Nos metais de transição em qual subnível o último elétron entra e nos metais de transição interna

 A estrutura da tabela periódica atual

Na tabela, os elementos estão arranjados horizontalmente, em ordem crescente de número atômico (Z), de modo a formar:

·               Sete linhas horizontais (ou períodos): Geralmente os elementos que ocupam um mesmo período possuem o valor de várias propriedades químicas e físicas variando de um mínimo a um máximo ou vice e versa.

·               Dezoito famílias (grupos) ou colunas verticais: Os elementos que ocupam uma mesma coluna normalmente possuem propriedades químicas semelhantes e propriedades físicas que variam gradualmente (pois as propriedades físicas dependem da massa e do tamanho dos átomos).

Já as propriedades químicas dependem diretamente do número de elétrons na camada de valência determina não só o tipo de ligação entre os átomos para formar substâncias como também as propriedades e os tipos de reação que essas substâncias apresentam. Isso nos leva à seguinte conclusão:

As propriedades químicas dos elementos podem ser previstas com base na distribuição eletrônica do átomo no estado fundamental

Tabela periódica e o diagrama de energia

Se analisarmos a distribuição eletrônica de determinado átomo no diagrama de energia (ou diagrama de Pauling) é possível ‘prever’ duas questões referentes à localização do elemento desse átomo na Tabela Periódica: o período e a família.

Consideremos primeiramente o período:

O número n de níveis de energia preenchido

com os elétrons do átomo no estado fundamental indica

o período da tabela ocupado pelo elemento.

Por exemplo, considere o caso de quatro elementos de diferentes períodos:

·         Be (Z = 4): A ordem geométrica da distribuição eletrônica do berílio é: 1s2 / 2s2.

Veja que foram preenchidos 2 níveis, portanto, o berílio é do 2º período.

·         Na (Z = 11): A ordem geométrica da distribuição eletrônica do sódio é: 1s2 / 2s2 2p6 / 3s1.

Nesse caso, foram preenchidos 3 níveis, portanto, o sódio é do 3º período.

·          As (Z = 33): A ordem geométrica da distribuição eletrônica do arsênio é: 1s2 / 2s2 2p6 / 3s2 3p6 3d10/ 4s2 4p3.

Foram preenchidos 4 níveis, então o arsênio é do 4º período.

·          I (Z = 53): A ordem geométrica da distribuição eletrônica do iodo é: 1s2 / 2s2 2p6 / 3s2 3p6 3d10 / 4s24p6 4d10  /  5s2 5p5.

Foram preenchidos 5 níveis, então o iodo é do 5º período.

Agora consideremos como podemos descobrir a família do elemento:

O elétron mais energético do átomo no estado fundamental, indica a coluna vertical ou família do elemento e os classifica em um dos seguintes grupos:

 Representativos, de transição (transição externa) ou de transição interna.

Elementos Representativos:

Esses elementos são aqueles que pertencem às famílias: 1, 2, 13, 14, 15, 16, 17 e 18.  Eles também são chamados de elementos típicos ou característicos e em tabelas ainda não atualizadas eles correspondem aos elementos que estão nas colunas A (IA, IIA, IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA, VIII A).

Sempre que o elétron mais energético estiver em um subnível s ou p, ele será um elemento representativo. Além disso, a soma dos elétrons que foram preenchidos no nível mais externo, nos mostra qual é sua respectiva família.

Veja como isso ocorre:

·          Família 1: Todos possuem 1 elétron no último nível de energia.

Exemplos:

1H: 1s1 → Apesar de não ser um metal alcalino, o hidrogênio aparece na tabela na família 1, porque ele possui 1 elétron na sua última e única camada.

3Li: 1s2 / 2s1

11Na: 1s2 / 2s2 2p6 / 3s1

19K: 1s2 / 2s2 2p6 / 3s2 3p6  /  4s1

37Rb: 1s2 / 2s2 2p6 / 3s2 3p6 3d10  /  4s2 4p6  / 5s1

55Cs: 1s2 / 2s2 2p6 / 3s2 3p6 3d10  /  4s2 4p6 4d10 / 5s2 5p6  /  6s1

87Fr:  1s2 / 2s2 2p6 / 3s2 3p6 3d10  /  4s2 4p6 4d10 4f14 / 5s2 5p6  5d10 /  6s2 6p6  / 7s1

Dessa forma, podemos concluir que a configuração eletrônica dos elementos desse grupo termina com ns1 (n = 1 a 7).

Isso nos ajuda a ver que há então uma generalização para os outros grupos ou famílias:

·           Família 2: Todos possuem 2 elétrons no último nível e a configuração eletrônica termina em  ns2.

·          Família 13: Todos possuem 3 elétrons no último nível e a configuração eletrônica termina em  ns2np1.

·           Família 14: Todos possuem 4 elétrons no último nível e a configuração eletrônica termina em  ns2np2.

