À medida que os elementos químicos foram sendo descobertos,
caracterizados e identificados, os químicos perceberam que, ao listá-los em
ordem crescente de número atômico, podia ser observada uma repetição periódica
de certas propriedades específicas da matéria: a densidade, o ponto de fusão, o
raio e o volume do átomo, por exemplo.
A constatação dessa periodicidade motivou alguns químicos a
tentar organizar uma tabela em que os elementos ficassem agrupados de uma forma
lógica e de acordo com certas características. Assim surgiu a "tabela
periódica". A tabela periódica é um instrumento extremamente útil para o
trabalho prático e teórico dos químicos, porque resume valiosas informações
sobre os elementos químicos.
Observe a tabela. A primeira coisa que chama a atenção é que
ela é formada por um grande bloco de quadradinhos, em baixo do qual há duas
fileiras com 15 quadradinhos cada. No canto esquerdo, em tamanho maior,
repetimos o quadrado onde estão as informações sobre o hidrogênio. Este quadrado
maior é a "legenda" da tabela, que diz a que se referem todas as informações
contidas em cada quadradinho. No corpo da tabela, o hidrogênio fica à esquerda e
em cima.
I - CONSIDERAÇÕES GERAIS
Desde os primórdios dos tempos, o homem busca uma explicação
para o mundo que o cerca, procurando entendê-lo e interpretá-lo buscando
adaptações que lhe tornem possível a vida.
Através dos tempos, sempre houve aqueles que dedicaram a
existência a responder questões como: Como se organiza o universo? Como se dá o
pensamento? O que é mesmo um átomo? Esses cientistas, através de análise de
processos, da observação das coisas e dos fenômenos que ocorrem, chegam a
conclusões, estabelecem relações desenvolvendo as Ciências.
E os horizontes se alargam com o passar dos anos, pois vai
havendo acúmulo de dados capazes de servir de base às novas descobertas.
De uma maneira bem simples, pode-se dizer que ao conjunto de
processos racionalmente organizados utilizados pelo homem para entender a
natureza, o mundo e a si próprio, dá-se o nome de Ciência.
São diversas as Ciências, mas todas possuem o seu objeto de
estudo, todas possuem métodos próprios, estabelecem leis e desenvolvem
teorias.
Surgem as idéias das quais aparecem as hipóteses, estudos são
feitos, observam-se os fatos, experiências são feitas, agrupam-se os fenômenos
estabelecendo-se relações, chegando-se a conclusões explicativas de determinados
fatos. Esse é o processo pelo qual se dá o método científico.
A Química como ciência, também possui seu objetivo, seu método,
suas leis.
II - DEFINIÇÃO
A Química é a ciência que estuda os processos químicos, isto é,
as transformações que ocorrem nas matérias de forma irreversível. É portanto, o
estudo das estruturas das matérias e das transformações que sofrem.
Há matérias que encontramos na natureza cujas características e
composição são constantes, isto é, imutáveis.
Essas matérias são as substâncias.
A água, por exemplo, é uma substância. Ela poderá sofrer
processos físicos que acarretarão modificações no seu estado. Porém, cessando a
causa, voltará à sua forma natural. Em nenhum momento mudará sua composição:
sempre será composta por hidrogênio e oxigênio, em qualquer de seus estados
físicos.
Os estados físicos são os seguintes:
A composição da água é conhecida hoje, depois de estudos que
foram se aperfeiçoando. Como a composição da água, sabe-se hoje muito mais sobre
as matérias e suas composições e esse será nosso primeiro tema.
III - A COMPOSIÇÃO ATÔMICA DA MATÉRIA
Sabe-se que o átomo (do grego: a = não; tomo = divisível)
existe, sem que ninguém o possa ver. Por isso, foram feitas muitas teorias que
se modificaram conforme o avanço da Química.
A - OS MODELOS ATÔMICOS
1 - Modelo Atômico de Dalton 1T66 -1844.
Constitui a primeira visão experimental do átomo. Tem como base
a Lei das Proporções Definidas de Proust. "Quando duas substâncias se combinam,
as massas participantes guardam entre si uma proporção constante". Dalton
imaginou o átomo como uma esferinha mágica e homogênea que não se dividia nem se
destruía.
a - A constituição do átomo - sabemos hoje que o átomo é
formado por três partículas: prótons(P+), elétrons(e-) e
nêutrons(n0). Características principais:
2 - Modelo de Thompson - 1898.
Thompson imaginou que o átomo fosse uma esfera que continha os
prótons (+) e os elétrons (-) formando um conjunto neutro. Ele baseou-se na
descoberta anterior de ambos. O nêutron só foi confirmado em 1932.
3 - Modelo de Rutherford -1911.
Partiu dele uma experiência com uma lâmina de ouro e partículas
alfa emitidas pelo polônio. Disso, ele concluiu que o átomo teria um núcleo onde
estariam os prótons (+) e uma eletrosfera que girava em torno do núcleo, formada
por elétrons (-), cujo raio é cerca de 10.000 a 100.000 vezes maior que o raio
do núcleo.
4 - Modelo do átomo, atualmente aceito.
Depois da descoberta do nêutron, aceita-se que os nêutrons e
prótons formam o núcleo com carga positiva. Os elétrons formam a eletrosfera,
tendo carga negativa.
5 - Diâmetro do átomo.
Rutherford imaginou o diâmetro do átomo estabelecendo relação
com o diâmetro do núcleo.
