A Química Propriedade Periódicas

Resumo propriedades periódicas:

A partir do Século XVIII, com o surgimento da Química como ciência e o uso de metodologia científica, houve um grande aumento na descoberta de novos elemento. Em 1800 eram cerca de 40 elementos conhecidos, em 1900 este número quase dobrou (cerca de 80 elementos conhecidos). Atualmente se conhece cerca de 118 elementos químicos (vários deles artificiais).

(Com o aumento do número de elementos, tornou-se necessário organizá-los segundo suas propriedades)

Descoberta dos elementos:

• O Ordenamento de Dalton: Utilizando seu recém proposto modelo atômico, Dalton cria uma lista de elementos com base em suas massas atômicas (mesmo errôneas). Usa a ordem crescente de massa. Entretanto observa que alguns elementos com massas atômicas diferentes possuíam propriedades similares (p.ex.: Cl, Br e I).

As Tríades de Döbereiner (1829): Johann W. Döbereiner (1780-1849) estudou elementos com propriedades químicas similares. Ele observou que Ca, Sr e Ba possuem propriedades similares, e a massa atômica do Sr é a média das massas do Ca e do Ba. Assim tem a ideia de agrupar elementos em tríades.

A Tabela Periódica de Mendeleev (1869): Dmitri Ivanovich Mendeleev (1834-1907) apresenta sua organização dos elementos em ordem crescente de massa atômica, separando-os em linhas e colunas, de acordo com suas propriedades comuns.

Foi capaz de prever a existência de elementos até então desconhecidos, predizendo suas propriedades. Por isso deixou espaços vazios em sua tabela.

Uso do número atômico: Com a descoberta do elétron (Thomson) e, posteriormente, do núcleo atômico (Rutherford), surgiu o conceito de número atômico Z (depois associado ao número de prótons). Observouse que as propriedades físicas e químicas dos elementos estavam associadas ao número de prótons, e não à massa atômica.

Mudanças recentes: 

• Foram descobertos/produzidos elementos trans-urânicos (artificiais);

• Tabela foi reconfigurada, colocando a série dos actinídeos abaixo dos lantanídeos

• Modelo Atômico Atual: Apesar de ordenar os elementos de acordo com suas propriedades, somente a partir do modelo atômico atual (quântico) o porque destas propriedades e deste ordenamento periódico pôde ser explicado.

Carga Nuclear Efetiva:

A distribuição eletrônica e a carga nuclear efetiva estão intimamente ligadas à periodicidade das propriedades dos elementos químicos.

• Zef para elétron de valência (mais externo) mantem-se aproximadamente constante dentro de um grupo.

 • S aumenta na mesma proporção que Z.

Zef=Z-S

A distribuição eletrônica e a carga nuclear efetiva estão intimamente ligadas à periodicidade das propriedades dos elementos químicos.

• Elétrons são adicionados em orbitais do mesmo nível;

• Zef para elétron de valência (mais externo) aumenta da esquerda para direita em um período;.

• Z aumenta mais rapidamente do que S.

Raio Atômico

Qual o tamanho (raio) de um átomo?

• Nuvem eletrônica se entende ao infinito;

• Limite do orbital (arbitrariamente definido para dimensões onde um elétron tem 90% de probabilidade de ser encontrado);

É preciso uma definição mais prática.

Raio atômico: Metade da distância entre os núcleos de dois átomos vizinhos em uma substância simples daquele elemento.

• Raio covalente, se não-metal;

• Raio metálico, se metal;

• Raio de Van der Waals, se gás nobre;

Em um mesmo grupo, quanto maior o n, maior o raio;

• Em um mesmo período, maior Zef, menor o raio;

• Raio cresce de cima para baixo e da direita para esquerda na tabela periódica

Raio Iônico

Parte correspondente a um elemento da distância entre os centros de um cátion e um ânion vizinhos em um composto iônico

• na prática calculados tomando como referência o valor estabelecido do ânion O2- como sendo 140 pm;

• Tendência dos raios iónicos: 

• Depende da carga nuclear, número de elétrons e orbital dos elétrons de valência;

• Cátions deixam vago um orbital, sendo, portanto, menores que um átomo neutro equivalente;