·         Família 15: Todos possuem 5 elétrons no último nível e a configuração eletrônica termina em  ns2np3.

·         Família 16: Todos possuem 6 elétrons no último nível e a configuração eletrônica termina em  ns2np4.

·         Família 17: Todos possuem 7 elétrons no último nível e a configuração eletrônica termina em  ns2np5.

 Elementos de transição externa:

Os elementos de transição são os que ficam nas famílias de 3 a 12, sendo que os de transição externa são os que ficam expostos (externos). Nas tabelas antigas os elementos de transição ocupam as colunas B.

Eles possuem o elétron mais energético em um subnível d incompleto. A sua configuração eletrônica termina em ns2 (n-1)d (1 até 8).

Veja dois exemplos, cujas configurações estão agora na ordem de energia:

28Ni: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6  4s2 3d8

39Y: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6  4s2 3d10 4p6 5s2 4d1

·                 Elementos de transição interna:

São aqueles elementos que ocupam o grupo 3 da Tabela Periódica, mas que ficam internos e, para vê-los, puxamos uma linha repetindo os períodos 6 e 7 abaixo da tabela. O período 6 é denominado de série dos lantanídios, e o 7 é a série dos actinídios.

Os elementos de transição interna possuem o elétron mais energético do átomo no estado fundamental em um subnível f incompleto. A sua configuração eletrônica termina em ns2 (n - 2)f (1 até 13).

Exemplo com configuração eletrônica em ordem de energia:

57La: 1s2 / 2s2 2p6 / 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f1.

2.     Classificação dos elementos

O conhecimento atual das propriedades dos elementos químicos nos permite reuni-los em cinco grupos diferentes- metais, ametais, semimentais, gases nobres e hidrogênio- considerando as principais propriedades químicas e as características físicas das substâncias simples que eles formam.

Metais:

Os metais possuem características únicas que os diferem das demais substâncias: eles são sólidos à temperatura ambiente (25°C).

A estrutura atômica dos metais é a Cristalina, que se constitui por cátions do metal envolvidos por uma nuvem de elétrons. A capacidade que os metais têm de conduzir eletricidade se explica pela presença dessa nuvem de elétrons, que conduz corrente elétrica nos fios de eletricidade, não só neles, mas em qualquer objeto metálico.

Propriedade dos Metais:

Brilho: os objetos metálicos, quando polidos, apresentam um brilho característico dos metais, por causa dos elétrons livres localizados na superfície dos metais que absorvem e irradiam a luz.

Maleabilidade: essa é a capacidade que os metais têm de produzir lâminas e chapas muito finas.

Ductibilidade: Se aplicarmos uma pressão adequada em regiões específicas na superfície de um metal, esse pode se transformar em fios e lâminas, devido o deslizamento provocado nas camadas de átomos.

Condutibilidade: os metais são ótimos condutores de corrente elétrica e de calor. Os fios de transmissão elétrica são feitos de alumínio ou cobre, assim como as panelas que usamos para cozinhar alimentos. Os metais possuem a capacidade de conduzir calor de 10 a 100 vezes mais rápido do que outras substâncias.

Ponto de fusão e ebulição elevado: o metal Tungstênio se funde (derrete) à temperatura de 3.410°C e entra em ebulição em 4.700°C.

Não metais ou ametais:

A principal característica química dos ametais é sua tendência a formar ânions (íons negativos), ao constituir substâncias compostas.

Fisicamente, os ametais apresentam características como:

·         Não são bons condutores de calor (são isolantes térmicos)

·         Não são bons condutores de eletricidade (a maioria dos ametais atuam como isolante elétrico)

·         Não possuem brilho característico como os metais.

Semimetais:

Essa classificação está em desuso atualmente, pois nela os elementos boro, silício, germânio, arsênio, antimônio, telúrio e polônio eram denominados semimetais por terem, de certa forma, propriedades intermediárias às propriedades dos metais e dos ametais, podendo formar cátions ou ânions, conforme a situação. 

As principais características físicas desses elementos são:

·         Brilho típico semimetálico,

·         Semicondução de corrente elétrica,

Gases Nobres:

Os gases nobres são um conjunto de seus elementos: hélio, neônio, argônio, criptônio, xenônio e radônio. Apresentam como principal característica a inércia química.

São relativamente raros e os únicos encontrados na natureza na forma de átomos isolados. Apesar de os cientistas conseguirem obter em laboratório vários compostos de gases nobres (como os óxidos de xenônio, XeO3 e XeO4), esses elementos não formam compostos espontaneamente, pois são muito estáveis na forma isolada e não possuem tendência a doar ou a receber elétrons.

Quais são os metais de transição?

O que são metais de transição interna e externa?

Como identificar metais de transição?

Em quais subníveis os elétrons de diferenciação dos elementos representativos?