Tabela Periódica
ObjetivosIdentificar os principais elementos e estruturas da tabela periódica
• Compreender a disposição dos elementos ao longo dos grupos de acordo com suas propriedades.
• Verificar quais comportamentos de átomos podem ser previstos por meio da localização dos elementos.
• Entender os princípios de nomenclatura dos elementos e sua representação gráfica. Conteúdos
• História da descoberta da tabela periódica
• Grupos e periodicidade: como os elementos estão distribuídos na Tabela
• Representação gráfica dos elementos químicos
• Características e histórias que dão origem aos nomes dos elementos
Tempo estimado Duas a três aulas Material necessário
• Uma tabela periódica grande
• Um pedaço de lata de refrigerante
• Um pedaço de fio de cobre
• Um pedaço de carvão
• Um pedaço de fio de cobre (fio de solda)
• Prego Desenvolvimento
Aula 1
1° passo - Os alunos devem ler o texto da Revista Veja, "Fleróvio e Livermório, os novos nomes dos elementos 114 e 116 da Tabela Periódica " e depois pedir que grifem os termos que ainda não estiverem claros.
Link para o texto citado acima: http://veja.abril.com.br/noticia/ciencia/flerovio-e-livermorio-os-novos-nomes-dos-elementos-114-e-116-da-tabela-periodica
2° passo- Introdução ao tema, contando aos alunos como as tabelas periódicas são úteis em várias áreas do conhecimento explicando porque nelas encontramos informações sobre elementos químicos que não se alteram. Explicar que são sistemáticas, qualitativas e quantitativas e o quanto facilitam o estudo devido a formatação que ela apresenta.
Definir as diversas propriedades que podem ser identificadas ao longo da Tabela. Exemplo o raio atômico, que aumenta de cima para baixo nos grupos, e da direita para a esquerda nos períodos, mostrando que quanto menor o raio, maior a interação entre os elétrons das camadas com o núcleo do átomo. Definir a
eletronegatividade,que é a tendência do átomo em receber elétron, explicando que ela cresce nos grupos de baixo para cima, e da esquerda para a direita nos períodos, exemplo, o Flúor que é o elemento mais
eletronegativo.
3° passo - Apresentação aos alunos um modelo de Tabela Periódica, de preferência o aprovado pela IUPAC, União Internacional de Química Pura e Aplicada.
Disponível em: http://www.iupac.org/fileadmin/user_upload/news/IUPAC_Periodic_Table-2011-01-21.pdf 4°passo - Ler o texto abaixo:
Até a Idade Média já se conheciam alguns metais, como o ouro, a prata, o mercúrio, o estanho, chumbo e cobre. Em 1669 que o alquimista alemão, Hennig Brand, descobriu em sua casa, por acaso, o fósforo. Na verdade, ele queria produzir ouro e, durante este processo, juntou muitos galões de urina no porão da casa. Depois, misturou a urina com algumas substâncias, formou uma pasta e submeteu tudo a um processo de análise imediata - a destilação simples.
Durante o aquecimento do material dentro do balão de destilação, algumas transformações inesperadas ocorreram e, no final do processo, quando toda parte líquida foi retirada do balão devido ao calor, em vez de ouro, Brand encontrou uma substância que brilhava no escuro - o fósforo.
Na época, o fósforo passou a ter um valor comercial ainda maior que o ouro mas, 100 anos depois, o químico sueco Karl Scheele descobre outro processo, parecido com a pasteurização no qual consegue produzir fósforo em larga escala, tornando a Suécia a maior produtora mundial deste elemento na época.
Foi ele ainda quem descobriu outros elementos como o oxigênio, o nitrogênio, o bário, o cloro, o flúor, o manganês, o
molibdênio, o tungstênio e substâncias ácidas tais como ácido tânico, nítrico, prússico, cianureto e glicerol. Mas Karl tinha um grande defeito, gostava de provar as substâncias que produzia e assim, depois de constantes e imprudentes degustações de substâncias altamente tóxicas, morre envenenado, aos 42 anos de idade, sem ser reconhecido como o descobridor desses materiais.
