Tabela Periódica dos Elementos

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Referência : Paulo Leal, J. (2012), WikiCiências, 3(07):0667
Autor: João Paulo Leal
Editor: Jorge Gonçalves



A Tabela Periódica dos Elementos (ou Tabela Periódica - TP – ou, ainda, Quadro Periódico) é uma representação a duas dimensões organizando os elementos químicos conhecidos de acordo com as suas propriedades e estrutura atómica. Na TP, os elementos são colocados por ordem crescente dos seus números atómicos e estão agrupados em períodos (linhas horizontais) e grupos (colunas verticais). Os 18 grupos são numerados da esquerda para a direita, de 1 a 18, e os 7 períodos de cima para baixo, de 1 a 7 (Figura 1). [1]

Os elementos químicos são representados por um símbolo que pode ser apenas uma letra (p. ex. O – oxigénio; C – carbono; K – potássio) ou duas letras sendo a primeira maiúscula e a segunda minúscula (p. ex. Al – alumínio; Na – sódio; Cl – cloro).[2] Para os elementos cujo nome definitivo ainda não está definido a IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) definiu um símbolo de três letras associado a um nome provisório derivado dos três algarismos do número atómico do elemento escritos em latim. [3-6]

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Figura 1 – Quadro Periódico dos Elementos 2012


Desde cedo que vários cientistas tentaram organizar e ordenar os elementos químicos. Das várias tentativas que foram feitas podem realçar-se as seguintes: [7,8]

Antoine Lavoisier (1743-1794) – no seu Tratado Elementar da Química[9] construiu uma tabela com 32 substâncias (nem todas elementos no sentido que hoje consideramos) que apelidou de elementares de acordo com analogias verificadas no seu comportamento químico.

Johann Dobereiner (1780-1849) – descobriu que existia uma relação entre algumas propriedades de conjuntos de três elementos com propriedades semelhantes - tríades de Dobereiner. Por exemplo a massa molar do bromo era sensivelmente a média da do cloro e da do iodo. O sistema era complexo e tinha o problema de os valores rigorosos das massas atómicas não serem conhecidos para muitos casos.

Alexandre de Chancourtois (1820-1886) – foi o primeiro a conceber um esquema baseado nas massas atómicas –parafuso de Chancourtois. O sistema permitiu-lhe aperceber-se que existia uma periodicidade de sete em sete membros. No entanto, o seu sistema era complexo e incluía também compostos, juntamente com os elementos. Nunca foi muito divulgado.

John Newlands (1837-1898) – agrupou os elementos em grupos de sete, sendo o oitavo elemento como que uma repetição do primeiro (tal como na escala musical). A este tipo de repetição chamou periodicidade – lei das oitavas. Apesar da lei das oitavas apenas se aplicar às duas primeiras oitavas foi muito importante na criação do conceito de periodicidade.

Julius Lothar Meyer (1830-1895) – Através de uma relação entre o volume atómico dos elementos e as suas massas molares relativas – curva de Meyer – conseguiu agrupar os elementos em famílias. Não previu os elementos que faltariam descobrir, mas principalmente demorou mais que Mendeleev a tornar público o seu trabalho.

Dmitri Mendeleev (1834-1907) - Publicou a sua Tabela Periódica em que arrumava os 65 elementos conhecidos à data numa grelha ou quadro seguindo dois princípios simples: cada elemento tinha: (1) uma massa atómica superior ao elemento à sua esquerda; (2) propriedades químicas semelhantes aos outros elementos na mesma coluna. Neste quadro existiam lugares por preencher, mas Mendeleev não tentou encaixar aí elementos já conhecidos e percebeu que esses lugares corresponderiam a elementos ainda por descobrir. Para alguns deles previu mesmo as suas propriedades e sugeriu um nome (eka-silício, eka-alumínio e eka-boro para os elementos que seriam posteriormente descobertos e chamadas germânio, gálio e escândio).

Henry Moseley (1887-1915) - Trabalhava com Rutherford e tinha já conhecimento do modelo de Bohr. Mostrou que existia uma relação linear entre a raiz quadrada da frequência das linhas espectrais dos raios X característicos de vários elementos e as correspondentes cargas nucleares, Z. ou seja as propriedades eram mais bem explicadas em função do número atómico e não da massa atómica. O facto de se passar a utilizar o número atómico como número de ordem na TP resolveu algumas contradições que existiam na tabela de Mendeleev.

Sabe-se hoje que a química de um dado elemento é determinada pelo modo como os electrões se distribuem nas diversas camadas e sub-camadas (configuração electrónica). Por exemplo, os gases nobres (grupo 18) têm uma camada externa completamente preenchida o que justifica a sua baixa reactividade; os metais alcalinos (grupo 1) têm um electrão na sua camada mais exterior (o que lhes confere propriedades químicas semelhantes).

Existem ainda famílias especiais, como a dos lantanídeos (elementos 58-71) e dos actinídeos (90-103). Os lantanídeos em conjunto com o lantânio, o ítrio e o escândio são muitas vezes chamados terras raras, embora na realidade estes elementos não sejam raros. Os actinídeos incluem a maioria dos elementos que estão envolvidos nas reacções existentes nos reactores nucleares.

Nenhum dos elementos com número atómico superior a 92 (urânio) existe na natureza em quantidades significativas. Podem detectar-se pequenas quantidades de plutónio e neptúnio naturais como produtos de decaimento do urânio. Todos os elementos conhecidos de número atómico superior ao do urânio são produzidos em reactores nucleares ou aceleradores de partículas. Um dos grandes obreiros destas descobertas foi Glenn Seaborg (1912-1999) que esteve envolvido na produção dos elementos desde o número atómico 94 ao 102. Por tal mérito, foi agraciado com o Prémio Nobel da Química em 1951 e foi atribuído o nome de Seabórgio ao elemento 106 pela IUPAC em 1997. [10,11]

Há hoje uma variedade de tabelas periódicas quer em suporte físico quer em suporte informático, com grande variedade de apresentações[12-14] ou conforme o tipo de propriedade que se pretende realçar. [15-18] Não sendo estritamente uma tabela periódica, o livro Periodic Kingdom apresenta várias tabelas periódicas num contexto muito diferente. [19]


Referências

  1. C. Corrêa, F. P. Basto e N. Almeida (2011), Química – 10º ano, Porto: Porto Editora, ISBN: 978-972-0-42248-4 , pp. 38-39 e 101-105.
  2. http://old.iupac.org/reports/periodic_table/ (consultado em 02/07/2012).
  3. http://old.iupac.org/publications/ci/2002/2402/elements110.html (consultado em 25/03/2012).
  4. http://old.iupac.org/reports/periodic_table/IUPAC_Periodic_Table-1Jun12.pdf (consultado em 02/07/2012).
  5. Names and symbols of the elements with atomic numbers 114 and 116 (IUPAC Recommendations 2012), Pure Appl. Chem., 84, 1669–1672 (2012); http://www.iupac.org/news/news-detail/article/element-114-is-named-flerovium-and-element-116-is-named-livermorium.html)
  6. http://www.iupac.org/publications/ci/2010/3202/iw1_copernicus.html (consultado em 02/07/2012).
  7. http://quimicaparatodosuevora.blogspot.com/2011/03/breve-historia-da-tabela-periodica.html (consultado em 26/03/2012).
  8. http://www.explicatorium.com/evolucao-tabela.php (consultado em 25/03/2012).
  9. A.-L. Lavoisier, Tratado Elementar de Química, SPQ, Lisboa, 2011.
  10. Glenn T. Seaborg - Biography. Nobelprize.org. 22 Jun 2012; http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1951/seaborg-bio.html
  11. http://pac.iupac.org/publications/pac/pdf/1997/pdf/6912x2471.pdf (consultado em 02/07/2012).
  12. D. Ribeiro, Uma nova tabela periódica no ano internacional da química, Química 2011, 122, 25-26.
  13. http://chemistry.uwaterloo.ca/iyc/periodic-table-project (consultado em 02/04/2012).
  14. http://www.raci.org.au/periodic-table-on-show (consultado em 02/04/2012).
  15. http://nautilus.fis.uc.pt/st2.5/ (consultado em 29/03/2012).
  16. http://www.chemicalelements.com/ (consultado em 30/03/2012).
  17. http://www.rsc.org/periodic-table (consultado em 29/03/2012).
  18. http://www.chemistry-blog.com/2009/04/26/alternative-periodic-tables/ (consultado 02/04/2012).
  19. P. W. Atkins, The Periodic Kingdom: A Journey Into The Land Of The Chemical Elements, Basic Books, New York, 1995.




Criada em 03 de Julho de 2012
Revista em 18 de Julho de 2012
Aceite pelo editor em 19 de Julho de 2012