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28 de fev. de 2014

Gênios da Química #36: Henry Moseley


Henry Gwyn Jeffreys Moseley (Weymouth, 23 de novembro de 1887 — Gallipoli, 10 de agosto de 1915) foi um físico inglês.
Foi assistente de Ernest Rutherford. Descobriu, em 1913, uma relação entre o espectro de raios X de um elemento químico e seu número atômico. Foi o primeiro a conseguir determinar os números atômicos dos elementos com precisão. Mostrou que, quando os átomos eram bombardeados pelos raios catódicos, eles emitiam raios X, e, já que cada um tinha sua propriedade, determinava os valores dos números atômicos, e ainda previu lugares na tabela periódica para outros elementos, que foram descobertos anos mais tarde. Desta forma, a disposição dos elementos na tabela periódica ficou com um parâmetro mais adequado, que persiste até hoje. Cientistas posteriores foram determinando os números de prótons de outros elementos a partir desta técnica.
Ainda em 1913 enunciou a lei de Moseley, que estabelece a relação entre a frequência de um raio röntgen, emitido por um átomo, e os níveis de energia entre os quais um elétron salta. Moseley planejou continuar sua pesquisa sobre física em Oxford, assim renunciou a Manchester. Mas seus planos não seguiram em frente, pois, quando a Primeira Guerra Mundial estourou, ele decidiu se alistar no exército britânico. Morreu em combate em 1915, durante a Campanha de Galípoli, na Turquia.
Graças ao seus estudos a tabela periódica adquiriu sua forma definitiva.

23 de set. de 2013

Elementos Cisurânicos e Transurânicos

A tabela periódica  dos elementos possui muitas divisões para ajudar a classificar os elementos que estão compreendidos nela e para isso foi desenvolvida a separação para os elementos que são naturais (cisurânicos) e os artificiais (transurânicos).

Elementos Cisurânicos

São todos os elementos cujo número atômico é inferior ao 92, ou seja, as que antecedem o uranio. Sendo todos elementos naturais, encontrados na superfície terrestre.
Com exceção dos quatros seguintes, que são artificiais:
  • Tecnécio (43)
  • Promécio (61)
  • Astato (85)
  • Frâncio (87)

Elementos Trasurânicos

Os elementos transurânicos são os elementos que possuem numero atômico maior que 92, ou seja, aqueles que vêm após o urânio na tabela periódica, geralmente possuem meia vida curta e são instáveis, sendo elementos artificiais.
São obtidos em laboratórios por meio de fusão ou colisão, quando se bombardeiam núcleos de outros elementos com nêutrons, fazendo com que os mesmos se desintegrem e gerando novos elementos, mas estes por vez são muito instáveis, pois possuem uma grande quantidade de energia, nêutrons e prótons em seu núcleo.  Dependendo do elemento, duram menos que um segundo, se desintegrando novamente e gerando outros elemento de núcleo mais estável e menor.
São reconhecidos pela IUPAC (União Internacional da Química Pura e Aplicada) somente os elementos até o numero atômico 111, mesmo havendo relatos de elementos descobertos de numero atômico 112, 113, 114, 115, 116 e 118.
Representação de uma reação de fusão onde se obtém elementos artificiais, onde o uranio (U) é bombardeado com um feixe de nêutrons, produzindo partícula beta e se transformando em netúnio (Np), o qual por sua vez é instável e se transforma novamente, mas em plutônio (Pu) e juntamente liberando partículas betas.