Durante aquele período histórico, muitos pesquisadores trabalhavam nas mesmas áreas de pesquisa e quem recebeu créditos pela descoberta do oxigênio foi Joseph Priestley, em 1774, assim como Humphry Davy (1778-1829) que recebeu méritos pela descoberta do cloro sendo que Karl já havia descoberto 36 anos antes.
Outros elementos foram descobertos nos duzentos anos seguintes, e portanto, foram feitas duas tentativas de organizar os elementos na Tabela, antes de chegarmos no modelo que temos atualmente
Porém, em 1869, o professor siberiano Dimitri Ivanovich Mendeleev (1834-1907), resolve escrever um livro de química inorgânica. Nele, o professor organiza então todos os elementos conhecidos até então em uma Tabela Periódica. Para tanto, Mendeleev escreve em uma espécie de cartão cada um dos 63 elementos conhecidos, descrevendo suas propriedades químicas e físicas. Além disso, destina um símbolo a cada um, complementando-os com os números de massa atômica.
Com as cartas distribuídas na mesa, Mendeleev organiza novos grupos, distribuindo os elementos de modo que ficassem em ordem crescente de suas massas atômicas. O cientista também agrupou elementos com propriedades semelhantes, divididas por grupos e criou o atual modelo de tabela. Por esse trabalho, recebe o Prêmio Nobel em 1906.
Mais à frente, outros cientistas descobrem o número atômico dos elementos, e a tabela é rearranjada de acordo com o aumento desse número - da esquerda pra a direita. - Outros elemento químicos foram sendo incorporados, até que chegamos ou modelo atual, que ainda está em construção, como pode ser visto no texto publicado na Revista Veja. O Copernicium, Cn, Grupo 12, por exemplo, foi reconhecido oficialmente em 19 de fevereiro de 2010 e sintetizado pela primeira vez em 09 de fevereiro de 1996. O elemento foi batizado em homenagem ao cientista Nicolau Copérnico que fazia aniversário no dia 19 de fevereiro de 1943.
5° passo – Levantar as seguintes questões para os alunos:
a) Quais principais divisões eles enxergam na Tabela Periódica?
b) O que cada cor significa? Por que alguns elementos estão colocados separadamente em duas fileiras? c) Se eles têm ideia de como metais tão reativos são armazenados?
6° passo - Explicar as questões acima e mais algumas importantes características da tabela periódica e seus elementos.
Temos três grandes grupos na tabela: o grupo dos metais, um segundo grupo um pouco menor, o dos não metais, e o terceiro grupo, dos gases nobres.
Se observarmos a disposição dos metais, veremos que, no início da tabela, situam-se os muito reativos, que reagem até mesmo com a umidade do ar, como o caso, por exemplo, do sódio e do potássio.
Por terem sido descobertos em laboratório, diferentemente de outros metais, como a prata e o ouro, que já estão prontos na natureza, esses metais preparados em laboratório são tão reativos que ao reagirem com o ar ocasionam explosões e formam novas substâncias. Metais da família 1A, por exemplo, como o sódio, potássio, lítio são muito propensos a isto.
Para armazenar metais altamente reativos, é necessário um frasco de vidro, onde os metais fiquem cobertos por um solvente totalmente livre de água, o querosene.
Alguns metais são conhecidos desde a antiguidade como exemplo temos o ouro e prata. O mercúrio é o único metal que na temperatura ambiente se apresenta em estado líquido.
O mercúrio foi proibido em termômetros devido à possibilidade da contaminação de pessoas e do meio
ambiente, caso o instrumento fosse quebrado. Se trata de um metal pesado, que pode causar contaminações da água, do solo, de animais e entrar na corrente sanguínea de seres humanos causando doenças muito graves.
Aula 2
1° passo – Expor a Tabela Periódica para sala de aula.
2° passo - Mostrar como os metais estão dispostos em famílias ou grupos e definir o que são as divisões verticais que vemos na Tabela.
O primeiro grupo é família 1A, também conhecida como família dos Metais Alcalinos, o próximo grupo, família 2A, também chamada de família dos Metais Alcalinos Terrosos, a família do Calcogênios, 6B, Halogênios, 7B e Metais de Transição, aqueles que estão no meio da Tabela, de 3A a 2B.
