1º Ano Ensino Médio - Noturno - Química

Tabela periódica: conheça a história e o futuro incerto do sistema

No dia 17 de fevereiro de 1869, o russo Dimitri Ivanovich Mendeleiev (1834-1907) adormeceu sobre a sua mesa. Na manhã seguinte, traçou linhas e colunas que mudaram a história da química. “Vi em um sonho uma tabela em que todos os elementos se encaixavam como requerido. Ao despertar, escrevi-a imediatamente numa folha de papel”, declarou tempos depois. Nascia a tabela periódica. No 150o aniversário deste acontecimento, a Assembleia Geral da Organização das Nações Unidas (ONU) e da Unesco instituíram 2019 como o ano internacional da tabela periódica. Enquanto as contribuições do sistema para a ciência são indiscutíveis, a celebração levanta questionamentos políticos sobre sua origem e como o uso dos elementos afeta o meio ambiente.
Antes dela, cientistas trabalhavam sem que houvesse um agrupamento unificado das substâncias. Isso tornava o entendimento das ligações químicas, por exemplo, menos democrático e dificultava até o descobrimento de novos componentes. Um cenário caótico!
“À medida que os químicos foram sofisticando as teorias sobre propriedades elétricas, começaram a melhorar os métodos de quantificar os dados. Até que chegou o momento em que havia mais de 50 elementos conhecidos — e era preciso organizá-los”, conta Guilherme Marson, professor do Instituto de Química da Universidade de São Paulo (USP). “A tabela periódica é o instrumento mais poderoso para trafegar das coisas materiais para o mundo das ideias químicas.”

Evolução
Desde a primeira publicação, a tabela passou por várias mudanças. Mendeleiev havia separado os elementos pela massa atômica, mas agora a ordem é pelo número atômico (número de prótons no núcleo). A versão inicial continha 63 elementos; atualmente, são 118 — entre naturais, aqueles encontrados na natureza, e sintéticos, que são produzidos artificialmente. A alteração mais recente ocorreu em 2015, com a adição de nihônio (Nh), moscóvio (Mc), tennessino (Ts) e oganessono (Og), elementos sintéticos que têm, respectivamente, os números atômicos 113, 115, 117 e 118.
Em Português, os nomes dos novos elementos foram padronizados em: Tennesso (Ts) e Oganessônio (Og).
Fonte: Disponível em: https://www.tabelaperiodica.org/. Acesso em: 20 Ago 2020.

Entretanto, enquanto alguns elementos são adicionados, outros podem desaparecer. Segundo a Sociedade Europeia de Química (EuChemS, na sigla em inglês), 45 elementos naturais correm risco de extinção. Para Toma, da USP, as comemorações dos 150 anos da tabela periódica são uma oportunidade de destacar e enfrentar esse problema. “É um recado para o mundo acordar e pensar nos elementos como um bem da natureza”, reflete.
“Os elementos não são eternos.” Os mais comprometidos são os usados na fabricação de eletrônicos. David Cole-Hamilton, vice-presidente da EuChemS, chegou a declarar publicamente que o suprimento de índio, metal prateado usado para criar telas sensíveis ao toque, como as de celulares e tablets, está “extremamente pouco distribuído” no mundo. Suas principais ameaças são o consumo e o descarte excessivos de equipamentos.
“A lógica, na verdade, não é que o elemento em extinção está desaparecendo. O problema é consumir e não reciclar, pois o descarte incorreto espalha o elemento, que ficará tão diluído na Terra que será praticamente inviável ou caríssimo concentrá-lo novamente”, explica Marson. Para minimizar os impactos há vários caminhos: redução do consumo, produção de aparelhos mais duráveis ou com elementos menos raros e investimento na cultura de reaproveitamento.

Fonte: Conheça a história e o futuro incerto do sistema. Revista Galileu. Disponível em:https://revistagalileu.globo.com/Ciencia/ noticia/2020/03/tabela-periodica-conheca-historia-e-o-futuro-incerto-do-sistema.html. Acesso em: 10 de julho de 2020.

TEMA: Distribuição Eletrônica

Conceitos Básicos

Distribuição Eletrônica

Bohr propôs que a eletrosfera atômica era constituída por sete camadas —1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7, as quais também poderiam ser representadas pelas letras maiúsculas K, L, M, N, O, P e Q. A camada 1 (ou K) era mais próxima do núcleo e de menor energia, e a 7 (ou Q), a mais distante e de maior energia.
A forma como os elétrons estão distribuídos ao redor do núcleo, em camadas, ou níveis de energia, é denominada distribuição eletrônica.

Níveis energéticos
São os sete níveis por onde os elétrons têm um conteúdo de energia crescente. Esses níveis correspondem às sete camadas (K, L, M, N, O, P e Q) do modelo de Rutherford-Bohr. Atualmente, eles são identificados pelo chamado número quântico principal (n), que é um número inteiro, variando de 1 a 7. Podemos fazer uma analogia dos níveis às “escadas”.

Subníveis energéticos
São os “degraus” de cada escada existente no diagrama a seguir. De cada degrau para o seguinte há, também, aumento no conteúdo de energia dos elétrons. Esses subníveis são identificados pelo chamado número quântico secundário ou azimutal (l), que assume os valores 0, 1, 2 e 3, mas que é habitualmente designado pelas letras s, p, d, f, respectivamente. Note que, no diagrama abaixo, nós já escrevemos um “endereço” sobre cada degrau. Assim, por exemplo, se for mencionada a posição 3p, devemos saber que se trata do segundo degrau da terceira escada, no tocante ao nível de energia.

Orbitais

Completando o modelo atual da eletrosfera, devemos acrescentar que cada subnível comporta um número diferente de orbitais, de acordo com o diagrama energético mais completo que mostramos a seguir:

Distribuição eletrônica em átomos neutros

A distribuição dos elétrons em um átomo neutro pode ser feita pelo diagrama dos níveis energéticos, que vimos no item anterior. No entanto, o cientista Linus Pauling imaginou um diagrama que simplifica essa tarefa e que passou a ser conhecido como diagrama de Pauling

Consideremos, como exemplo, a distribuição dos 26 elétrons de um átomo de ferro (Z = 26). Aplicando o diagrama de Pauling, temos: