Os isótopos são átomos : de um mesmo elemento químico, apresentam propriedades químicas praticamente idênticas, mas têm um número diferente de nêutrons no seu núcleo.

Tópicos deste artigo

As propriedades periódicas são características dos elementos químicos que se repetem periodicamente na tabela periódica. Essas propriedades incluem raio atômico, energia de ionização, afinidade eletrônica e eletronegatividade.

Diferentemente das propriedades aperiódicas, que não seguem um padrão específico na tabela periódica, as propriedades periódicas podem ser previstas com base na posição de um elemento na tabela.

É importante ressaltar que as propriedades periódicas estão relacionadas à distribuição dos elétrons nos níveis e subníveis de energia dos átomos. À medida que avançamos em um período da tabela, o raio atômico diminui enquanto a carga nuclear efetiva aumenta. Isso ocorre porque os elétrons adicionais ocupam o mesmo nível de energia e são puxados para mais perto do núcleo pelos prótons adicionais.

Além disso, ao longo de um grupo da tabela periódica, as propriedades periódicas tendem a variar gradualmente. Por exemplo, o raio atômico geralmente aumenta à medida que descemos em um grupo porque há mais camadas eletrônicas sendo preenchidas.

Entender essas propriedades é fundamental para compreender como os elementos interagem entre si e como suas características afetam seu comportamento químico. Portanto, é recomendado realizar exercícios práticos sobre esse assunto para consolidar o conhecimento adquirido sobre as propriedades periódicas.

Propriedades periódicas dos átomos com características químicas semelhantes

As propriedades periódicas são características dos elementos químicos que se repetem de forma regular na Tabela Periódica. Essas propriedades têm o mesmo comportamento em todos os grupos e períodos da tabela, sendo influenciadas pela carga nuclear efetiva, que é a força de atração do núcleo sobre os elétrons da camada mais externa. Alguns exemplos dessas propriedades são o raio atômico, energia de ionização, afinidade eletrônica e eletronegatividade.

Como identificar semelhanças nas propriedades químicas dos átomos?

A tabela periódica é uma representação visual que nos mostra todos os elementos químicos organizados de acordo com seu número atômico. Ela também agrupa os elementos em três categorias principais: metais, não metais e gases nobres, cada um ocupando um bloco específico na tabela. Além disso, a tabela periódica classifica os elementos em famílias, onde os constituintes possuem propriedades químicas semelhantes.

– A tabela periódica exibe todos os elementos químicos em ordem crescente de número atômico.

– Os metais são agrupados em uma região da tabela chamada de bloco dos metais.

– Os não metais são encontrados principalmente no lado direito da tabela.

– Os gases nobres formam o último grupo na extrema direita da tabela.

– As famílias na tabela periódica consistem em grupos verticais de elementos com propriedades químicas semelhantes.

Quais são as propriedades químicas semelhantes dos átomos?

Os átomos têm propriedades relacionadas à sua carga nuclear efetiva (Zef), que mede a força de atração do núcleo pelos elétrons de valência. Os elétrons da camada externa são atraídos pelo núcleo, mas também sofrem repulsão dos elétrons internos, o que diminui essa atração em um fenômeno chamado blindagem.

A demonstração da blindagem dos elétrons internos é um fenômeno que pode ser observado na interação entre os elétrons de valência e os núcleos atômicos. Quando um átomo possui vários elétrons, aqueles localizados mais próximos do núcleo exercem uma influência maior sobre os elétrons externos. Essa influência ocorre devido à repulsão eletrostática entre as cargas negativas dos elétrons.

Essa repulsão faz com que os elétrons externos sejam parcialmente “blindados” pelos elétrons internos, reduzindo a força de atração do núcleo sobre eles. Dessa forma, o efeito da blindagem resulta em uma diminuição efetiva da carga nuclear sentida pelos elétrons externos.

Dentro da Tabela Periódica, por conta da sua organização em ordem crescente de números atômicos, os elementos com o mesmo número de elétrons de valência são colocados em um mesmo grupo. A Z ef aumenta conforme o número de elétrons de valência aumenta, mas a cada novo período da Tabela Periódica, os elétrons de valência retornam ao mínimo (um único elétron, grupo ns 1 ). Com isso, como é possível perceber no gráfico a seguir, a variação da Z ef apresenta um padrão de repetição, ou seja, periodicidade.

O gráfico abaixo mostra como a carga nuclear efetiva varia nos primeiros três períodos da Tabela Periódica, começando com o elemento de número atômico 1 até o elemento de número atômico 18.