3° passo - Identificar os períodos. Indagar aos alunos quais elementos estão no primeiro período? Explicar o que são períodos. Mostrar a ordem crescente do número atômico nesses períodos e explicar o que é o número atômico. Identificar a localização e o que é número de massa.
Período são as "linhas" na Tabela, que representam o número de camadas eletrônicas ao redor do átomo. Elementos do primeiro período têm uma camada eletrônica, do segundo, duas camadas, e assim por diante. O número atômico é o número de prótons, ou seja, partículas positivas, encontrados dentro do núcleo. Diga
para a classe que é ele que caracteriza um átomo, pois é único para cada elemento.
O número de massa representa a soma do número de prótons e nêutrons do átomo. Essa massa também está distribuída na ordem crescente na tabela periódica, da esquerda para a direita e de cima para baixo. Exemplo:
4° passo – Explicar sobre a nomenclatura dos elementos químicos.
Nomenclaturas
Nós somos privilegiados quanto aos nomes e símbolos de muitos elementos químicos já que a Tabela é universal, mas está relacionada com o português por ter raízes no latim também. O que seria mais complicado para os russos, por exemplo. A grafia e o símbolo dos mesmos são de fácil conhecimento, como o Lítio (Li), Bário (Ba), Alumínio (Al) e outros. Conte que, cada elemento tem sua história e que diversos nomes são derivados do latim, como os primeiros descobertos na Idade média, citados no início da aula.
O elemento mercúrio, por exemplo, teve seu nome relacionado ao deus Grego porque os antigos associavam muitos elementos à mitologia. Alguns nomes que vieram do grego fazem outras associações como hidrogênio, que significa gerador de água, oxigênio, gerador de ácidos, nitrogênio, gerador de salitre (um tipo de sal), argônio, aquele que não reage e, outros nomes foram dados devido a associações às cores das substâncias que davam origem. Cloro, veio do grego Khloros, cor amarelo-esverdeado; iodo, de iodes, cor violeta para gregos; ródio do grego rhodon, da cor rosa dentre diversas histórias.
Muitos nomes surgem para homenagear o local onde foram descobertos ou nomes de seus descobridores, como é o caso por exemplo do Gálio, nome dado pelo seu descobridor francês Lecoq de Bois, em homenagem à França, em latim, Gallia.
Na matéria da Veja (lida na primeira aula), Fleróvio e Livermório são os novos nomes dos elementos 114 e 116 da Tabela Periódica. A inserção de novos elementos na tabela devem ser sempre aprovados por centros de pesquisa como a IUPAC e a IUPAP, União Internacional de Física Pura e Aplicada. Durante o processo, ocorre uma demonstração experimental de como se chegou ao elemento seguindo alguns critérios de descobertas pré estabelecidos.
Exercícios:
1 )Qual é o elemento químico, muito utilizado na composição química de medicamentos anti-ácidos que pertence ao terceiro período e família 2A?
2 )Qual é o metal, muito utilizado em latas e que pertence ao terceiro período e família 3A? R.:
3 )Sou do quinto período, utilizado como antisséptico e pertenço à família 7A. R.:
4) Observem os seguintes materiais : pedaços de fio metálico (utilizados em fiação elétrica), pedaço de lata de refrigerante, prego, fio utilizado em solda e um pedaço de carvão.
Agora descreva em seu caderno os símbolos, os nomes dos elementos e família ou grupo a que pertencem às substâncias apresentadas na respectiva ordem: cobre, alumínio, ferro, estanho e carvão.
5) Extrair da primeira aula, um processo de análise imediata que através dele, se chegou na descoberta do fósforo.
6) Cite um fenômeno químico mencionado na aula 01. Demonstre a reação envolvida no processo e explique o que acontece nessa reação.
Avaliação
•
Observação dos alunos verificando se eles conseguiram reconhecer os principais elementos e a periodicidade com que estão distribuídos na tabela.•
Avaliar se eles conseguiram reconhecer suas principais características e como elas se modificam em relação à posição de cada elemento na tabela.•
Observação para verificar se os alunos conseguiram identificar as posições do número de massa, número atômico e nome dos elementos.•
Aplicação de exercícios referente às aulas.Referências:
