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Miguel

Descrição das Famílias da Tabela Periódica (V)

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Grupo 3 a 12 – Metais de Transição (Famílias B)


Os elementos pertencentes aos grupos 3 ao 12 são também chamados de metais de transição. Os elementos de transição são considerados os possuidores dos orbitais de valência 3d, 4d e 5d, além dos lantanídeos e os actinídeos, que possuem orbitais de valência 4f e 5f. Os lantanídeos e os actinídeos são denominados elementos de transição interna.Os elementos de transição receberam esta denominação de Mendeleev, que verificou que as propriedades destes elementos eram intermediárias às dos elementos, que hoje são classificados como, bloco s e bloco p. Os elementos de transição possuem características que os diferenciam de qualquer outro conjunto de grupos de elementos da Tabela Periódica. Todos os elementos de transição são metais e possuem alta condutividade térmica e elétrica. Em adição em ligas metálicas, aumenta a temperatura de fusão e ebulição, além de aumentar a resistência mecânica da liga. Muitos elementos de transição possuem vários estados de oxidação, geralmente, mais de dois. Alguns destes elementos, como o ferro e o cobre são conhecidos e utilizados desde a antiguidade. O ferro meteórico era trabalhado à milhares de anos, antes mesmo da metalurgia surgir. Algumas civilizações acreditavam em um mito que o céu era constituído de ferro, e quando se quebrava, caía um pedaço na Terra, que na verdade era ferro meteórico, oriundo do espaço. O cobre é um outro elemento trabalhado desde a antiguidade, que era moldado a marteladas. Após o desenvolvimento da metalurgia, passou a ser possível derreter o cobre, surgindo então a Idade do Bronze, quando se construíam objetos a partir liga de cobre e estanho. Não somente o cobre e o ferro são conhecidos e utilizado a tanto tempo, há também o ouro e a prata, que desde o início de sua utilização são desejados e apresentam aplicações voltadas para a área financeira e de ornamentação (ver aplicações de ouro e prata).Alguns elementos de transição, como dito, são conhecidos e utilizados desde muito tempo, mas outros foram obtidos ou sintetizados há poucos séculos, ou décadas. 

Referência bibliográfica:
1. Medeiros, M. A.; Texto retirado na íntegra do software QuipTabela 4.01; 2004.

Aplicações para estes elementos são encontradas nas mais diversas áreas da indústria e da pesquisa. Algumas aplicações comuns para muitos destes elementos são na constituição de ligas metálicas para os mais diversos fins e corantes, entre tantas outras importantes aplicações destes elementos (ver aplicações dos elementos de transição).



Série dos Lantanídeos

Os elementos da série dos lantanídeos são também conhecidos como lantanóides ou terras-raras. O termo terra-rara foi usado, inicialmente, para descrever qualquer óxido de ocorrência pouco conhecida e até, aproximadamente, 1920, ThO2 e ZrO2 eram incluídos como terras-raras. Depois de algum tempo, a denominação terras-raras passou a ser empregada para os elementos e não mais para os seus óxidos. Esta classificação passou a ser mais restrita, sendo dada para elementos que dificilmente se separam. Os metais terras-raras, geralmente, ocorrem na natureza juntos, no mineral monazita e gadolinita. Estes elementos são: lantânio, cério, praseodímio, neodímio, promécio, samário, európio, gadolínio, térbio, disprósio, hólmio, érbio, túlio, itérbio, lutécio e algumas vezes: ítrio e escândio.
Os elementos terras-raras foram isolados a partir do século XIX, principalmente a partir de 1839, quando C. G. Mosander isolou o cério e o lantânio, que também isolou, em 1843, o ítrio, o térbio e o érbio. Outros 11 elementos foram isolados até o início do século XX, mas só em 1945, que o promécio foi observado e isolado a partir de produtos de fissão do urânio-235, por cientistas americanos ( ver histórico do elemento).