As características dos átomos que vamos discutir agora estão ligadas à carga nuclear efetiva, e podem variar de forma proporcional ou inversamente proporcional a ela. Como a carga nuclear efetiva segue um padrão periódico, essas características também o fazem. Por isso, elas são conhecidas como propriedades periódicas.

Quais átomos possuem propriedades químicas idênticas?

Isótopos são átomos que pertencem ao mesmo elemento químico, mas têm diferenças em suas propriedades físicas. No entanto, eles compartilham as mesmas propriedades químicas. Para entender um átomo, é importante conhecer dois números: o número atômico e o número de massa.

O número atômico é a quantidade de prótons no núcleo do átomo e determina qual elemento químico ele representa. Por exemplo, todos os átomos com 6 prótons são carbono, independentemente do seu número de nêutrons ou elétrons.

Já o número de massa é a soma dos prótons e nêutrons no núcleo do átomo. Os isótopos possuem diferentes números de massa porque têm uma quantidade variável de nêutrons em relação aos prótons. Essas variações nos isótopos resultam em diferentes propriedades físicas, como peso e estabilidade nuclear.

No entanto, apesar das diferenças nas propriedades físicas entre os isótopos do mesmo elemento químico, eles apresentam as mesmas características reativas quando se trata das interações químicas com outros elementos. Isso ocorre porque as reações químicas dependem principalmente da configuração eletrônica dos átomos envolvidos e não das diferenças na composição nuclear causadas pelos isótopos.

Quais são as características periódicas dos elementos químicos?

O raio atômico é uma medida que representa a metade da distância entre os núcleos de átomos adjacentes.

O comportamento dos elementos na tabela periódica em relação à sua efetividade do raio atômico segue uma tendência inversamente proporcional. Isso significa que, à medida que nos movemos da direita para a esquerda e de cima para baixo na tabela, o tamanho do raio atômico aumenta. Essa variação pode ser observada nos elementos representativos (blocos s e p).

A variação do tamanho dos átomos nos elementos representativos é um fenômeno que ocorre devido à distribuição eletrônica e à carga nuclear efetiva. Esses fatores influenciam diretamente o raio atômico, que pode aumentar ou diminuir conforme a posição na tabela periódica.

O raio iônico é uma medida do tamanho dos íons em um sólido iônico. É importante destacar que o raio iônico difere do raio atômico, pois os elementos na forma iônica apresentam tamanhos diferentes dos seus estados atômicos. O raio iônico é determinado pela distância entre os íons vizinhos no sólido iônico.

O raio iônico positivo, r + , representa o tamanho do cátion, enquanto que o raio iônico negativo, r – , refere-se ao tamanho do ânion.

O raio atômico é determinado pela distância média entre o núcleo do átomo e sua camada mais externa de elétrons. Geralmente, o raio atômico aumenta conforme descemos um grupo na tabela periódica, pois há mais camadas eletrônicas sendo adicionadas.

Por outro lado, o raio iônico depende da carga do íon. Um cátion (íon positivo) tem um menor número de elétrons em relação aos prótons no núcleo, resultando em uma contração dos elétrons restantes e diminuição do tamanho geral. Por outro lado, um ânion (íon negativo) tem mais elétrons que prótons e experimenta uma expansão nos seus elétrons externos.

A energia de ionização é a quantidade mínima de energia necessária para remover um elétron da camada de valência de um átomo isolado no estado gasoso. Essa energia está diretamente relacionada à carga nuclear efetiva (Zef): quanto maior for essa carga, maior será a energia necessária para retirar o elétron. Isso significa que quanto maior a Zef, maior será a energia de ionização. Podemos observar essa relação no gráfico abaixo.

Apresentação do gráfico contendo os valores de energia de ionização dos 20 primeiros elementos da Tabela Periódica.

A afinidade eletrônica, também conhecida como eletroafinidade, refere-se à energia liberada ou absorvida quando um átomo na fase gasosa se liga a um elétron. Quanto mais negativo for o valor da afinidade eletrônica, maior será a tendência do átomo em ganhar esse elétron.

A afinidade eletrônica pode ser expressa da seguinte maneira:

A afinidade eletrônica de um elemento, representada como AE(X), é a medida da energia envolvida quando um átomo X ganha um elétron para formar o ânion X-. Essa propriedade pode ter valores positivos ou negativos, dependendo das energias do átomo e do ânion em fase gasosa. A tabela abaixo apresenta os valores de afinidade eletrônica dos primeiros 20 elementos da Tabela Periódica.

A afinidade eletrônica é uma propriedade dos elementos químicos que indica a tendência de um átomo em ganhar elétrons e formar íons negativos. Ao analisar as afinidades eletrônicas dos 20 primeiros elementos, podemos observar variações nessa tendência ao longo da tabela periódica. Essa informação é importante para compreendermos o comportamento químico desses elementos e suas reações com outros compostos.

Quando a afinidade eletrônica é positiva, isso significa que o átomo precisa receber energia para se ligar a um elétron. Geralmente, essa característica é observada em espécies com baixa energia de ionização, como os metais alcalinos e alcalinoterrosos, além dos gases nobres que não podem adquirir um elétron extra sem comprometer sua estabilidade. Por outro lado, quando a afinidade eletrônica é negativa, indica-se que o processo de formação do ânion libera energia.

A eletronegatividade é um conceito introduzido por Linus Pauling, que se refere à capacidade de um átomo atrair elétrons para si. Robert Mulliken, ganhador do Prêmio Nobel de Química em 1966 por suas contribuições sobre ligações covalentes, propôs que essa propriedade fosse calculada como a média entre a energia de ionização e a afinidade eletrônica de um átomo. No entanto, uma escala desenvolvida por Pauling é mais comumente utilizada para medir a eletronegatividade.

A eletronegatividade, de acordo com a escala de Pauling, varia ao longo da Tabela Periódica. Essa propriedade descreve a capacidade dos átomos em atrair elétrons durante uma ligação química. Os elementos localizados nos extremos da tabela tendem a ter os valores mais altos e baixos de eletronegatividade, enquanto aqueles no meio possuem valores intermediários. A variação da eletronegatividade é um fator importante na determinação das propriedades químicas dos elementos e influencia diretamente nas ligações formadas entre eles.

Elementos com propriedades similares: quais são?

Os elementos químicos são substâncias que compõem toda a matéria ao nosso redor. Eles podem ser agrupados em famílias com base em suas propriedades químicas semelhantes. Isso significa que os elementos de uma mesma família têm comportamentos químicos parecidos.

Essa semelhança ocorre porque os elementos de uma mesma família possuem o mesmo número de elétrons na camada mais externa, chamada de camada de valência. Os elétrons da camada de valência são responsáveis pelas reações químicas e pela formação dos compostos.

Existem diferentes grupos ou famílias na tabela periódica, como o grupo 1 (família dos metais alcalinos), o grupo 2 (família dos metais alcalino-terrosos) e assim por diante até o grupo 18 (gases nobres). Cada um desses grupos possui características específicas relacionadas às suas propriedades físicas e químicas.

Portanto, podemos dizer que a organização dos elementos em grupos/famílias é importante para entender as similaridades entre eles e prever seu comportamento nas reações químicas. Essa informação é fundamental para diversas aplicações práticas, como no desenvolvimento de novos materiais e medicamentos.

Propriedades químicas semelhantes entre átomos: uma análise das diferenças periódicas e aperiódicas

Existem algumas características dos átomos que não seguem um padrão periódico e não estão relacionadas à carga nuclear efetiva. Essas propriedades são chamadas de aperiódicas. Dois exemplos dessas propriedades são a massa atômica e o calor específico.

Videoaula sobre átomos com propriedades químicas similares

Em 2019, celebrou-se o aniversário de 150 anos da primeira versão da Tabela Periódica, proposta por Dmitri Mendeleev. A contribuição de Mendeleev foi fundamental para catalogar os elementos e também permitiu a previsão de suas propriedades com base em sua posição na tabela. Na versão original de 1869, já constavam o sódio (Na) e o potássio (K). Atualmente, esses elementos fazem parte do primeiro grupo da tabela periódica, conhecido como metais alcalinos. Os metais alcalinos reagem violentamente com água, produzindo gás hidrogênio.

A reação química representada por 2 M (s) + 2 H2O (l) → 2 MOH (aq) + H2 (g), onde M representa o sódio ou o potássio, resulta na formação de hidróxido de metal e gás hidrogênio.

A característica compartilhada por esse conjunto, que influencia o comportamento observado na água, é a seguinte:

Os metais são conhecidos por terem baixa energia de ionização, e os metais alcalinos têm uma energia ainda mais baixa. Isso ocorre porque eles possuem apenas um elétron na camada de valência, o que resulta em uma carga nuclear efetiva muito pequena. Essa característica facilita a perda do elétron de valência e explica a sua alta reatividade, já que esses elementos tendem a perder elétrons com facilidade.

Quatro novos elementos químicos foram adicionados à tabela periódica, com os símbolos Uut, Uup, Uus e Uuo. Entre eles, um se destaca por ter a maior energia de ionização.

