Ciências da Natureza e suas Tecnologias - Ciências Ensino Fundamental, 9º Ano Classificação dos elementos químicos de acordo com a tabela periódica e suas propriedades CIÊNCIAS, 9° Ano do Ensino Fundamental Classificação dos elementos químicos de acordo com a tabela periódica e suas propriedades Grupo # 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 2 He 10 Ne 18 Ar 36 Kr 54 Xe 86 Rn 118 Uuo Período 1 2 3 4 5 6 7 1 H 3 Li 11 Na 19 K 37 Rb 55 Cs 87 Fr 4 Be 12 Mg 20 Ca 38 Sr 56 Ba 88 Ra * Lantanídios ** Actinídios 21 Sc 39 Y * ** 57 La 89 Ac 22 Ti 40 Zr 72 Hf 104 Rf 23 V 41 Nb 73 Ta 105 Db 24 Cr 42 Mo 74 W 106 Sg 25 Mn 43 Tc 75 Re 107 Bh 26 Fe 44 Ru 76 Os 108 Hs 27 Co 45 Rh 77 Ir 109 Mt 28 Ni 46 Pd 78 Pt 110 Ds 29 Cu 47 Ag 79 Au 111 Rg 30 Zn 48 Cd 80 Hg 112 Cn 5 B 13 Al 31 Ga 49 In 81 Tl 113 Uut 58 Ce 90 Th 59 Pr 91 Pa 60 Nd 92 U 61 Pm 93 Np 62 Sm 94 Pu 63 Eu 95 Am 64 Gd 96 Cm 65 Tb 97 Bk 66 Dy 98 Cf 67 Ho 99 Es 6 C 14 Si 32 Ge 50 Sn 82 Pb 114 Fl 7 N 15 P 33 As 51 Sb 83 Bi 115 Uup 8 O 16 S 34 Se 52 Te 84 Po 116 Lv 9 F 17 Cl 35 Br 53 I 85 At (117) (Uus) 68 Er 100 Fm 69 Tm 101 Md 70 Yb 102 No 71 Lu 103 Lr CIÊNCIAS, 9° Ano do Ensino Fundamental Classificação dos elementos químicos de acordo com a tabela periódica e suas propriedades • Um pré-requisito necessário para a construção da tabela periódica foi a descoberta individual dos elementos químicos. Embora os elementos, tais como ouro (Au), prata (Ag), estanho (Sn), cobre (Cu), chumbo (Pb) e mercúrio (Hg) fossem conhecidos desde a antiguidade, a primeira descoberta científica de um elemento ocorreu em 1669, quando o alquimista Henning Brand descobriu o fósforo (P). • Durante os duzentos anos seguintes, um grande volume de conhecimento relativo às propriedades dos elementos e seus compostos foram adquiridos pelos químicos. Com o aumento do número de elementos descobertos, os cientistas iniciaram a investigação de modelos para reconhecer as propriedades e desenvolver esquemas de classificação. • A primeira classificação foi a divisão dos elementos em metais e não metais. Isso possibilitou a antecipação das propriedades de outros elementos, determinando, assim, se seriam ou não metálicos.1 CIÊNCIAS, 9° Ano do Ensino Fundamental Classificação dos elementos químicos de acordo com a tabela periódica e suas propriedades • Em 1869, na Rússia, um professor de Química, chamado Dimitri Ivanovich Mendeleev, estava escrevendo um livro sobre os elementos conhecidos na época (cerca de 63), cujas propriedades eram escritas em fichas separadas. Ele percebeu que, organizando em relação ao número de massa, determinadas propriedades se repetiam diversas vezes; ou seja, eram propriedades periódicas.2 CIÊNCIAS, 9° Ano do Ensino Fundamental Classificação dos elementos químicos de acordo com a tabela periódica e suas propriedades • A partir disso, Mendeleev organizou os elementos em linhas horizontais, em ordem crescente de massa atômica, e elementos com propriedades semelhantes eram colocados na mesma coluna (famílias ou grupos).3 • A partir deste fator, Mendeleev conseguiu prever algumas propriedades (pontos de fusão e ebulição, densidade, dureza, retículo cristalino, óxidos, cloretos) de elementos químicos que ainda não haviam sido descobertos em sua época. Devido a esta previsibilidade, seu trabalho foi amplamente aceito, sendo assim considerado o pai da tabela periódica atual. Mas de maneira justa, tanto ele quanto o seu correlato alemão, Meyer, são os verdadeiros pais da atual classificação periódica.4 CIÊNCIAS, 9° Ano do Ensino Fundamental Classificação dos elementos químicos de acordo com a tabela periódica e suas propriedades • Atualmente existem sete períodos, e o número de períodos corresponde à quantidade de níveis (camadas) eletrônicos que os elementos químicos apresentam, que, por convenção, são indicados pelas letras: K, L, M, N, O, P e Q. • Veja alguns exemplos: 4Be : 2 - 2 2 camadas eletrônicas (K e L): K L 2º período CIÊNCIAS, 9° Ano do Ensino Fundamental Classificação dos elementos químicos de acordo com a tabela periódica e suas propriedades 13 Al: 2 - 8 - 3 3 camadas eletrônicas (K, L e M): 3º período K L M Períodos Número de camadas 1º 1: K 2º 2: K L 3º 3: K L M 4º 4: K L M N 5º 5: K L M N O 6º 6: K L M N O P 7º 7: K L M N O P Q CIÊNCIAS, 9° Ano do Ensino Fundamental Classificação dos elementos químicos de acordo com a tabela periódica e suas propriedades Famílias ou grupos • São 18 famílias ou grupos, reunindo elementos com propriedades químicas semelhantes, por apresentarem a mesma configuração eletrônica na sua camada (nível) de valência. • Camada de valência é a camada mais externa que permite a formação ou não de moléculas. • Molécula é a união de átomos. CIÊNCIAS, 9° Ano do Ensino Fundamental Classificação dos elementos químicos de acordo com a tabela periódica e suas propriedades • Existem as famílias A e B Grupo # 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 2 He 10 Ne 18 Ar 36 Kr 54 Xe 86 Rn 118 Uuo Período 1 2 3 4 5 6 7 1 H 3 Li 11 Na 19 K 37 Rb 55 Cs 87 Fr 4 Be 12 Mg 20 Ca 38 Sr 56 Ba 88 Ra * Lantanídios ** Actinídios Famílias Famílias B B 21 Sc 39 Y * ** 57 La 89 Ac 22 Ti 40 Zr 72 Hf 104 Rf 23 V 41 Nb 73 Ta 105 Db 24 Cr 42 Mo 74 W 106 Sg 25 Mn 43 Tc 75 Re 107 Bh 26 Fe 44 Ru 76 Os 108 Hs 27 Co 45 Rh 77 Ir 109 Mt 28 Ni 46 Pd 78 Pt 110 Ds 29 Cu 47 Ag 79 Au 111 Rg 30 Zn 48 Cd 80 Hg 112 Cn 5 B 13 Al 31 Ga 49 In 81 Tl 113 Uut 58 Ce 90 Th 59 Pr 91 Pa 60 Nd 92 U 61 Pm 93 Np 62 Sm 94 Pu 63 Eu 95 Am 64 Gd 96 Cm 65 Tb 97 Bk 66 Dy 98 Cf 67 Ho 99 Es As famílias B são denominadas elementos de transição. 6 C 14 Si 32 Ge 50 Sn 82 Pb 114 Fl 7 N 15 P 33 As 51 Sb 83 Bi 115 Uup 8 O 16 S 34 Se 52 Te 84 Po 116 Lv 9 F 17 Cl 35 Br 53 I 85 At (117) (Uus) 68 Er 100 Fm 69 Tm 101 Md 70 Yb 102 No 71 Lu 103 Lr CIÊNCIAS, 9° Ano do Ensino Fundamental Classificação dos elementos químicos de acordo com a tabela periódica e suas propriedades • • • • • • • • Família I A - Metais Alcalinos Família II A - Metais Alcalinos Terrosos Família III A - Família do Boro Família IV A - Família do Carbono Família V A - Família do Nitrogênio Família VI A - Calcogênios Família VII A - Halogênios Família 18 ou 0 - Gases Nobres CIÊNCIAS, 9° Ano do Ensino Fundamental Classificação dos elementos químicos de acordo com a tabela periódica e suas propriedades Classificação dos elementos Outra maneira de classificar os elementos é agrupá-los segundo suas propriedades físicas e químicas em: • Hidrogênio • Metais • Ametais • Gases Nobres CIÊNCIAS, 9° Ano do Ensino Fundamental Classificação dos elementos químicos de acordo com a tabela periódica e suas propriedades O hidrogênio, elemento do símbolo H, é o mais simples de todos os elementos químicos, pois é constituído de um próton e um elétron que gira ao seu redor. Embora na Terra ocupe o nono lugar entre os elementos em termos de ocorrência, correspondendo a 0,9% da massa do planeta, é o mais abundante no universo, pois apresenta cerca de 75% de toda a massa cósmica.5 CIÊNCIAS, 9° Ano do Ensino Fundamental Classificação dos elementos químicos de acordo com a tabela periódica e suas propriedades Propriedades físicas e químicas: O hidrogênio é uma substância simples, presente em abundância na superfície terrestre em combinação com os outros elementos e, em especial, na água. Em seu estado molecular, H2, como se encontra na natureza, constitui-se de dois átomos de hidrogênio, ligados por covalência, e faz parte das emanações vulcânicas em proporções reduzidas. CIÊNCIAS, 9° Ano do Ensino Fundamental Classificação