Outros relacionamentos periódicos
Com 118 elementos diferentes, a tabela periódica pode ser um pouco opressora. A chave para decodificar esse potpourri de letras e números é entender como ele é organizado. Anteriormente, desconstruí a tabela periódica explicando várias das principais relações e tendências entre os elementos e suas posições na tabela. Este último segmento abordará mais algumas dessas tendências: as relações diagonais e as tendências no caráter metálico e no ponto de ebulição.
A relação diagonal
Primeiro, vamos discutir a relação diagonal.
Lembra daquelas tendências periódicas – raio atômico, energia de ionização e eletronegatividade? Normalmente, a tendência descendente na tabela periódica tendia a ser exatamente o oposto da tendência transversal. Por exemplo, o raio atômico tendia a aumentar conforme você descia em um grupo e tendia a diminuir conforme você se movia em um período. Essa oposição se presta a algumas relações diagonais. Por exemplo, lítio e magnésio, berílio e alumínio, e alguns outros, terão raios atômicos semelhantes, energias de ionização semelhantes e muitas outras propriedades físicas e químicas semelhantes.
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Caráter Metálico
A seguir, examinaremos o caráter metálico de diferentes elementos. Ao ouvir a palavra metal , algumas palavras ou imagens devem vir à mente: brilhante, prateado, bom condutor de calor e eletricidade e capaz de se dobrar sem rachar. O que você pode não saber sobre os metais é por que eles têm todas essas propriedades. Qual partícula subatômica você acha que é responsável pelas características dos metais? Se você adivinhou os elétrons, está correto. Os elétrons podem levar a maior parte do crédito pela ação na química.
Então, o que acontece com esses elétrons que estão fazendo com que os metais sejam tão brilhantes e condutores? A chave aqui é como esses elétrons estão ligados ao núcleo. Quanto mais fraca a atração, mais deslocados eles são, o que significa que não sentem uma forte atração pelo núcleo e estão livres para vagar. Portanto, se eu tiver um pedaço de cobre, esses núcleos podem ter uma forte atração pelos elétrons internos, mas os externos – os elétrons de valência – são mantidos frouxamente. Isso significa que eles podem se mover através do pedaço de cobre o quanto quiserem com muito pouca resistência. Essa capacidade dos elétrons de se moverem é a razão pela qual os metais são tão condutores de calor e eletricidade. Afinal, a eletricidade é basicamente apenas mover elétrons.
Por que, então, os metais são brilhantes? Lembra como a luz é produzida? Energia entra, elétrons ficam excitados, elétrons ‘caem’ de volta e a energia vai embora. Bem, como os metais não têm um «controle» muito forte sobre seus elétrons, esses elétrons podem ser excitados com muito mais facilidade. Mesmo que eu iluminasse um pedaço de alumínio com uma luz fraca, ele teria energia suficiente para excitar os elétrons fracamente ligados e, então, eles retornariam essa energia. (Lembre-se de que nem tudo é retornado na forma de luz visível; uma parte é convertida em calor.)
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Agora que entendemos o que é o caráter metálico e por que existe, podemos entender a tendência das propriedades metálicas dos elementos. Os elementos que têm uma retenção mais fraca de seus elétrons terão um caráter mais metálico. Portanto, o caráter metálico diminui da esquerda para a direita ao longo de um período e aumenta à medida que você desce no grupo. Os elementos à direita – os não metais – têm uma atração tão forte por seus elétrons por causa do maior número de prótons no núcleo puxando os elétrons que são muito maçantes e condutores de calor e eletricidade muito pobres. É por isso que são freqüentemente usados como isolantes.
Ponto de ebulição
Finalmente, iremos comparar os pontos de ebulição de diferentes elementos. Esta é uma das tendências mais estranhas que encontramos. Em primeiro lugar, o ponto de ebulição de uma substância é a temperatura que uma substância muda da fase líquida para a fase gasosa. Na tabela periódica, não há uma tendência tão próxima para os pontos de ebulição quanto para as outras características, mas espero que você saiba por suas experiências diárias que os metais (como ferro, cobre e prata) são todos sólidos em temperatura ambiente e eles terão pontos de ebulição mais altos do que os não-metais (oxigênio, hidrogênio e hélio), que são todos gases à temperatura ambiente.
Geralmente, porém, você descobrirá que os pontos de ebulição tenderão a aumentar e depois diminuir à medida que você se move da esquerda para a direita ao longo de um período na tabela periódica. O ponto alto acontece no meio da tabela periódica (na área de tungstênio). Agora, as tendências do grupo são um pouco mais obscuras, com muitas exceções, então não as cobriremos.
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Resumo da lição
As últimas tendências e relacionamentos periódicos foram discutidos aqui. O que se «resume» é que os elementos diagonais (superior esquerdo para inferior direito) uns dos outros terão características semelhantes. Além disso, o caráter metálico (brilho e condutividade) dos elementos diminui da esquerda para a direita ao longo de um período e aumenta de cima para baixo em um grupo, e o ponto de ebulição faz algo estranho: aumenta e diminui ao longo da tabela periódica com muito pouco tendência previsível entre os grupos. Um aviso final, mas importante, sobre todas as tendências periódicas é que elas são apenas generalizações. Existem várias exceções.
Esperançosamente, depois de juntar tudo o que você sabe sobre as tendências periódicas, aquela tabela de quadrados aparentemente aleatórios agora deve parecer um pouco menos intimidante e um pouco mais convidativa.
Resultados de Aprendizagem
Depois de assistir a esta lição, você será capaz de:
- Explique a relação diagonal na tabela periódica
- Discuta por que os metais são brilhantes e bons condutores de eletricidade, bem como a tendência do caráter metálico na tabela periódica
- Descreva a tendência do ponto de ebulição na tabela periódica