No momento em questão, os elementos químicos 113 (nihônio), 115 (moscóvio), 117 (tenesso) e 118 (oganessônio) não tinham sido oficialmente reconhecidos pela Iupac. Portanto, eles ainda eram conhecidos por seus nomes em latim.

O elemento 113, anteriormente conhecido como ununtrio (Uut), agora é chamado de Nh. O elemento 115, antes chamado de ununpentio (Uup), agora é conhecido como Mc. O elemento 117, anteriormente denominado ununseptio (Uus), foi renomeado para Ts. E o elemento 118, que costumava ser chamado de ununoctio (Uuo), agora é referido como Og.

A energia de ionização aumenta à medida que a carga nuclear efetiva aumenta, ou seja, da esquerda para a direita na tabela periódica. O elemento mais à direita é o 118º elemento e possui a maior energia de ionização.

Tipos de semelhança entre átomos

Existem diferentes tipos de semelhanças químicas entre átomos, como isótopos, isóbaros, isótonos e isoeletrônicos. Os isótopos são átomos do mesmo elemento que possuem o mesmo número atômico (ou seja, o mesmo número de prótons), mas diferem no número de nêutrons. Isso resulta em massas atômicas diferentes para os mesmos elementos. Por exemplo, o hidrogênio tem três isotopias: protônio (1 próton), deutério (1 próton e 1 nêutron) e trítio (1 próton e 2 nêutrons).

Os isóbaros são átomos que têm a mesma massa atômica total, mas diferem no número de prótons e elétrons. Isso significa que eles pertencem a elementos diferentes na tabela periódica. Um exemplo é o carbono-12 (^12C) e nitrogênio-14 (^14N). Ambas as espécies têm uma massa atômica total de 14 unidades.

Já os isótonos são átomos com um número diferente de prótons, mas com a mesma quantidade de nêutrons. Eles também pertencem a elementos diferentes na tabela periódica porque seus números atômicos variam. Por exemplo, flúor-19 (^19F) possui um excesso de um próton em relação ao oxigênio-18 (^18O), embora ambos tenham 10 nêutrons.

Por fim, os átomos podem ser considerados isoeletrônicos quando possuem a mesma configuração eletrônica externa ou camada valência completa. Esses átomos compartilham propriedades químicas semelhantes, pois têm a mesma capacidade de ganhar ou perder elétrons para formar íons. Por exemplo, o sódio (Na+) e o magnésio (Mg2+) são isoeletrônicos porque ambos possuem uma configuração eletrônica externa de 2-8.

Átomos com o mesmo número de massa são chamados de isóbaros

Isóbaros são átomos que possuem o mesmo número de massa (A), mas se diferem na numeração atômica (Z). Um exemplo de isóbaros são os elementos Cálcio (Ca) e Argônio (Ar). O cálcio possui 20 prótons em seu núcleo, enquanto o argônio possui 18. No entanto, ambos têm um número total de partículas nucleares igual a 40.

Apesar de terem o mesmo número de massa, os isóbaros não pertencem aos mesmos elementos químicos. Isso significa que suas propriedades químicas também serão diferentes. Por exemplo, o cálcio é um metal alcalino-terroso altamente reativo, enquanto o argônio é um gás nobre inerte.

Essa diferença nas propriedades químicas dos isóbaros ocorre porque as características dos átomos dependem principalmente do número atômico e da distribuição eletrônica. O número atômico determina a quantidade de prótons no núcleo do átomo e influencia diretamente as interações entre os elétrons e outros átomos.

Portanto, embora os isóbaros tenham uma semelhança superficial em relação ao seu peso nuclear total, eles apresentam comportamentos químicos distintos por causa das diferenças nos números atômicos. Essas variações nas propriedades químicas dos isóbaros são fundamentais para entender como diferentes elementos interagem com outras substâncias e desempenham papéis específicos na natureza e na indústria.

Metais com propriedades químicas similares

Os metais alcalinos são elementos químicos que possuem propriedades semelhantes entre si, o que os coloca na mesma família ou grupo da Tabela Periódica. Essa família é composta pelos elementos lítio (Li), sódio (Na), potássio (K), rubídio (Rb), césio (Cs) e frâncio (Fr).

Uma das principais propriedades dos metais alcalinos é a capacidade de reagir violentamente com água, liberando hidrogênio gasoso e formando uma base forte. Além disso, esses elementos têm baixos pontos de fusão e ebulição, sendo sólidos à temperatura ambiente.

Outra característica importante dos metais alcalinos é sua alta condutividade elétrica. Isso ocorre porque eles possuem apenas um elétron livre na camada mais externa, facilitando o movimento desses elétrons quando submetidos a uma diferença de potencial.

