Os elementos químicos são todas as espécies atômicas encontradas na natureza, que estão dispostas na tabela periódica. Eles são caracterizados conforme o número de prótons (Z) presentes no núcleo atômico e as propriedades são específicas para cada conjunto de átomos com o mesmo número de Z. Saiba mais sobre a representação, classificação e as propriedades dos elementos químicos neste texto.
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Elementos químicos: definição e representação
Um elemento químico é definido conforme suas partículas subatômicas, entretanto, o número de nêutrons e elétrons pode ser variado em ligações químicas ou reações nucleares. Já o valor dos prótons (Z) é uma medida invariável, então, esse é o parâmetro adotado para identificar cada elemento químico.
Pode-se dizer que o número atômico Z é o registro da identidade de um elemento, então, todos os átomos com essa configuração de prótons são classificados dessa forma. Todos os elementos estão distribuídos na tabela periódica de forma crescente, da esquerda para a direita e de baixo para cima.
Diante disso, para representá-los, é utilizada a seguinte notação: uma letra maiúscula ou duas letras, de forma que a primeira esteja maiúscula. Geralmente, a sigla associada é referente ao nome original em latim, como o Cobre que vem do latim Cuprum, então a sigla é Pb.
Atualmente são conhecidos 118 elementos químicos que podem ser encontrados naturalmente em algum ambiente. Cada elemento fica em uma célula da tabela e pode ser acompanhado de diversas características atômicas, como o número de Z, o número de massa, o nome associado à sigla e qual a ordem de distribuição eletrônica, por exemplo.
Classificação periódica
A classificação dos elementos químicos na tabela periódica leva em consideração as características dos átomos e seus comportamentos, aspectos químicos e físicos. Tudo isso está associado ao número atômico e também com características da órbita eletrônica, raio atômico, entre outros pontos.
A tabela foi atualizada e reorganizada várias vezes, mas o modelo mais aceito atualmente foi criado pelo cientista russo Dmitri Mendeleev, no século XIX. Apesar de manter os padrões de organização, o diagrama passou por modificações para inserir os elementos químicos que foram descobertos depois dessa época.
Ao olhar uma tabela com os elementos químicos dispostos, muitas informações podem ser extraídas, por meio dos conhecimentos necessários e básicos para interpretar o quadro. Por exemplo, devido à disposição crescente dos valores de Z , um número que está mais à direita que o outro, na mesma linha, deve ter mais prótons no núcleo.
Apesar disso, outras características só podem ser obtidas a partir de um estudo mais aprofundado sobre as propriedades periódicas dos elementos químicos. Como o fato de que os elementos que estão mais à esquerda e mais embaixo possuem um maior raio atômico, devido a questões de eletronegatividade.
Famílias dos elementos químicos
Para agrupar os elementos que possuem comportamentos semelhantes em alguns aspectos, como as ligações químicas, foi necessário observar padrões e associá-los dentro da tabela. Notou-se, então, que os átomos que estão na mesma coluna possuem propriedades químicas similares, porque possuem a mesma quantidade de elétrons na camada de valência e fazem íons de iguais cargas.
Tomemos como exemplo o magnésio (Mg) e o Cálcio (Ca). Devido ao seu posicionamento na família 2A (segunda coluna, também chamada de família dos metais alcalino-terrosos) eles possuem 2 elétrons a mais na última camada da órbita eletrônica.
Isso determina a formação de íons de valência positiva +2, ou seja, Mg2+ e Ca2+. Diante disso, eles vão reagir com substâncias como o Cloro, que forma ânions Cl-1, de maneira semelhante. A fórmula química é a mesma, com alteração apenas do elemento: MgCl2 e CaCl2.
- Família dos metais alcalinos ou grupo 1: lítio, sódio, potássio, rubídio, césio e frâncio;
- Família dos metais alcalino-terrosos ou grupo 2: berílio, magnésio, cálcio, estrôncio, bário, rádio;
- Família dos metais de transição ou os grupos de 3 a 12: titânio, vanádio, cromo, manganês, ferro, cobalto, níquel, cobre, zircônio, nióbio, molibdênio, tecnécio, rutênio, ródio, paládio e prata, háfnio, tantálio, tungstênio, rênio, ósmio, irídio, platina, ouro, os elementos lantanídeos e os elementos actinídeos;
- Família do boro ou grupo 13: boro, alumínio, gálio, índio, tálio e o nihônio;
- Família do carbono ou grupo 14: carbono, silício, germânio, estanho e chumbo;
- Família do nitrogênio ou grupo 15: nitrogênio, fósforo, arsênio, antimônio, bismuto;
- Família do oxigênio ou grupo 16: oxigênio, enxofre, selênio, telúrio e polônio;
- Família dos halogênios ou grupo 17: flúor, cloro, bromo, iodo, astato e tenesso;
- Família dos gases nobres ou grupo 18: hélio, neônio, argônio, criptônio, xenônio e radônio.
Períodos entre os elementos químicos
Assim como foram observadas semelhanças entre os elementos que estão dispostos na mesma coluna, aqueles que estão na mesma linha também compartilham características. Cada linha é chamada de período e todos os átomos que estão ali possuem o mesmo número de órbitas eletrônicas preenchidas.
Quanto mais baixa for a linha em que o elemento está disposto, maior o número de elétrons e camadas eletrônicas preenchidas. Consequentemente, maior será o tamanho do átomo, o que explica parcialmente a questão do maior raio atômico estar no canto inferior esquerdo.
Em um mesmo período pode haver variação das propriedades de ligação entre os elementos químicos. Geralmente, os que estão mais à direita tendem a ter mais afinidade por íons positivos, já que estão com elétrons em excesso. Mas, na mesma linha, um átomo na extrema esquerda terá afinidade por ânions, porque faltam excessos para completar aquela camada.
Note, portanto, que não trata-se do número de elétrons ser semelhante. Leva-se em consideração o número de camadas em que pelo menos um elétron está circulando. Então, no mesmo período alguns átomos terão 8 elétrons naquela última camada, enquanto outros terão apenas dois ou três.
Questões sobre elementos químicos
(ITA-SP) As propriedades dos elementos são função periódica de sua (seu):
a) massa atômica
b) número atômico
c) diâmetro atômico
d) número de oxidação
e) raios atômico e iônico
A distribuição dos elementos químicos e as propriedades encontradas na tabela só acontecem devido à organização crescente dos números atômicos. Embora outras variáveis determinam as propriedades dos átomos, a definição dos elementos e a identificação deles em grupos e famílias depende do número atômico, como aponta a alternativa B.
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