A periodicidade ocorre quando um determinado evento se repete regularmente, em função de um certo parâmetro. No caso da Tabela Periódica de Mendeleev, o arranjo adotado por ele, determinava uma variação repetitiva (periódica) das propriedades físicas e químicas à medida que se sucediam as linhas de elementos. O mesmo se observava nas colunas.
Assim, a base das modernas classificações periódicas dos elementos foi a segunda versão lançada por Mendeleev em 1871 e modificada com o tempo para acomodar os novos elementos que se descobriram, entre eles os gases nobres.
Mais tarde, com a descoberta dos prótons e dos elétrons, o físico inglês Henry G. J. Moseley percebeu que as propriedades periódicas eram em função do número atômico crescente e não da massa atômica, como pensaram os pesquisadores anteriores. Assim, desapareciam também as “inversões” da Tabela de Mendeleev, como era o caso do iodo e do telúrio.
A partir daí a Lei da Periodicidade ganhou um novo enunciado:
Muitas propriedades físicas e químicas dos elementos variam periodicamente na seqüência de seus números atômicos. (Lei da Periodicidade de Moseley)
2. Períodos
Os períodos são as sete linhas horizontais que aparecem na tabela. Eles podem ser classificados como:
O número do período indica o número de camadas que os seus elementos possuem.
3. Famílias ou Colunas
As 18 linhas verticais que aparecem na tabela são denominadas colunas, grupos ou famílias de elementos. Em uma família, os elementos apresentam a mesma configuração na última camada e, por isso, devem apresentar propriedades químicas semelhantes. Algumas famílias recebem nomes especiais:
- Metais Alcalinos: recebem esse nome devido ao vocábulo álcali, que significa cinza de plantas, onde podem ser encontrados, principalmente o sódio e o potássio.
- Metais Alcalino-terrosos: nome dado devido a semelhança apresentada com os alcalinos e por encontrarem-se na terra.
- Calcogênios: a palavra vem do grego e significa “formadores de cobre”.
- Halogênios: a palavra vem do grego e significa “formadores de sais”.
- Gases Nobres
4. Classificações Eletrônicas dos Elementos
Caminhando horizontalmente ao longo dos sete períodos da Classificação Periódica, ao passarmos de uma quadrícula para a seguinte, o número atômico aumenta de uma unidade, o que equivale dizer que a eletrosfera recebe um novo elétron, chamado elétron de diferenciação. Com base nesse critério da distribuição eletrônica, temos as seguintes classificações:
A) Elemento Representativo ou Típico: são os elementos que ocupam as colunas “A”. Seus últimos elétrons entram no subnível s (1A e 2A) ou no subnível p (de 3A a 7A) e apresentam o último nível incompleto. O número da coluna corresponde ao número de elétrons do último nível. Esses elementos apresentam propriedades químicas muito semelhantes.
Ex: Cl (Z=17) „³ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
B) Transição: são os elementos que ocupam as colunas “B”. Seus últimos elétrons entram no subnível d. O número da coluna é dado pela soma dos elétrons de s do último nível com os elétrons de d do penúltimo nível, observando-se que, se a soma for superior a 8, teremos: 8 (coluna 8B primeira fila), 9 (coluna 8B segunda fila), 10 (coluna 8B terceira fila), 11 (coluna 1B) e 12 (coluna 2B).
Ex: Co (Z=27) „³ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7 (coluna 8B 2ª fila)
C) Transição Interna: são os elementos que ocupam o 6º e o 7º período da coluna 3B. Seus últimos elétrons entram no subnível f (se em 4f, lantanídeos e, se em 5f, actinídeos).
Ex: Pr (Z=59) „³ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 5d1 4f2 (6º período, lantanídeo)
Os elementos artificiais que vêm antes do urânio (Z<92), são chamados cisurânicos e podem ser sintetizados pelo homem.
Os elementos artificiais que vêm depois do urânio (Z>92), são chamados transurânicos e também podem ser sintetizados pelo homem.