Identificando isótopos atômicos

Os isótopos são átomos que possuem o mesmo número de prótons, ou seja, o mesmo valor de Z, mas diferem em seus números de massa (A) e nêutrons (n). Essas variações nos números de massa e nêutrons resultam em diferentes massas atômicas para os isótopos. Por exemplo, o hidrogênio possui três isótopos principais: Hidrogênio-1 (1H), Deutério (2H) e Tritium (3H). Todos esses isótopos têm um próton cada, mas diferem no número de nêutrons – 0 para o hidrogênio-1, 1 para o deutério e 2 para o trítio.

Para identificar os isótopos dos elementos químicos é necessário conhecer a sua composição isotópica. A composição isotópica refere-se à proporção relativa dos diferentes isótopos presentes em uma amostra do elemento. Isso pode ser determinado através da técnica conhecida como espectrometria de massa.

Na espectrometria de massa, a amostra é ionizada e acelerada através de um campo elétrico ou magnético. Os íons resultantes são então separados com base na relação entre sua carga-massa utilizando campos elétricos ou magnéticos adicionais. Dessa forma, é possível medir as massas dos diferentes íons formados pelos diversos isótopos presentes na amostra.

P.S.: É importante ressaltar que a identificação dos isótopos não se limita apenas aos elementos leves como hidrogênio. Elementos mais pesados também possuem vários isótopos com propriedades químicas semelhantes, como o carbono-12 e o carbono-13. A compreensão da composição isotópica dos elementos é fundamental para diversos campos científicos, incluindo a geologia, arqueologia e estudos ambientais.

O que são exemplos de isótopos?

Os isótopos são átomos do mesmo elemento que possuem números diferentes de nêutrons. Isso significa que eles têm massas atômicas distintas, já que os nêutrons contribuem para a massa total do átomo. Por exemplo, o hidrogênio tem três isótopos principais: o protônio (1 próton e 0 nêutrons), o deutério (1 próton e 1 nêutron) e o trítio (1 próton e 2 nêutrons).

Para determinar a massa atômica média de um elemento, é necessário considerar a abundância relativa dos seus isótopos naturais. A abundância relativa refere-se à proporção em que cada isótopo ocorre na natureza. Essa informação pode ser obtida através da análise isotópica de amostras coletadas.

A partir das abundâncias relativas dos isótopos naturais de um elemento, é possível calcular uma média ponderada das suas massas atômicas individuais. Esse cálculo leva em conta tanto as massas quanto as frequências com que cada isótopo ocorre na natureza.

Por exemplo, se um elemento possui dois isótopos com massas atômicas de 10 u e 12 u, respectivamente, e suas abundâncias relativas são de 70% para o primeiro isótopo e 30% para o segundo,isso significa que a massa atômica média desse elemento será calculada como:

Portanto,a massa atômica média desse elemento seria igual a aproximadamente11 unidades de massa atômica (u).

O que são isótopos?

Os átomos isótopos são aqueles que possuem o mesmo número de prótons, ou seja, pertencem ao mesmo elemento químico. No entanto, eles têm massas diferentes devido à variação no número de nêutrons em seus núcleos. Por exemplo, o hidrogênio tem três isótopos: o protônio (1 próton), deutério (1 próton e 1 nêutron) e trítio (1 próton e 2 nêutrons). Apesar das diferenças nas massas dos isótopos, eles compartilham propriedades químicas semelhantes porque a quantidade de elétrons é a mesma.

A tabela periódica dos elementos contém uma lista organizada de todos os átomos conhecidos. Os elementos são agrupados com base em suas propriedades químicas semelhantes. Isso significa que os átomos na mesma coluna da tabela periódica têm características químicas comparáveis ​​e tendem a se comportar da mesma maneira durante reações químicas.

Por exemplo, os metais alcalinos como lítio (Li), sódio (Na) e potássio (K) estão localizados na primeira coluna da tabela periódica. Esses elementos compartilham propriedades como alta reatividade com água e formação fácil de íons positivos quando perdem um elétron para alcançar estabilidade eletrônica.

Da mesma forma, os halogênios como flúor (F), cloro (Cl) e iodo (I) estão localizados na sétima coluna da tabela periódica. Eles têm alta afinidade por elétrons adicionais para completar sua camada de valência e, portanto, tendem a formar íons negativos durante reações químicas.

Esses são apenas alguns exemplos de como os átomos com propriedades químicas semelhantes estão agrupados na tabela periódica. A organização dos elementos nessa estrutura permite que os cientistas prevejam o comportamento químico de diferentes substâncias e facilitem o estudo da química.