Os lantanídeos apresentam propriedades químicas semelhantes, no entanto, elas não variam de maneira periódica. Esse foi um problema para a colocação deles na Tabela Periódica.

Referência bibliográfica:
1. Medeiros, M. A.; Texto retirado na íntegra do software QuipTabela 4.01; 2004.

Entretanto, estudos sobre estruturas eletrônicas e números atômicos possibilitaram a verificação que os elétrons mais externos destes elementos ocupavam o nível n = 4, e o orbital 4f era preenchido por elétrons. Isso colocou os elementos dispostos em uma série isolada do bloco principal da tabela. Essa série foi colocada na horizontal, pois a homogeneidade dos elementos aparece com o aumento do número atômico.



Série dos Actinídeos

Os elementos da série dos actinídeos também são chamados de actinóides. Eles formam um grupo de 14 elementos, excluído o actínio.

O nome actinídeo é uma referência ao actínio, o protótipo da série.

Em 1945, Glenn T. Seaborg publica uma tabela periódica, na qual há pela primeira vez uma nova série de elementos, que tinha o tório como inicial. Essa série de elementos era os actinídeos.

Essa nova série de elementos possuía apenas o tório, o protactínio e o urânio como elementos naturais. No entanto, a partir de meados da década de 1940, estudos sobre síntese de átomos pesados se concretizaram e foram produzidos os elementos: netúnio, plutônio, amerício, cúrio, berquélio, califórnio, einstéinio, férmio, mendelévio, nobélio e laurêncio. Esses eram os elementos da série dos actinídeos, que possuíam elétrons preenchendo o orbital 5f, o que lhes conferiam um diferencial, assim como os lantanídeos.

A descoberta de pelo menos a metade dos elementos dessa série se deve aos estudos e trabalhos desenvolvidos com o auxílio de Seaborg, que também propôs a série.

A maioria dos elementos desta série é artificial e todos são radioativos, entretanto, isso não impede que eles sejam utilizados pelo homem. Atualmente, diversas aplicações existem para estes elementos, mas a maioria voltada para suas propriedades radioativas, como produção de energia.

Referência bibliográfica:
1. Medeiros, M. A.; Texto retirado na íntegra do software QuipTabela 4.01; 2004.

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.

 

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Miguel

Descrição das Famílias da Tabela Periódica (IV)

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Grupo 17 – Halogênios (Família VIIA)


Os elementos do grupo 17 são também conhecidos como halogênios, que deriva do grego e significa formador de sal. Essa denominação foi inicialmente dada ao elemento cloro, em 1811, por J. S. C. Schweigger, para descrever as propriedades do elemento, que sempre estava associado a metais, dando origem a sais. Posteriormente, o termo halogênios foi estendido para os outros elementos com características semelhantes ao cloro. Anos depois, eles vieram a pertencer ao mesmo grupo na classificação periódica dos elementos químicos.Os halogênios possuem caráter não metálico elevado, sendo o flúor o de maior caráter não metálico. 
Os elementos deste grupo possuem configuração eletrônica da camada de valência igual a ns2np5 e todos possuem a capacidade de formar, pelo menos, um íon com número de oxidação -1. 
Compostos de halogênios são usados desde a antiguidade. Em aproximadamente 200 a.C. o cloreto de sódio era usado como forma de pagamento, ou seja, como uma espécie de moeda. Evidências arqueológicas mostram que em muito antes de 200 a.C., em 3000 a.C., um sal de halogênio já era utilizado. No entanto, só depois de muitos séculos que os elementos foram obtidos em formas puras. 
Os halogênios são bastante abundantes e possuem diversas aplicações, principalmente, seus compostos, que podem ser aplicados no cotidiano das pessoas, assim como na indústria de uma forma em geral. 

Referência bibliográfica:
1. Medeiros, M. A.; Texto retirado na íntegra do software QuipTabela 4.01; 2004.