dos elementos químicos de acordo com a tabela periódica e suas propriedades Grupo # 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 2 He 10 Ne 18 Ar 36 Kr 54 Xe 86 Rn 118 Uuo Período 1 2 3 4 5 6 7 1 H 3 Li 11 Na 19 K 37 Rb 55 Cs 87 Fr 4 Be 12 Mg 20 Ca 38 Sr 56 Ba 88 Ra * Lantanídios ** Actinídios 21 Sc 39 Y * ** 57 La 89 Ac 22 Ti 40 Zr 72 Hf 104 Rf 23 V 41 Nb 73 Ta 105 Db 24 Cr 42 Mo 74 W 106 Sg 25 Mn 43 Tc 75 Re 107 Bh 26 Fe 44 Ru 76 Os 108 Hs 27 Co 45 Rh 77 Ir 109 Mt 28 Ni 46 Pd 78 Pt 110 Ds 29 Cu 47 Ag 79 Au 111 Rg 30 Zn 48 Cd 80 Hg 112 Cn 5 B 13 Al 31 Ga 49 In 81 Tl 113 Uut 58 Ce 90 Th 59 Pr 91 Pa 60 Nd 92 U 61 Pm 93 Np 62 Sm 94 Pu 63 Eu 95 Am 64 Gd 96 Cm 65 Tb 97 Bk 66 Dy 98 Cf 67 Ho 99 Es Hidrogênio Ametais Gases Nobres 6 C 14 Si 32 Ge 50 Sn 82 Pb 114 Fl 7 N 15 P 33 As 51 Sb 83 Bi 115 Uup 8 O 16 S 34 Se 52 Te 84 Po 116 Lv 9 F 17 Cl 35 Br 53 I 85 At (117) (Uus) 68 Er 100 Fm 69 Tm 101 Md 70 Yb 102 No 71 Lu 103 Lr Metais Exceto o mercúrio (Hg), todos os outros metais são sólidos à temperatura ambiente (25°C). Geralmente apresentam elevadas temperaturas de fusão e ebulição. Imagem: Mauro Cateb / Cobre e latão para soldas. Lingote de prata 950 e chapa de prata. Liga para ser adicionada à prata, com cobre e germânio. Grânulos de prata fina / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. CIÊNCIAS, 9° Ano do Ensino Fundamental Classificação dos elementos químicos de acordo com a tabela periódica e suas propriedades CIÊNCIAS, 9° Ano do Ensino Fundamental Classificação dos elementos químicos de acordo com a tabela periódica e suas propriedades Características principais: - possuem brilho e cor cinza (prateada), exceto o ouro e o cobre; - são bons condutores de calor e de corrente elétrica; - ductibilidade: capacidade de fazer fios; - maleabilidade: capacidade de produzir lâminas.6 CIÊNCIAS, 9° Ano do Ensino Fundamental Classificação dos elementos químicos de acordo com a tabela periódica e suas propriedades Metais Não Metais Gases Nobres Em temperatura ambiente, existem ametais nos três estados físicos: sólido, líquido e gasoso. Imagem: Rob Lavinsky, iRocks.com / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported CIÊNCIAS, 9° Ano do Ensino Fundamental Classificação dos elementos químicos de acordo com a tabela periódica e suas propriedades Geralmente os ametais apresentam baixas temperaturas de fusão e ebulição, sendo maus condutores de calor e eletricidade. São opacos e quando sólidos, fragmentam-se. CIÊNCIAS, 9° Ano do Ensino Fundamental Classificação dos elementos químicos de acordo com a tabela periódica e suas propriedades 18 2 He 10 Ne 18 Ar 36 Kr 54 Xe 86 Rn Os Gases Nobres possuem sua camada de valência completa, com 2 ou 8 elétrons. Devido a esse fato, eles não se unem a nenhum outro elemento; ou seja, não permitem a formação de moléculas. Na indústria, são usados na fabricação de diversos objetos que veremos a seguir. CIÊNCIAS, 9° Ano do Ensino Fundamental Classificação dos elementos químicos de acordo com a tabela periódica e suas propriedades • Dentre os gases nobres que fazem parte da composição do ar, podemos citar: argônio (Ar), neônio (Ne), radônio (Rn), hélio (He), criptônio (Kr) e xenônio (Xe), sendo que eles compõem cerca de 0,93% do ar atmosférico. Esses gases não produzem nenhum tipo de reação química com outras substâncias e, por isso, são considerados nobres.8 CIÊNCIAS, 9° Ano do Ensino Fundamental Classificação dos elementos químicos de acordo com a tabela periódica e suas propriedades Imagem: Balão atmosférico preenchido com gás hélium. / U.S. Navy photo by Photographer's Mate Airman Paul H. Laverty Jr. / Domínio Público He É o gás mais leve que existe, é utilizado para encher balões. CIÊNCIAS, 9° Ano do Ensino Fundamental Classificação dos