TABELA PERIÓDICA

Organização Histórica

Estrutura da tabela corresponde à estrutura eletrônica dos elementos.

Organização pelas propriedades físicas e químicas dos elementos – dados empíricos.

Lei Periódica (Mendeleev): ordenando os elementos em ordem crescente de massas atômicas, as propriedades dos elementos de uma mesma família eram semelhantes (1869).

Moseley: organização dos elementos em ordem crescente de números atômicos (1913).

Estruturação da tabela periódica

7 períodos ou linhas – 7 camadas ou níveis eletrônicos (K, L, M, N, O, P, Q)

18 colunas, grupos ou famílias:- colunas A; elementos típicos, característicos ou

representativos;- colunas B: elementos de transição. Séries – elementos de transição interna:- série dos lantanídeos: todos os elementos situam-

se no 6° período, grupo 3;- série dos actinídeos: todos os elementos situam-se

no 7º período, grupo 3.

Tabela Periódica

Configurações eletrônicas

Subníveis eletrônicos

Subníveis eletrônicos

subnível nº máximo de e-

s 2

p 6

d 10

f 14

Exemplos1) Predizer a configuração eletrônica do estado

fundamental do enxofre (Grupo 16, Período 3). Escrever a configuração da camada de valência.

2) Predizer a configuração eletrônica do estado fundamental do titânio (Grupo 4, Período 4). Escrever a configuração da camada de valência.

ExceçõesSubcamada d: semi-preenchida ou completamente preenchida é menos energética do que o que se prevê teoricamente. Assim:

Cr (Z = 24): [Ar] 3d5 4s1

Cu (Z = 29): [Ar] 3d10 4s1

Exercícios de aula1) Qual é a configuração do estado fundamental esperada para:

(a) prata; (b) tungstênio?2) Que elementos têm as seguintes configurações eletrônicas

de estado fundamental: (a) [Kr] 4d10 5s2 5p4; (b) [Rn] 7s2 6d2 ?

3) Para cada um dos seguintes átomos no estado fundamental, prediga o tipo de orbital (por exemplo, 1s, 2p, 3d, 4f, etc.) do qual um elétron poderia ser removido para torná-lo um íon +1: (a) Ge; (b) Mn.

4) Prediga o número de elétrons de valência de cada um dos seguintes átomos: (a) N; (b) Nb.

5) Quantos elétrons desemparelhados são preditos para a configuração do estado fundamental de cada um dos seguintes átomos: (a) Bi; (b) Ta ?

Principais propriedades periódicas

Raio atômico: aumenta, num mesmo grupo, de cima para baixo, e num mesmo período, da direita para a esquerda:

Principais propriedades periódicas Energia de ionização

(energia necessária para remover um elétron de um átomo na fase gasosa): a primeira energia de ionização aumenta de baixo para cima num grupo e da esquerda para a direita num período.

Consequências

Elementos com baixa energia de ionização devem formar cátions facilmente e conduzir eletricidade no estado sólido (são sólidos metálicos).

Elementos do bloco s, por apresentar baixa energia de ionização, provavelmente será um metal um metal reativo com todas as características que o nome meta envolve (tabela a seguir). Por exemplo, césio e bário reagem mais vigorosamente que os demais elementos do bloco s e, assim, devem ser guardados fora do contato com ar e água.

Consequências

Os metais alcalinos têm pouca utilidade para uso como materiais, embora seus compostos sejam importantes.

Como as energias de ionização dos metais do bloco p são altas, eles são menos reativos que os metais do bloco s. Por exemplo, alumínio, estanho e chumbo são importantes materiais de construção.

Características de metais

bons condutores de eletricidade maleáveis dúcteis lustrosos sólido alto ponto de fusão bons condutores de calor reagem com ácidos formam óxido básicos formam cátions formam halogenetos iônicos

Características de não-metais

maus condutores de eletricidade não maleáveis não dúcteis não lustrosos sólido, líquido ou gás baixo ponto de fusão maus condutores de calor não reagem com ácidos formam óxidos ácidos formam ânions formam halogenetos covalentes

Exemplo

Metais alcalinos são macios, reativos e cor prateada. Superfície recém cortada cobre-se rapidamente com óxido.

Metaloides

São os sete elementos entre os metais e os não-metais (B, Si, Ge, As, Sb, Te, Po) que apresentam características semelhantes entre si.

Exemplo 1 - metaloides

Boro (acima) e silício (abaixo) têm uma relação diagonal. Ambos são sólidos brilhantes, com alto ponto de fusão. Eles também apresentam várias semelhanças químicas.

Exemplo 2 - metaloides

Elementos do grupo 16. Da esquerda para a direita: oxigênio, enxofre, selênio e telúrio. A tendência é de não-metal a metaloide.

Metais de transição

Elementos do bloco d com propriedades intermediárias entre os elementos do bloco s e do bloco p.

Formam íons com diferentes estados de oxidação, por terem disponíveis elétrons do subnível d (energias muito próximas).

Disponibilidade dos orbitais d – uso como catalisadores na indústria química.

Capacidade de formar íons com diferentes cargas – facilitação das reações metabólicas.

Semelhança de raios atômicos – capacidade de formar ligas metálicas, especialmente a grande variedade de aços que tornam possível a engenharia moderna.

Exemplo – metais de transição

Elementos na primeira linha do bloco d. Acima (da esquerda para a direita): Sc, Ti, V, Cr, Mn. Abaixo: Fe, Co, Ni, Cu, Zn.

Exercícios de aula

1) Quais dos seguintes elementos são metais de transição: (a) rádio, (b) radônio, (c) háfnio, (d) nióbio?

2) Identifique os seguintes elementos como metais, não-metais ou metaloides: (a) chumbo, (b) enxofre, (c) zinco, (d) antimônio, (e) cádmio.