17 de set. de 2013

Nitratos

O elemento químico nitrogênio  está localizado na Família 5A da Tabela Periódica (grupo 15), o que o classifica como pertencente à família do nitrogênio (átomos que apresentam 5 elétrons na camada de valência). A sua configuração eletrônica, razão desta sua classificação, é 1s22s22p3, o que mostra que o átomo de nitrogênio possui cinco elétrons em sua camada de valência (última camada, camada L no caso do nitrogênio).
O elemento químico oxigênio está localizado na Família 6A da Tabela Periódica (grupo 16), o que o classifica como pertencente à família dos calcogênios (átomos que apresentam 6 elétrons na camada de valência). A sua configuração eletrônica, razão desta sua classificação, é 1s22s22p4, o que mostra que o átomo de oxigênio possui seis elétrons em sua camada de valência (última camada, camada L no caso do oxigênio).
A combinação química entre os átomos de nitrogênio e oxigênio, na proporção de um átomo de nitrogênio para três de oxigênio, dá origem a uma importante espécie química iônica, chamada de nitrato. O nitrato apresenta carga elétrica negativa, em valência de 1 (um), sendo, portanto, um ânion monovalente (NO3-), conforme pode ser visto na figura abaixo:
nitratos
Entre o átomo de nitrogênio e os átomos de oxigênio estão presentes ligações de natureza covalente (compartilhamento de elétrons entre átomos não-metálicos); uma dessas ligações é de natureza dupla e duas são de natureza simples. A partir da propriedade do átomo de oxigênio dar origem sempre a duas ligações químicas, restariam duas valências (uma para cada átomo) a serem preenchidas, sendo que uma delas é contrabalanceada pela propriedade do átomo de nitrogênio estabelecer três ligações. Assim, uma ligação a mais ao nitrogênio e uma ligação a menos em cada um dos dois oxigênios representados na parte inferior da molécula apresenta o nitrato como monovalente, aniônico.
Dessa forma, o ânion nitrato necessita doar este elétron para adquirir a estabilidade de um gás nobre (de acordo com a Regra do Octeto, oito elétrons na camada de valência conferem maior estabilidade a uma partícula). Assim, o NOX (número de oxidação) do nitrato é (-1), o qual expressa a sua tendência ao fazer uma ligação química. Isso ocorre predominantemente por uma ligação de natureza iônica, na qual o nitrato irá doar o seu elétron de valência a um metal, íon positivo, dando origem a um sal.
Entre os sais de maior importância envolvendo os nitratos pode-se destacar aqueles de metais alcalinos, como o nitrato de sódio (NaNO3), o nitrato de potássio (KNO3) e o nitrato de lítio (LiNO3). Já envolvendo metais alcalinos terrosos, tem-se o nitrato de cálcio e o nitrato de magnésio, de fórmulas moleculares, respectivamente, Ca(NO3)2 e Mg(NO3)2.

27 de ago. de 2013

Resumo das Ideias de Mendeleiev e Meyer Sobre a Classificação Periódica

A Tabela Periódica dos Elementos  certamente é um dos símbolos de maior significância para químicos do mundo inteiro. Nenhum laboratório de química se furtará de ter uma fixada em suas parede. E ainda hoje repercute dois nomes quando se discute os aspectos históricos da tabela periódica: são eles Mendeleiev e Meyer. A tabela periódica que hoje conhecemos sofreu algumas modificações ao longo da história, tendo sido firmada após um longo caminho de acertos e erros. No século XIX nem todos os elementos químicos eram conhecidos. Em 1893, o químico russo Dmitry Ivanovich Mendeleiev, tabelando as propriedades dos elementos químicos conhecidos em fichas separadas, percebeu que quando ordenava essas fichas em ordem crescente da massa atômica dos elementos, as suas propriedades começavam a apresentar uma certa regularidade. Mendeleiev então elaborou a primeira tabela periódica fundamentada experimentalmente, classificando os elementos químicos em ordem crescente de sua massa atômica, em um trabalho que viria a ser lembrado por muitas gerações.
Tabela periódica de Mendeleiev: ordem crescente dos elementos em função de sua massa atômica.
A visão do gênio russo Mendeleiev foi tão audaciosa e intempestiva que o levou a deixar espaços vazios em sua tabela para serem preenchidos futuramente por elementos químicos ainda não conhecidos na época. Mendeleiev chegou mesmo a prever muitas das propriedades desses elementos. Quando descobertos, confirmaram muitas de suas previsões.
Alguns anos mais tarde, o químico inglês Henry Moseley, em 1913, percebeu que as propriedades dos elementos químicos seriam mais evidentes em ordem crescente de seu número atômico, e não de sua massa atômica, conforme fora proposto por Mendeleiev. Estava então estabelecida uma nova forma de classificação para os elementos químicos, a qual é adotada até os nossos dias.
Tabela periódica de Moseley: ordem crescente dos elementos em função do seu numero atômico (tabela periódica atual).
A alteração proposta por Moseley não retirou a importância do trabalho desenvolvido por Mendeleiev, sendo que a genuinidade de sua tabela sempre é lembrada quando se toca no assunto. E ainda mais, confirmou a possibilidade da apresentação das propriedades desses elementos de modo coerente, em arranjos ordenados, consolidando suas observações empíricas.
A mais básica função de uma tabela periódica é agrupar os elementos por propriedades semelhantes. Por exemplo, o elemento químico sódio encontra-se logo acima do elemento potássio. Dessa forma, os elementos sódio e potássio apresentam propriedades (físicas e químicas) semelhantes. Por outro lado, localizam-se muito distantes dos elementos flúor e cloro (estes localizam-se no lado oposto da TP), o que quer dizer que os elementos sódio e potássio  apresentam propriedades muito diferentes  das encontradas nos elementos flúor e cloro.