elementos químicos de acordo com a tabela periódica e suas propriedades Ne Gás usado em lâmpadas de Neon – presentes em lojas, lanchonetes, boates, etc. Imagem: Lestat (Jan Mehlich) / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported CIÊNCIAS, 9° Ano do Ensino Fundamental Classificação dos elementos químicos de acordo com a tabela periódica e suas propriedades Ar • As lâmpadas elétricas têm uma estrutura muito simples. Na base, existem dois contatos de metal que são ligados a dois fios rígidos, que são conectados ao filamento de metal fino. O filamento fica no meio da lâmpada, protegido por uma cápsula de vidro. CIÊNCIAS, 9° Ano do Ensino Fundamental Classificação dos elementos químicos de acordo com a tabela periódica e suas propriedades Os fios e o filamento estão dentro da lâmpada de vidro, que é cheia de gás inerte, como o argônio. Imagem: Jeff Kubina / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic CIÊNCIAS, 9° Ano do Ensino Fundamental Classificação dos elementos químicos de acordo com a tabela periódica e suas propriedades Imagem: Dmitry G / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported Imagem: Matthew Bowden / This image is free for any purpose Kr Gás usado em lâmpadas fluorescentes. CIÊNCIAS, 9° Ano do Ensino Fundamental Classificação dos elementos químicos de acordo com a tabela periódica e suas propriedades Imagem: David Monniaux / Creative Commons AttributionShare Alike 3.0 Unported Xe Gás presente no flash de máquinas fotográficas. CIÊNCIAS, 9° Ano do Ensino Fundamental Classificação dos elementos químicos de acordo com a tabela periódica e suas propriedades Rn Gás usado no tratamento de câncer Radioterapia Imagem: S. Russek/NIST / Domínio Público Tabela de Imagens n° do slide direito da imagem como está ao lado da foto 15 Mauro Cateb / Cobre e latão para soldas. Lingote de prata 950 e chapa de prata. Liga para ser adicionada à prata, com cobre e germânio. Grânulos de prata fina / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. Rob Lavinsky, iRocks.com / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported Balão atmosférico preenchido com gás hélium. / U.S. Navy photo by Photographer's Mate Airman Paul H. Laverty Jr. / Domínio Público 18 21 22 link do site onde se consegiu a informação Data do Acesso http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Metals_for 18/09/2012 _jewellery.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sulfures67a.jpg 04/09/2012 http://commons.wikimedia.org/wiki/File:US_Navy_ 04/09/2012 040506-N-2788L037_Aerographer%27s_Mate_3rd_Class_Arthur_Gri ffin,_of_Fort_Lauderdale,_Fla.,_fills_a_weather_ball oon_with_helium_gas_before_releasing_it_from_th e_fantail_of_USS_Ronald_Reagan_(CVN_76).jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Neon.JPG 04/09/2012 Lestat (Jan Mehlich) / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported 24 Jeff Kubina / Creative Commons Attribution- http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Light_Bulb 04/09/2012 Share Alike 2.0 Generic .jpg 25a Matthew Bowden / This image is free for any http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fluorescen 04/09/2012 purpose t_Lamp.jpg Tabela de Imagens n° do slide direito da imagem como está ao lado da foto 25b Dmitry G / Creative Commons AttributionShare Alike 3.0 Unported 26 David Monniaux / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported 27 S. Russek/NIST / Domínio Público link do site onde se consegiu a informação Data do Acesso http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Shining_flu 04/09/2012 orescent_lamp.JPG http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Camera_p 04/09/2012 1040345.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:MRI04/09/2012 tomograph.jpg