
Paraibano
Comi Siri
Gelado Sen Problemas
Como Silêncio
Geralmente Sanamos Problemas
Com Sinceridade
Geralmente tenho Sonhos Proíbidos
5A – Nossos Pais Assam Saborosos Bifes
Não Posso
Assinar nada Sobre a Bíblia
Não é Possível
Assar Saborosos Biscoitos
6A – OS SeTe Porquinhos.
O Sangue do Senhor
Tem Poder
7A – Foram Clamados Bravos Índios Ateus.
Foi Cláudio
o Bravo quem Invadiu
Atenas
Ficou Claro
que Brahma é Igual
a Antartica
8A – Hélio Negou Arroz a Kristina
e foi pra Xerém com Renata.
Homem Nenhum Arranca Kriptonita
do Xerife de Rondônia