O diâmetro do átomo proposto seria 10-8 cm, enquanto
que o do núcleo seria da ordem de 10-12 cm. Calculando-se:
10'8
Para se ter uma idéia, se pensarmos em uma esfera de 30 cm de
diâmetro como núcleo, o átomo seria outra de 3 km de diâmetro.
30 cm x 10.000 = 300.000 = 3 km
10-8 é igual a 1 angstrom (A)
B - INFORMAÇÕES ÚTEIS
1- Os elétrons foram descobertos por Thompson (1895); o próton
por Thompson, Rutherford e outros no início do século XX, o nêutron foi previsto
por Rutherford e confirmado por Chadwick em 1932.
2 - O polônio é elemento radioativo.
3 - A massa do elétron (1/1.836) não é nula, mas desprezível
visto que o átomo, com ou sem ele, tem praticamente o mesmo peso.
C - O NÚMERO ATÔMICO (Z)
O número atômico dos elementos é determinado pelo número de
prótons do núcleo.
Z= p+
p+ = corresponde ao número de prótons.
O número atômico do átomo de sódio é 11, vale dizer que um
átomo de sódio tem 11 prótons.
D - NÚMERO DE MASSA (A)
A= p++ n °
O número de massa do elemento é encontrado pela soma do número
de prótons do núcleo com o número de nêutrons. Esse número relaciona-se
diretamente com a massa total, pois a massa total do elétron é desprezível
(1/1.836).
O átomo isolado é neutro, pois o número de elétrons e prótons
se igualam quando não há ligação atômica.
O número de nêutrons calcula-se pela diferença entre o número
de massa e o número atômico.
A = p++ n ° A = Z + n°
Portanto: n = A - Z / Z = p
E - ELEMENTO QUÍMICO
Lavoisier conseguiu descobrir que a água era constituída por
hidrogênio e oxigênio, sendo esses impossíveis de serem desdobrados.
Esses constituintes químicos fundamentais das substâncias foram
chamados de elementos químicos, formados por átomos de mesmo número atômico
(Z).
Então é pelo (Z) que se identifica o elemento químico. O
número atômico 26, por exemplo, indica que o átomo possui 26 prótons em seu
núcleo. Essa é a característica do elemento Ferro.
Z = 1 átomo de um só próton em seu núcleo, o que é o
próprio hidrogênio.
1- Cada elemento químico possui um símbolo, representado
por uma letra que é sempre a letra de forma. A primeira letra será maiúscula. A
segunda letra (se houver) será minúscula. São normalmente as letras iniciais dos
elementos químicos.
O Z e o A do elemento químico são indicados da seguinte
forma:
2 - Alguns símbolos são derivados do nome, em latim, do
elemento. Exemplo: Sódio - natrium símbolo: Na.
Prata - argentum - símbolo: Ag.
3 - Representações do elemento químico. Exemplo e
revisão.
Correspondente ao sódio (natrium - Na) com número atômico (Z) =
11 e o número de massa (A) = 23.
Logo, o átomo do elemento químico sódio, que possui Z = 11 e A
= 23 tem:
- número de prótons do núcleo (p) p=Z=11.
- número de elétrons do átomo isolado (fora da ligação atômica)
e = p = 11,
no estado fundamental.
- número de nêutrons do núcleo:
n = A - Z, ou seja : 23 - 11=12
F - ISÓTOPOS, ISÓBAROS E ISÓTONOS
1 Isótopos São átomos de um mesmo elemento que apresentam mesmo
número atômico e diferentes números de massa, pois têm diferentes números de
nêutrons.
O hidrogênio é um elemento que apresenta três isótopos, que são
os únicos a receberem nomes especiais.
São isótopos do hidrogênio:
o prótio è 
o deutério è 
o trítio è 
a - Composições:
prótio - 1 p, 1 e / deutério - 1p, 1e, 1n / trítio - 1 p, 1e e
2n
A ocorrência dos isótopos do hidrogênio dá-se nas seguintes
porcentagens em relação à massa:
=
99,98%; = 0,02%;
= 10
-7;
Essa ocorrência é constante, isto é, o hidrogênio de qualquer
substância sempre terá essas proporções.
A mesma coisa se dá em relação a qualquer outro elemento.
O oxigênio terá em seus compostos três isótopos nas seguintes
proporções:
= 99,76% ; 
=
0,04%0 ;
=
0,20%
p = 8 p = 8 p = 8
n = 8 n = 9 n = 10
e = 8 e = 8 e = 8
b - Nomenclatura dos isótopos:
À exceção do hidrogênio que, como foi visto, possui isótopos
com especiais denominações, escreve-se à frente de seu nome, o seu número de
massa:
- oxigênio 16
- flúor19
Há elementos de um única isótopo: flúor 19 è
As propriedades químicas dos isótopos são semelhantes, pela
existência do mesmo número de elétrons.
2 - Isóbaros - São aqueles átomo onde os números atômicos
diferem, porém, há um mesmo número de massa. São átomos de diferente elementos,
por isso suas propriedade não se assemelham.
Exemplo: cálcio e potássio.
3 - Isótonos - Átomos de mesmo número de nêutrons e
possuidores de diferentes números atômicos.
Exemplo: flúor e neônio.
9 ≠ 10
Entretanto: 19 - 9 = 10 n
20 -10 = 10 n
IV -CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA DOS ELEMENTOS
Introdução
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.
Química
