Tabela Periódica

 

Tabela Periódica 2019 (para imprimir)

Tabela (preto e branco)

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Tabela colorida

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Como a Tabela Periódica adquiriu sua forma

Todo elemento é definido por seu número atômico, o número de prótons carregados positivamente no núcleo de todos os átomos desse elemento. O número de prótons é igual a um mesmo número de elétrons de carga negativa, encontrados em "órbitas" ao redor do núcleo. 

Órbitas está entre aspas porque os elétrons não estão se movendo de verdade em órbitas como os planetas se movem ao redor de uma estrela. Na realidade, você não pode nem mesmo dizer que eles estão se movendo.

Em vez disso, cada elétron descreve uma nuvem de probabilidade, pela possibilidade de estar mais em um lugar do que em outro, mas sem podermos dizer qual é esse lugar neste exato momento. 

As figuras ao lado mostram as várias formas tridimensionais das nuvens de probabilidade dos elétrons ao redor de um núcleo.

O primeiro tipo, chamado de orbital "s", é totalmente simétrico - o elétron não tende a ir em nenhuma direção em particular. O segundo tipo, chamado orbital "p", tem dois lóbulos, de modo que é mais provável que o elétron esteja em um lado ou no outro do núcleo e menos provável que esteja em qualquer outra direção.

Enquanto existe apenas um tipo de orbital "s", existem três tipos de orbitais "p", com lóbulos apontando em três direções ortogonais (x, y, z) no espaço. 

Similarmente, existem cinco diferentes tipos de orbitais "d" e sete tipos diferentes de orbitais "f", com aumento crescente do número de lóbulos. (Você pode pensar nessas formas como algo similar a ondas estacionárias tridimensionais).

Cada forma de orbital pode existir em múltiplos tamanhos, por exemplo, o orbital 1s é uma pequena esfera, o orbital 2s é uma esfera maior, o 3s ainda maior, e assim por diante. A energia de um elétron colocado em qualquer orbital cresce conforme a órbita aumenta de tamanho. E todo o resto sendo igual, os elétrons sempre irão se acomodar nos menores orbitais, mais favorecidos energicamente. 

(Os elétrons são fortemente atraídos pelo núcleo, e tendem a preencher primeiro os orbitais mais próximos dele, onde a atração é maior. Isso provoca um decréscimo de energia, que dá maior estabilidade ao sistema.

Então, todos os elétrons em um átomo ficam normalmente juntos no orbital de menor energia 1s? Não, e aqui está uma das descobertas mais fundamentais da mecânica quântica: duas partículas nunca podem coexistir em um mesmo estado quântico. 

(Os elétrons apresentam um movimento de rotação conhecido como "spin", que pode ser no sentido horário ou anti-horário; sua representação é feita por uma seta apontando para cima ou para baixo. Sendo uma propiedade fundamental, o spin entra na composição de um estado quântico.)

Assim, dois elétrons só podem permanecer em dado orbital se seus spins forem opostos.

O hidrogênio possui apenas um elétron, então, este permanece no orbital 1s. O hélio possui dois e ambos cabem em 1s, completando sua capacidade binária. 


O lítio possui três e como não é permitido acomodá-los somente no 1s, o terceiro elétron vai para o orbital seguinte, 2s, de maior energia. E assim por diante - os orbitais vão sendo preenchidos um por um, em ordem crescente de  energia.

É essa ordem de preenchimento que determina a forma da tabela periódica. As primeiras duas colunas são ditadas pelos elétrons que preenchem os orbitais "s". As próximas dez têm elétrons preenchendo os 5 orbitais "d". 

As últimas seis envolvem elétrons preenchendo os três orbitais "p". E finalmente, mas não menos importante, os 15 elementos de terras raras têm elétrons colocados nos sete orbitais "f". 

Bibliografia:

Fonte: GRAY, Theodore. Os elementos: Uma exploração visual dos átomos conhecidos no universo. São Paulo: Editora Blucher, 2011.

Tabela Periódica (Lantanídeos e Actinídeos)

Esses dois grupos são conhecidos juntos como as terras raras, apesar do fato de que alguns deles não são nada raros. 

A fila superior, começando com o lantânio, é conhecida como lantanídeos; e você não vai se surpreender ao descobrir que a fila debaixo, começando com o actínio, é conhecida como os actinídeos.

Os lantanídeos são especialmente notórios por serem quimicamente parecidos uns com os outros. Alguns são tão similares que as pessoas debateram por anos se eles realmente deveriam ser elementos separados.

Todos os actinídeos são radioativos, mas o urânio e o plutônio são os mais famosos. A adição dos actinídeos ao layout padrão da tabela periódica foi feita por Glenn Seaborg, em grande parte porque ele foi o responsável pela descoberta de tantos novos elementos que uma nova fileira tornou-se necessária. 

(Apesar de novos elementos terem sido descobertos por muitas pessoas, Seaborg foi o único que precisou criar uma nova fileira para dispor todas as suas descobertas.) 



A infinita variedade de combinações e recombinações que nós chamamos química começa e termina com essa curta e memorável lista, os blocos de concreto do mundo físico.

Bibliografia:
Fonte: GRAY, Theodore. Os elementos: Uma exploração visual dos átomos conhecidos no universo. São Paulo: Editora Blucher, 2011.
http://www.materiaincognita.com.br/a-riqueza-oculta-nas-jazidas-de-terras-raras-no-brasil/

Tabela Periódica (Halogênios e Gases Nobres)

A décima sétima coluna é chamada de halogênios e seus membros formam um grupo perigoso  em sua forma pura.

Todos os elementos dessa coluna são altamente reativos e mal cheirosos. O flúor puro é lendário por sua habilidade de atacar praticamente qualquer coisa. O cloro foi usado como gás venenoso na Primeira Guerra Mundial. 

Mas, na forma de compostos, como a pasta de dente com flúor, ou o sal de cozinha (cloreto de sódio), os halogênios tornam-se compatíveis com o uso doméstico.

A última coluna é a dos gases nobres. O termo nobre é empregado aqui no sentido de "acima do comum". Os gases nobres quase nunca formam compostos entre si ou com outros elementos. 

Por serem tão inertes, os gases nobres são frequentemente usados para proteger elementos reativos, envolvendo-os com uma atmosfera que preserva sua natureza química. Por exemplo, se você comprar sódio de um fornecedor químico, ele virá selado em um contêiner cheio de argônio.

Bibliografia:     

Fonte: GRAY, Theodore. Os elementos: Uma exploração visual dos átomos conhecidos no universo. São Paulo: Editora Blucher, 2011.

Tabela Periódica (para imprimir)

Link para imprimir a tabela periódica A4

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Tabela Periódica (Metais, Metaloides, Não Metais)

Os elementos no triângulo inferior à esquerda são conhecidos como os metais ordinários, apesar de a maior parte das pessoas terem como metais ordinários os metais de transição mencionados no grupo anterior. (A essa altura você já deve ter percebido que a grande maioria dos elementos são metais de um tipo ou de outro).

Os elementos no triângulo superior à direita são conhecidos como os não metais. (Os próximos dois grupos, halogênios e gases nobres, também não são metais). Os não metais são isolantes térmicos, enquanto todos os metais conduzem eletricidade, ao menos de alguma maneira.

Entre os metais e não metais existe um traçado em diagonal de elementos que ficam "em cima do muro", conhecidos como metaloides. 

Eles são, como você pode imaginar pelo nome, de certa forma, parecidos com metais e, de outras formas, diferentes deles. Os metaloides incluem os semicondutores, que se tornaram tão importantes para a vida moderna.

O fato de essa linha ser diagonal viola a regra segundo a qual os elementos de uma mesma coluna compartilham características comuns. Bem, é apenas uma regra geral - a química é complicada o bastante para qualquer regra não ser absoluta. No caso da diferenciação entre metais e não metais, vários fatores competem para determinar se um elemento pertence a um ou outro lado, e a balança pende para a direita conforme você desce a tabela.