Fonte:http://www.infoescola.com/quimica/resumo-das-ideias-de-mendeleiev-e-meyer-sobre-a-classificacao-periodica/

15 de jul. de 2013

Gênios da Química #21: Julius Lothar Meyer

 

Julius Lothar Meyer (Varel, 19 de agosto de 1830 — Tübingen, 11 de abril de 1895) foi um químico alemão.
Formado em medicina, dedicou-se entretanto à química. Foi professor de química em algumas universidades. Irmão do físico Oscar Emil Meyer.
Em 1860, em um Congresso em Karlsruhe, na Alemanha, muitos cientistas discutiam sobre pesos atômicos e pesos equivalentes dos elementos. Meyer participou deste Congresso e buscou encontrar uma relação entre os pesos atômicos e as propriedades dos elementos quimicos.
Meyer procurou calcular o volume atômico dos elementos descobertos até então, 63 elementos. Em 1870, Meyer mostrou a relação de periodicidade entre volume atômico e massa atômica, traçando um gráfico destas propriedades. Após isso ele tentou mostrar a mesma relação de periodicidade de outras propriedades dos elementos, em função da massa atômica.
Praticamente na mesma época, Dmitri Mendeleiev consegue mostrar uma relação de periodicidade de várias propriedades dos elementos em função da massa atômica. Entretanto, o seu trabalho recebeu maior destaque, pois, até mesmo, previa elementos desconhecidos na época.

7 de jun. de 2013

Elementos Representativos

Todos os elementos representativos fazem parte das colunas da tabela periódica que contem a letra A, sendo elas as seguintes IA, IIA, IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA, VIIIA.
Essas colunas possuem como característica comum a todas, o fato de que a camada de valência possui como subnivel de maior energia S ou P, tendo como número de valência o mesmo número representante da coluna.
Ou seja, os elementos representativos são todos aqueles que não possuem seus subniveis completos. Sendo a família IA e IIA com subnivel de maior energia S, e o restante com o subnivel de maior energia P.
São participantes desta classe as seguintes famílias:
  • Família dos Metais Alcalinos (com exceção do hidrogênio) (IA)
  • Família dos Metais Alcalinos Terrosos (IIA)
  • Família do Boro (IIIA)
  • Família do Carbono (IVA)
  • Família do Nitrogênio (VA)
  • Família dos Calcogênios (VIA)
  • Família dos Halogênios (VIIA)
  • Família dos Gases Nobres (VIIIA)
A distribuição dos elementos representativos fica da seguinte 
 forma: 
FAMILIA ELÉTRONS DE VALENCIA DISTRIBUIÇÃO NO SUBNIVEL
IA 1 s1
IIA 2 s2
IIIA 3 s2-p1
IVA 4 s2-p2
VA 5 s2-p3
VIA 6 s2-p4
VIIA 7 s2-p5
VIIIA 8 s2-p6