O astato é outro elemento químico deste grupo, mas não há relato de compostos estáveis deste elemento, já que o seu tempo de meia vida é de apenas 7 horas. 


Grupo 18 – Gases Nobres (Família 0)

Os elementos do grupo 18 são também conhecidos como gases nobres ou gases raros. Essas denominações são devidas à baixa reatividade e pequena abundância destes elementos em nosso planeta.Os elementos do grupo 18 possuem configuração eletrônica da camada de valência igual a ns2np6. Eles não têm a capacidade formar íons, em condições normais, assim como os outros elementos. Daí a baixa reatividade destes elementos, e a ausência de compostos naturais de gases nobres.Estes elementos inertes eram desconhecidos até o final do século XIX. Em 1894, o argônio foi caracterizado como um componente do ar atmosférico ainda desconhecido. O hélio foi primeiramente identificado no Sol, a partir da análise espectroscópica da luz de um eclipse total do Sol, em 1868. No entanto, acreditavam que este elemento existiria só no Sol, mas não na Terra. Em 1890, William F. Hillebrand, a partir do tratamento de minérios de urânio, obteve uma substância gasosa que acreditava ser nitrogênio. William Ramsay, no entanto, mostrou que este gás era um novo elemento e que era o mesmo que havia sido detectado a partir da análise espectral da luz do eclipse solar.Os outros gases nobres foram caracterizados, também, a partir do ar atmosférico liquefeito. O criptônio, o neônio e o xenônio foram obtidos como frações da destilação fracionada do ar atmosférico liquefeito. 

Referência bibliográfica:
1. Medeiros, M. A.; Texto retirado na íntegra do software QuipTabela 4.01; 2004.

O radônio foi identificado, em 1900, como um produto da desintegração do rádio, por Friedrich E. Dorn.

 

Metais de Transição (Grupo 3-12)

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Miguel

Descrição das Famílias da Tabela Periódica (III)

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Grupo 15 – Família do Nitrogênio (Família VA)


Os elementos pertencentes ao grupo 15 apresentam caráter metálico reduzido e inferior aos elementos do grupo do carbono.Estes elementos possuem configuração eletrônica da camada de valência igual a ns2np3 e apresentam a capacidade de formar cátions com número de oxidação igual a +3. 
O nitrogênio é o elemento que recebe maior destaque neste grupo, pois é um elemento bastante abundante. Ele é o elemento mais presente no ar atmosférico e é um dos constituintes de proteínas e enzimas, responsáveis por diversas funções nos organismos vivos. 
O nitrogênio só foi descoberto como um elemento químico, no século XVIII, como um dos gases constituintes do ar atmosférico.O fósforo é um outro importante elemento presente no grupo 15 da tabela periódica. Ele foi descoberto no século XVII, pelo alquimista Henning Brandt, a partir de um processo de purificação de urina. Os compostos de fósforo são usados desde a fabricação de conservantes alimentares, até a produção de pesticidas e armas químicas.(ver texto sobre Fósforo) 

Referência bibliográfica:
1. Medeiros, M. A.; Texto retirado na íntegra do software QuipTabela 4.01; 2004.

Os outros elementos deste grupo são bastante conhecidos e usados desde muito tempo, principalmente o arsênio e o antimônio, que possuem compostos utilizados desde a antiguidade.


Grupo 16 – Calcogêneos (Família VIA)


Os elementos do grupo 16 são comumente conhecidos como calcogênios. Este termo deriva do grego e significa formadores de cobre. Esta denominação é dada, pois os minérios que se obtém cobre são formados com elementos deste grupo: Cu2S, Cu2O, CuFeS2, Cu2O3(OH)2.