Bibliografia:     

Fonte: GRAY, Theodore. Os elementos: Uma exploração visual dos átomos conhecidos no universo. São Paulo: Editora Blucher, 2011.

Tabela Periódica (Metais de Transição)

O grande bloco central da tabela periódica é conhecido como elementos de transição. Eles são os metais de base para a indústria - só a primeira fila já é um verdadeiro "quem é quem" dos metais comuns. 

Todos os metais de transição, exceto o mercúrio (80), são razoavelmente duros e sólidos. (E também é o caso do mercúrio se você resfriá-lo o suficiente. 

Ele se solidifica em um metal bastante parecido com o estanho, elemento de número atômico 50). 

Mesmo o tecnécio (43), o único elemento radioativo nesse bloco, é um metal tão robusto como seus vizinhos. Ele não é exatamente o elemento com que você gostaria da fazer um garfo - não porque ele não funcionaria, mas por que seria muito caro e lentamente o mataria com sua radiação.

Os metais de transição, como um todo, são relativamente estáveis no ar, mas alguns se oxidam lentamente. O exemplo mais notável, sem dúvida, é o ferro (26), cuja tendência de enferrujar é de longe a mais indesejável reação química destrutiva. 

Outros, como o ouro (79) e a platina (78), são valorizados por sua extrema resistência à corrosão.

Os dois lugares vazios no canto inferior esquerdo estão reservados para as séries de lantanídeos e actinídeos dos elementos. De acordo com a lógica da tabela periódica, um espaço de quinze elementos deveria aparecer entre a segunda e a terceira colunas, com os elementos dos grupos lantanídeos e actinídeos. Porém, como isso tornaria a tabela periódica muito grande e pouco prática, é convencional que se feche esse espaço, mostrando as terras raras em duas fileiras abaixo da parte principal da tabela.

Bibliografia:    

Fonte: GRAY, Theodore. Os elementos: Uma exploração visual dos átomos conhecidos no universo. São Paulo: Editora Blucher, 2011.

Tabela Periódica (Metais Alcalinos e Metais Alcalinos Terrosos)

O primeiro elemento, hidrogênio, é um pouco anormal. Ele é convencionalmente posto na coluna mais à esquerda, e compartilha de algumas propriedades químicas com os outros elementos de sua coluna (principalmente o fato de que, em compostos, ele normalmente perde um elétron para formar um íon H+, tal como o sódio, elemento de número atômico 11, perde um elétron para formar Na+). 

Porém, o hidrogênio é um gás, enquanto os outros elementos na primeira coluna são metais moles. Assim, algumas representações da tabela periódica deixam o hidrogênio em uma categoria à parte.

Os outros elementos da primeira coluna, desconsiderando o hidrogênio, são chamados de metais alcalinos, e seria muito divertido jogar todos em um lago. 

Metais alcalinos reagem com água para liberar gás hidrogênio, que é altamente inflamável. 

Quando você joga uma quantidade razoável de sódio em um lago, o resultado é uma enorme explosão alguns segundos depois. Dependendo se você tomou as precauções certas, isso pode ser uma excitante e bela experiência, ou o fim da sua vida como era até então, se o sódio derretido atingir seus olhos, cegando-o permanentemente.

A química é mais ou menos assim: poderosa o suficiente para fazer grandes coisas no mundo, mas também perigosa o bastante para fazer coisas terríveis. Se você não a respeitar, ela pode "mordê-lo".

Os elementos da segunda coluna são de metais alcalinos terrosos. Tal como os metais alcalinos, esses metais relativamente moles reagem com a água liberando gás hidrogênio. 

Mas, ao contrário dos metais alcalinos que reagem explosivamente, os alcalinos terrosos são mais dóceis - eles reagem com lentidão suficiente para que o hidrogênio não entre em ignição espontânea, permitindo, por exemplo, o cálcio ser usado em geradores portáteis de hidrogênio.

Bibliografia:   
Fonte: GRAY, Theodore. Os elementos: Uma exploração visual dos átomos conhecidos no universo. São Paulo: Editora Blucher, 2011.