Fonte: http://www.infoescola.com/quimica/elementos-representativos/

7 de mai. de 2013

Cátions e Ânions

 
Os átomos dos elementos químicos encontrados na Tabela Periódica são partículas isentas de carga elétrica, isto é, apresentam mesmo número de prótons e de elétrons em sua estrutura. Entretanto, a maioria dos elementos químicos, excetuando-se os gases nobres, não existem naturalmente conforme são representados na Tabela Periódica. Assim, qualquer átomo ou agrupamento atômico que apresentar desequilíbrio de cargas elétricas, isto é, apresentar diferenças entre o número de prótons e o de elétrons, será denominado de íon.
Os íons são as unidades estruturais de todos os sais, tanto orgânicos como inorgânicos, e continuam a existir mesmo ao se dissolver o retículo do sal. A própria água pura está dissociada em íons, embora apresente um baixo grau de dissociação, ou seja, uma quantidade pequena de íons. Os íons também se apresentam no estado gasoso em altas temperaturas, sendo devido a eles o brilho das chamas em uma combustão.
Dependendo da partícula excedente, prótons ou elétrons, os íons podem ser positivos e negativos, sendo os primeiros originados pela remoção de elétrons de seus átomos e os segundos, pelo acréscimo. Os íons positivos (que apresentam mais prótons do que elétrons) são denominados cátions e os negativos (que apresentam menos prótons do que elétrons), são denominados ânions. Esta nomenclatura originou-se em torno de 1839, e pode ser atribuída aos trabalhos de Michael Faraday sobre o eletromagnetismo.
No caso de uma solução, os íons positivos migram para o pólo negativo de uma corrente elétrica de polaridade constante que esteja mergulhada na solução. Como os íons positivos chamam-se cátions, o pólo negativo pode ser chamado de cátodo. O pólo positivo será então chamado de ânodo e, da mesma forma, receberão os ânions.
Geralmente um íon é caracterizado pela remoção ou acréscimo de um baixo número de elétrons, quatro ou ainda menos. Os polímeros, as macromoléculas, podem apresentar íons com inúmeras cargas positivas ou negativas, mas estes não podem ser simbolizados como os símbolos atômicos comuns, e ainda são muito difíceis de se determinar com precisão. Em geral, as cargas iônicas, como foi dito, vão de um a quatro, podendo ser negativas ou positivas. Entretanto, pode haver íons com valores cinco, seis e até sete, que quase sempre são positivos.
As cargas de um íon podem ser representadas de muitas maneiras, mas geralmente utiliza-se o símbolo atômico e sobrescritos os sinais mais ou menos, ou, ainda, números junto com os sinais mais e menos para indicar as cargas. Por exemplo, o íon sódio é representado por Na+ (partícula que perdeu um elétron; cátion), já o íon sulfeto é representado por S2- (partícula que ganhou dois elétrons; ânion).