Os calcogênios possuem caráter metálico menos intenso que os elementos que se encontram no grupo 15, ou inferior. Sendo o oxigênio e o enxofre os que possuem maior caráter não metálico, deste grupo de elementos. Estes elementos possuem configuração eletrônica da camada de valência igual a ns2np4 e apresentam a capacidade de forma pelo menos um íon com carga negativa igual a -2. O polônio é o único elemento deste grupo que não forma íon com carga -2. O oxigênio é o elemento de maior destaque presente neste grupo. Isso é um reflexo da sua grande abundância na Terra e sua valiosa importância para a vida em geral. O oxigênio ocorre livre na atmosfera, com outros elementos, ocorre em diversas rochas e minerais.
Na forma livre, o oxigênio ocorre principalmente como gás oxigênio, O2 e como gás ozônio, O3. Combinado, ocorre principalmente como óxidos.

O enxofre é outro elemento bastante importante e altamente empregado na indústria em geral. Ele é utilizado na forma de diversos compostos, principalmente, na forma de ácido sulfúrico, que é o produto industrial mais utilizado no mundo.

Referência bibliográfica:
1. Medeiros, M. A.; Texto retirado na íntegra do software QuipTabela 4.01; 2004.

O enxofre é conhecido desde a antiguidade, sendo citado algumas vezes no velho testamento (ver histórico do elemento enxofre).

 

Família VIIA

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Miguel

Descrição das Famílias da Tabela Periódica (II)

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Grupo 13 – Família do Boro (Família IIIA)

Escrito por: Miguel A. Medeiros

Os elementos do grupo 13 possuem caráter metálico menos intenso que os metais alcalinos terrosos. O boro é considerado um ametal, o que contrasta com os outros elementos deste grupo (aluminio, gálio, índio e tálio), que são classificados como metais.Estes elementos possuem a configuração eletrônica da camada de valência igual a ns2np1 e forma cátions com número de oxidação igual a +3. 
O bórax, composto mais importante do boro, é conhecido e utilizado desde os tempos antigos para produzir vidros e vitrificações de peças, no entanto, o elemento (boro) só foi isolado no século XVIII. 

Referência bibliográfica:
1. Medeiros, M. A.; Texto retirado na íntegra do software QuipTabela 4.01; 2004.

Um outro elemento deste grupo, o gálio, possui uma propriedade incomum entre os metais, mas semelhante à água. O gálio no estado sólido possui densidade menor do que no estado líquido, o que é incomum, pois os metais, geralmente, no estado sólido apresenta densidade maior do que no estado líquido.


Grupo 14 – Família do Carbono

Os elementos pertencentes ao grupo 14 apresentam caráter metálico menor que os elementos do grupo 13. O carbono é o elemento que apresenta maior caráter não metálico. 
Os elementos da família do carbono apresentam configuração eletrônica da camada de valência igual a ns2np2 e todos formam cátions com números de oxidação iguais a +2 e +4.O carbono é o elemento que possui maior destaque, entre todos deste grupo, uma vez que, existe até uma parte da Química para estudo dos compostos de carbono, a Química Orgânica. Isso é devido a grande quantidade compostos orgânicos, que são milhares.
O carbono ocorre livre na natureza, em suas conhecidas formas alotrópicas: diamante, grafite, carvão e fulerenos.O diamante é bastante conhecido e utilizado desde muito tempo, sendo citado no velho testamento (ver histórico do elemento carbono).
O grafite é também muito conhecido e usado desde a antiguidade, com a finalidade de escrever e marcar outras superfícies.O conhecimento referente aos compostos de carbono é datado desde a antiguidade, no entanto, este elemento só foi reconhecido como tal, no século XVIII. A partir daí, várias aplicações surgiram e foram definidas para os compostos de carbono, tais como a importância do CO2 para a fotossíntese e o petróleo para o desenvolvimento industrial no século XX.O silício é um outro elemento deste grupo que apresenta grande importância, pois é um elemento altamente abundante. Ele se encontra distribuído pela crosta terrestre em formas diversas de muitos silicatos, sendo um dos principais compostos de silício, a sílica, SiO2 – óxido de silício. 
Compostos de silício são usados desde a fabricação de vidros, polímeros de silicone e até materiais semicondutores eletrônicos, utilizados em dispositivos de informática.