D) Íons Isoeletrônicos: são aqueles que possuem o mesmo número de elétrons. No caso dos cátions e ânions, podemos observar: os cátions (principalmente os dos elementos das colunas 1A e 2A), quando perdem elétrons, atingem a configuração eletrônica do gás nobre imediatamente anterior a ele no quadro periódico. Os ânions atingem a configuração do gás nobre imediatamente posterior a ele no quadro periódico.
Ex: Na (Z=11) „³ 1s2 2s2 2p6 3s1 „³ 1s2 2s2 2p6 3s0 + e-
F (Z=9) „³ 1s2 2s2 2p5 + e- „³ 1s2 2s2 2p6
Semelhantes a:
Ne (Z=10) „³ 1s2 2s2 2p6
Deste modo, Na+ e F- são isoeletrônicos.
5. Metais, Não-Metais, Semimetais e Gases Nobres
Uma das mais antigas classificações distribuía os elementos em dois grupos principais, levando em consideração características físicas: metais e não-metais. A descoberta dos gases inertes e de outros elementos fez surgirem o grupo dos gases nobres e o grupo dos semimetais, respectivamente. Hoje os elementos químicos distribuem-se nos seguintes grupos:
- Metais: 87 elementos: são elementos sólidos (exceto o mercúrio); em geral duros; têm a propriedade de refletir a luz, manifestando brilho característico (denominado “brilho metálico”); densos; de altos pontos de fusão e de ebulição; apresentam alta condutividade elétrica e térmica; ductibilidade, que é a capacidade de serem transformados facilmente em fios; maleabilidade, facilmente transformados em lâmina; quanto aos sólidos, perdem facilmente elétrons dando origem a íons positivos (cátions).
- Não-Metais (ametais): 11 elementos: apresentam propriedades opostas às dos metais, ou seja: são maus condutores de calor e eletricidade; em geral são opacos e não apresentam brilho, não são dúcteis e nem maleáveis e têm tendência a ganhar elétrons, transformando-se em íons negativos (ânions).
- Semimetais: 7 elementos: são todos sólidos em condições ambiente e apresentam características intermediárias entre os metais e os não-metais.
- Gases Nobres: 6 elementos: são encontrados isoladamente na natureza na forma de moléculas monoatômicas (substâncias simples); têm comportamento químico específico e receberam esse nome porque se considerou inicialmente que não reagiam (gases inertes). Hoje já se consegue sintetizar alguns compostos de gases nobres, embora tenha estabilidade precária.
OBS.: O hidrogênio tem características distintas de todos os demais elementos e, em alguns sistemas periódicos é representado à parte, ou representado duplamente sobre a família dos alcalinos e sobre a dos halogênio, pois manifesta características dessas duas famílias.
Resumão
Foi elaborada observando-se, na linha vertical, as famílias ou grupos e, nas filas horizontais, os períodos.
As famílias apresentam, cada qual, elementos com semelhanças nas propriedades químicas. São em número de 18, das quais algumas recebem especial denominação.
Família 1A - Alcalinos
2A - Alcalinos Terrosos
6A - Calcogênios
7A - Halogênios
8A ou Zero - Gases Nobres
As restantes do grupo A, serão chamadas pelo nome de seu primeiro elemento.
Exemplo:
4A - família do Carbono
5A - família do Nitrogênio
V - A ORGANIZAÇÃO DA TABELA PERIÓDICA
Segue disposição que respeita ordem de número atômico permitindo que se prevejam propriedades dos elementos, que se repetem de período em período, daí a expressão "periódica".
Num primeiro momento já podemos, pela tabela, classificar os elementos.
- gases nobres - Família Zero ou 8A.
- não-metais - F 7A, 6A (à exceção do telúrio e do polônio). F 5A
- são não-metais o nitrogênio e o fósforo - e na F 4A, - o carbono.
- semi metais - espécie de transição entre metais e não metais. Estão nas famílias:
3A - Boro. 4A - Silício, Germânio.
5A - Arsênio, Antimônio. 6A - Telúrio, Polônio.
- metais - todos os demais elementos da tabela à exceção do hidrogênio que não se enquadra nessa classificação.
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