24 de abr. de 2013

Actinídeos



São chamados de actinídeos o conjunto ou série de elementos localizados na Tabela Periódica com números atômicos que vão do actínio (Z = 89) ao laurêncio (Z = 103). O nome desse conjunto deve-se ao primeiro elemento dessa sequencia, o actínio, sendo que os componentes desta série também são chamados de actinóides. Os actinídeos formam ao todo um grupo de 15 elementos, e juntamente com os lantanídeos, são conhecidos como metais de transição interna, compondo o bloco “f” da Tabela Periódica.
Na organização da tabela, estes elementos ficam posicionados em um conjunto à parte, ao lado dos lantanídeos, permitindo uma disposição mais racional, melhor distribuída. Algumas tabelas periódicas situam estes elementos entre o rádio  (Ra) e o rutherfórdio (Rf) formando uma versão mais alongada desta.
A razão de estarem agrupados em um conjunto específico baseia-se no fato de suas duas camadas eletrônicas exteriores estarem estruturadas igualmente, de modo que as diferenças residem apenas no número de elétrons da terceira camada desde o exterior, pelo que, em grande parte, têm o mesmo comportamento químico. Desse fenômeno nasce a grande afinidade entre as propriedades químicas da série.
Dentro deste grupo temos elementos essenciais ao processo de obtenção de energia atômica, com destaque para o urânio 235 e o plutônio 239, matérias-primas do combustível utilizado nas centrais nucleares em reações de fissão nuclear.
Os actinídeos podem ainda ser divididos em elementos naturais, ou seja, que estão disponíveis na natureza e ainda nos chamados elementos transurânicos, que, devido à sua grande instabilidade, são obtidos apenas por meio de processos radioativos. São eles:
elementos naturais:
  • 89 - actínio (Ac)
  • 90 - tório (Th)
  • 91 - protactínio (Pa)
  • 92 - urânio (U)
elementos transurânicos:
  • 93 - netúnio (Np)
  • 94 - plutônio (Pu)
  • 95 - amerício (Am)
  • 96 - cúrio (Cm)
  • 97 - berquélio (Bk)
  • 98 - califórnio (Cf)
  • 99 - einstéinio (Es)
  • 100 - férmio (Fm)
  • 101 - mendelévio (Md)
  • 102 - nobélio (No)
  • 103 - laurêncio (Lw)
Todos os actinídeos são radioativos, ou seja, emitem radiações de modo espontâneo e se desintegram para dar origem a outros elementos mais estáveis, de menor peso e números atômicos menores. A desintegração radioativa é o fenômeno responsável pelo fato de que a maior parte dos actinídeos não estarem disponíveis em estado natural. O tório e o urânio existem na natureza porque são produtos da desintegração de elementos transurânicos, além de terem meias-vidas relativamente longas. Quanto mais instável um elemento, mais frequente será sua emissão de radiação, portanto, mais rápida sua desintegração. É chamada de “meia-vida” o tempo necessário para a carga radioativa do elemento se reduza à metade, e seu valor varia de milhares de anos a poucos segundos. Os estudos do desenvolvimento destes elementos possibilitaram a síntese de outros elementos de transição, os chamados transactinídeos, que se iniciam a partir do número atômico 104.

28 de mar. de 2013

Classificações, Estruturação e Localização dos Elementos na Tabela Periódica

 
A Tabela Periódica traz uma ordem crescente dos elementos químicos em função do seu número atômico (somatório dos prótons existente no núcleo do átomo), proposta por Henry Moseley em 1913.

CLASSIFICAÇÕES PRINCIPAIS

1°) Elementos naturais e artificiais:
Os elementos naturais são aqueles que se encontram constituindo a matéria do nosso mundo físico. Entre eles, talvez dois não mereçam tal classificação, pois até hoje não foram isolados em quantidades visíveis, que são o frâncio e o astato.
Os elementos artificiais são aqueles fabricados em laboratórios de pesquisa nuclear. São classificados em cisurânicos (encontram-se antes do urânio) e transurânicos (encontram-se depois do urânio). O urânio possui número atômico 92.
2°) Metais, não-metais, semi-metais e gases nobres:
a) Metais: Constituem 76% dos elementos da TP, são bons condutores de calor e eletricidade, dúcteis e maleáveis, e sólidos em condições ambientes, com exceção do mercúrio (Hg, Z=80), que é líquido.
b) Não-metais: Constituem 11% dos elementos da TP, mas são os mais abundantes na Natureza. São maus condutores de calor e eletricidade, não são dúcteis nem maleáveis. Sólidos: C, P, S, Se, I; líquido: Br; gasosos: H, N, O, F e Cl.
c) Semi-metais: Constituem cerca de 7% dos elementos da TP, apresentam propriedades intermediárias entre os metais e os não-metais. São todos sólidos em condições ambientes.
d) Gases-nobres: Constituem cerca de 6% dos elementos da TP. São elementos quimicamente inertes, não participam de ligações químicas. São encontrados na Natureza de forma isolada.
• A TABELA PERIÓDICA ESTÁ DIVIDIDA EM 18 COLUNAS E 7 LINHAS:
COLUNAS: As colunas recebem o nome de grupos ou famílias, e dividem-se em A e B. Os elementos localizados nas famílias A são chamados de elementos representativos.
FAMÍLIA
NOME
ELEMENTOS
1A Metais alcalinos Li, Na, K, Rb, Cs, Fr
2A Metais alcalinos terrosos Be, Ca, Mg, Sr, Ba, Ra
3A Família do boro B, Al, Ga, In, Tl
4A Família do carbono C, Si, Ge, Sn, Pb
5A Família do nitrogênio N, P, As, Sb, Bi
6A Calcogênios O, S, Se, Te, Po
7A Halogênios F, Cl, Br, I, At
8A ou 0 Gases nobres He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn
LINHAS: As linhas recebem o nome de Períodos ou Níveis, e são em número de 7.
PERÍODO
ESPECIFICAÇÕES
Curtíssimo (2 elementos)
Curtos (8 elementos cada)
Longos (18 elementos cada)
Muito longo (32 elementos)
Incompleto (19 elementos atualmente)
• LOCALIZAÇÃO DOS ELEMENTOS NA TABELA PERIÓDICA:
CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA × FAMÍLIAS
Famílias A
Famílias B
…ns1                      →                    1A …ns2                      →                    2A
…ns2 np1               →                    3A
…ns2 np2               →                    4A
…ns2 np3               →                    5A
…ns2 np4               →                    6A
…ns2 np5               →                    7A
…ns2 np6               →              8A ou 0
…ns2 nd1                 →                    3B …ns2 nd2                 →                    4B
…ns2 nd3                 →                    5B
…ns2 nd4                 →                    6B
…ns2 nd5                 →                    7B
…ns2 nd6                 →                    8B
…ns2 nd7                 →                    8B
…ns2 nd8                 →                    8B
…ns2 nd9                 →                    1B
…ns2 nd10               →                    2B

CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA × PERÍODOS
…nxy  →  n = período Ex: …5s2 → 5° período
…6p4 → 6° período
OBS: o período será o primeiro número quântico.

28 de fev. de 2013

Caráter Metálico

Também chamado de reatividade química, o caráter metálico de um elemento químico é a propriedade que esse elemento possui de reagir quimicamente. O caráter metálico ou não-metálico do elemento é consequência direta de uma série de outras propriedades. “O que chamamos de caráter metálico é, na verdade, um conjunto de propriedades baseadas no seguinte fato geral: um elemento é tanto mais metálico quanto maior é sua capacidade de perder elétrons1.
Pode-se relacionar inúmeras propriedades ao caráter metálico dos elementos, o que pode ser observado no Esquema 1.
ESQUEMA 1. Caráter metálico e propriedades periódicas.
Desse modo, vemos que outras propriedades periódicas determinam o caráter metálico de um elemento químico. Assim, conforme a sua posição na tabela periódica tem-se um indicativo de sua tendência em reagir quimicamente. Na tabela periódica observa-se nas famílias um aumento de caráter metálico de cima para baixo e nos períodos da direita para a esquerda. O caráter não-metálico, obviamente, tem variação contrária, como mostra a Figura 1.
 
FIGURA 1. Variação do caráter metálico e não-metálico nas famílias e períodos da tabela periódica (1)
No sentido horizontal, os períodos da tabela periódica, conforme mostra a figura acima, o caráter metálico dos elementos decresce da esquerda para a direita, pois é neste sentido que decresce o tamanho dos átomos e aumenta sua energia de ionização. Dessa forma, o elemento químico sódio (Na) e o magnésio (Mg) são mais metálicos que o silício (Si), reagem quimicamente com maior facilidade, e o silício, por sua vez, é mais metálico do que o cloro (Cl). Os elementos de maior eletropositividade localizam-se na parte inferior esquerda da tabela periódica, e os não-metais mais característicos estão localizados na parte superior direita.
A eletropositividade representa o inverso da eletronegatividade. Os elementos fortemente eletropositivos formam compostos iônicos. Óxidos e hidróxidos dos metais são compostos básicos que se dissociam formando hidroxila. Abaixo é representado a dissociação aquosa do óxido de cálcio (CaO) e do hidróxido de sódio (NaOH), respectivamente.
                           CaO + H2O →  Ca+2  +  2OH-                                 NaOH →  Na+  +  OH-
O grau de eletropositividade se manifesta de diversas maneiras. Elementos fortemente eletropositivos reagem com água e ácidos. Os metais apresentam sempre altas eletropositividades, pois uma de suas características é sua grande capacidade em perder elétrons. E, como foi  discutido, entre o tamanho do átomo e sua eletropositividade há uma relação genérica, pois quanto maior o tamanho do átomo  menor é a atração núcleo-elétron e, portanto, maior a sua facilidade em perder elétrons.

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