Do hidrogênio ao oganesson: conheça os 118 elementos da tabela periódica
A tabela periódica é uma ferramenta que agrupa todos os elementos químicos, organizados sistematicamente de acordo com suas propriedades químicas e físicas. A versão mais recente da tabela, utilizada pela União Internacional da Química Pura e Aplicada (IUPAC), é composta por 118 elementos químicos.
Atualmente, a tabela periódica é organizada em 7 linhas horizontais (períodos) e 18 linhas verticais (grupos ou famílias), mas nem sempre foi assim. Até chegarmos a esse modelo, ela sofreu diversas transformações e contribuições de vários cientistas.
Tabela Periódica. (Foto: Tabela Periódica)
História da tabela periódica
A origem da tabela periódica teve início em 1826 quando o Johann Wolfgang Doberei notou que alguns elementos químicos podiam ser agrupados em tríades (grupos de três) de acordo com suas semelhanças químicas. Por exemplo, o lítio (Li), o sódio (Na) e o potássio (K) foram agrupados como metais reativos frágeis. Esse de trabalho de Doberei ficou conhecido como a Lei das Tríades.
Logo depois, em 1863, Alexandre-Emile Béguyer de Chancourtois, ficou conhecido pelo Parafuso Telúric. Chancourtois distribuiu os elementos químicos por ordem crescente de massa atômica ao longo de uma espiral, em formato de cilindro. Com isso, observou que os elementos posicionados na mesma linha possuíam propriedades químicas semelhantes.
John A. R. Newlands, em 1864, sistematizou os 61 elementos conhecidos na época em ordem crescente de massa atômica e os colocou em colunas verticais, cada uma com sete elementos. Com isso percebeu que o primeiro elemento de uma oitava (coluna) apresentava propriedades semelhantes ao primeiro elemento da outra oitava e assim sucessivamente.
Tabela periódica de Newlands. (Foto: Wikipédia)
Os trabalhos anteriores contribuíram para o estudo de outros dois cientistas, Julius Lothar Meyer e Dmitri Ivanovitch Mendeleev. Apesar de desenvolverem estudos isolados, as suas tabelas eram semelhantes pelo fato de listarem os elementos de uma linha ou coluna em ordem de peso atômico.
O trabalho de Mendeleev teve mais notoriedade e ficou conhecido como o Sonho de Mendeleev. De acordo com a história, o cientista sonhou com uma tabela onde os elementos se encaixavam e ao despertar, ele escreveu toda a tabela conforme o sonho.
Então Mendeleev compreendeu que quando listados em ordem crescente de massa atômica, os elementos químicos apresentavam propriedades químicas semelhantes que repetiam em intervalos periódicos. Com isso surgiu o nome “Tabela Periódica dos Elementos”
Mendeleev, o “pai” da tabela periódica. Foto: Wikipedia
Identificação e classificação dos elementos químicos
Cada elemento químico da tabela periódica é identificado por um número atômico, que corresponde ao número de prótons (carga positiva) do átono do elemento. Quando o átomo estiver em seu estado fundamental, o número de elétrons (carga negativa) sempre será igual ao número de prótons.
O hidrogênio (h) é o primeiro elemento da tabela periódica porque possui apenas 1 próton. Logo a direita do hidrogênio vem o hélio (He), com número atômico 2, depois vem o lítio (Li), com número atômico 3 e assim sucessivamente.
O hidrogênio também serve como referência para determinar o peso atômico de um elemento, que é o número de vezes que um átomo de um elemento é mais pesado que um átomo de hidrogênio (peso 1).
Identificação do elemento químico hidrogênio. (Foto: Guia Enem)
A tabela periódica possui várias classificações, uma delas é quanto a natureza física dos elementos químicos.
Metais: representam a maior parte dos elementos químicos da tabela periódica e possuem características como boa condução de energia e calor; brilho metálico; solidez em condições ambientais, exceto o Mercúrio(Hg) e; maleabilidade. Pertencem a categorias dos metais: prata (Ag), ouro (Au), ferro (Fe), cobre (Cu), sódio (Na) e zinco (Zn);
Não metais ou ametais: Os ametais possuem características opostas ao metais como estado físico variável (podem ser sólidos, gasosos ou líquidos); má condutividade de energia e calor e; inflexibilidade. São exemplos de ametais: carbono (C), fósforo (P), oxigênio (O), bromo (Br), enxofre (S), flúor (F), iodo (I), nitrogênio (N) e astato (At);
Semimentais ou metaloides: esses elementos possuem características mistas dos metais e ametais como condutibilidade elétrica mediana, brilho metálico moderado, alta temperatura de fusão e possibilidade de fragmentação. São semimetais: Arsênio (As), boro (B), germânio (Ge), antimônio (Sb) e telúrio (Te);
Gases Nobres: chamados de sangue azul, os gases nobres, possuem apenas uma condição física, gás, e são e encontrados de forma isolada na natureza. São exemplos: criptônio (Kr), hélio (He), neônio (Ne), argônio (Uuo) e xenônio (Xe);
Hidrogênio: Diferente dos demais elemento da tabela periódica, o hidrogênio não se enquadra em nenhuma das categorias e são altamente inflamáveis e insolúveis em água.
Ao organizar a tabela periódica em ordem crescente de número atômico, Moseley estruturou os elementos químicos formando colunas horizontais (períodos) e verticais (famílias ou grupos).
Estrutura da tabela periódica
Período - as 7 linhas horizontais da tabela periódica indicam a quantidade de camadas eletrônicas que os átomos de um elemento possui. Podem existir infinitas camadas eletrônicas, mas na prática foi identificado que os elétrons ocupam 7 camadas, nomeadas pelas letras K, L, M, N, O, P e Q.
1º período: 2 elementos;
2º período: 8 elementos;
3º período: 8 elementos;
4º período: 18 elementos;
5º período: 18 elementos;
6º período: 32 elementos;
7º período: 32 elementos.
Por exemplo, o boro (B) está no segundo período e possui duas camadas eletrônicas, já potássio (K) e ferro (Fe) estão no quarto período e possuem quatro níveis eletrônicos (K, L, M, N) e assim vai.
Grupo ou famílias - as 18 linhas verticais da tabela periódica são chamadas de grupos ou famílias. Os elementos do mesmo grupo possuem propriedades físicas e químicas parecidas e abrigam a mesma quantidade de elétrons na camada de valência.
De acordo com as regras da União Internacional da Química Pura e Aplicada (IUPAC), as famílias da tabela periódica devem ser ordenadas de 1 a 18. Mas ainda é possível encontrar tabelas periódicas que classificam as famílias dos elementos químicos em A (representativos) B (transição).
• Família 1A (Grupo 1): metais alcalinos (exceto hidrogênio);
• Família 2A (Grupo 2): metais alcalino terrosos;
• Família B (Grupo 3 à 12): metais de transição;
• Família 3A (Grupo 13): família do boro;
• Família 4A (Grupo 14): família do carbono;
• Família 5A (Grupo 15): família do nitrogênio;
• Família 6A (Grupo 16): calcogênios;
• Família 7A (Grupo 17): halogênios;
• Família 0 ou 8A (Grupo 18): gases nobres.
Blocos - os elementos da tabela periódica também podem ser classificados em S, P, D e F, classificados de acordo com os elementos que possuem o elétron de mais energia no mesmo orbital atômico.
• Bloco s: hidrogênio (h) e grupos 1 e 2;
• Bloco p: grupos 13 ao 18;
• Bloco d: grupos 3 ao 12;
• Bloco f: séries dos lantanídeos e dos actinídeos.