Referência bibliográfica:
1. Medeiros, M. A.; Texto retirado na íntegra do software QuipTabela 4.01; 2004.

Os outros elementos deste grupo: germânio, estanho e chumbo são também bastante conhecidos e utilizados, principalmente, o estanho e o chumbo que são usados e trabalhados desde muito tempo, seja na fabricação de ligas metálicas importantes como o bronze (Cu + Sn) ou nos seus usos separadamente.

Família VA

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Miguel

Descrição das Famílias da Tabela Periódica (I)

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Descrição das Famílias da Tabela Periódica

A Tabela Periódica é organizada em períodos (linhas horizontais) e grupos ou famílias (colunas verticais).

Os elementos presentes em cada família da Tabela Periódica possuem características semelhantes entre si, sejam propriedades físicas e/ou químicas. A seguir, são descritas cada uma das famílias da Tabela Periódica.

Grupo 1 – Metais Alcalinos (Família IA)

Os metais alcalinos são elementos muito reativos e de grande importância para a vida dos seres vivos.

O nome metais alcalinos, é derivado de álcali, do árabe al-qali, que significa cinza de plantas, que é uma referência ao fato de alguns hidróxidos de metais alcalinos serem obtidos a partir de cinzas de plantas. O termo álcali é também usado para definir os hidróxidos dos metais deste grupo (lítio, sódio, potássio, rubídio e césio).

Os metais alcalinos possuem configuração eletrônica da camada de valência igual a ns1. Isso possibilita que os elementos formem íons carregados positivamente com carga +1.
Compostos de sódio e potássio são utilizados desde a antiguidade. Um de seus sais (NaCl) foi utilizado até como moeda de troca a milhares de anos.

Alguns dos metais alcalinos são bastante encontrados no nosso planeta. O sódio, o potássio, o lítio e o rubídio se encontram como minerais, distribuídos por diversos países. Dissolvido na água do mar, é encontrado, principalmente, o sódio, um dos constituintes do NaCl, componente principal do sal de cozinha.

Referência bibliográfica:
1. Medeiros, M. A.; Texto retirado na íntegra do software QuipTabela 4.01; 2004.

Como dito, compostos de metais alcalinos são conhecidos desde muito tempo e são bastante encontrados no nosso planeta. No entanto, os elementos só foram isolados a partir de 1800, com a utilização da eletrólise de sais fundidos, ou de soluções aquosas dos sais.



Grupo 2 – Metais alcalinos terrosos (Família IIA)

Os metais alcalinos terrosos são elementos reativos e assim como os metais alcalinos, são de grande importância para a vida do ser humano.

Compostos dos metais do grupo 2 (Mg e Ca) são conhecidos e utilizados desde a antiguidade. Um exemplo é o gesso (CaSO4 x 2H2O), que foi utilizado na construção da grande pirâmide de Gizeh, além de ter sido utilizado no reboco da tumba do faraó Tutucamon. Já o magnésio foi muito utilizado na forma de mineral macio, denominado talco, que era também chamado de pedra de Magnésia.

Embora os compostos destes elementos sejam utilizados há muito tempo, os elementos só foram isolados no século XVII.

Os elementos do grupo 2 possuem configuração eletrônica da camada de valência, igual a ns2, o que possibilitam a eles a formação de íons carregados com carga +2.

Referência bibliográfica:
1. Medeiros, M. A.; Texto retirado na íntegra do software QuipTabela 4.01; 2004.

A denominação “terroso” é derivada dos alquimistas da Idade Média, que chamavam os compostos resistentes a modificações provocadas por elevadas temperaturas, de “terrosos”. Os compostos conhecidos na época eram resistentes a temperaturas que hoje, seriam classificadas como moderadas.

Família IIIA

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