No final do século 19, o químico russo Dmitri Mendeleev publicou sua primeira tentativa de agrupar elementos químicos de acordo com seus pesos atômicos. Havia apenas cerca de 60 elementos conhecidos na época, mas Mendeleev percebeu que quando os elementos eram organizados por peso, certos tipos de elementos ocorriam em intervalos regulares ou períodos.
Hoje, 150 anos depois, os químicos reconhecem oficialmente 118 elementos (após a adição de quatro recém-chegados em 2016) e ainda usam a tabela periódica de elementos de Mendeleev para organizá-los. A tabela começa com o átomo mais simples, o hidrogênio, e depois organiza o restante dos elementos pelo número atômico, que é o número de prótons que cada um contém. Com algumas exceções, a ordem dos elementos corresponde ao aumento da massa de cada átomo.
A tabela possui sete linhas e 18 colunas. Cada linha representa um período; o número do período de um elemento indica quantos níveis de energia abrigam elétrons. O sódio, por exemplo, fica no terceiro período, o que significa que um átomo de sódio normalmente possui elétrons nos três primeiros níveis de energia. Movendo-se para baixo da mesa, os períodos são mais longos porque são necessários mais elétrons para preencher os níveis externos maiores e mais complexos.
As colunas da tabela representam grupos ou famílias de elementos. Os elementos de um grupo geralmente parecem e se comportam de maneira semelhante, porque eles têm o mesmo número de elétrons em sua camada mais externa - a face que mostram ao mundo. Os elementos do grupo 18, no lado direito da mesa, por exemplo, têm conchas externas completamente cheias e raramente participam de reações químicas.
Os elementos são normalmente classificados como metal ou não metal, mas a linha divisória entre os dois é difusa. Elementos metálicos são geralmente bons condutores de eletricidade e calor. Os subgrupos dentro dos metais são baseados nas características e propriedades químicas semelhantes dessas coleções. Nossa descrição da tabela periódica usa agrupamentos de elementos comumente aceitos, de acordo com o Laboratório Nacional de Los Alamos.
Metais alcalinos: Os metais alcalinos compõem a maior parte do Grupo 1, a primeira coluna da tabela. Brilhantes e macios o suficiente para cortar com uma faca, esses metais começam com lítio (Li) e terminam com francium (Fr). Eles também são extremamente reativos e explodem em chamas ou até explodem em contato com a água; portanto, os químicos os armazenam em óleos ou gases inertes. O hidrogênio, com seu único elétron, também vive no Grupo 1, mas o gás é considerado não-metálico.
Metais alcalinos terrestres: Os metais alcalino-terrosos compõem o Grupo 2 da tabela periódica, do berílio (Be) ao rádio (Ra). Cada um desses elementos possui dois elétrons em seu nível de energia mais externo, o que torna as terras alcalinas reativas o suficiente para que raramente sejam encontradas sozinhas na natureza. Mas eles não são tão reativos quanto os metais alcalinos. Suas reações químicas geralmente ocorrem mais lentamente e produzem menos calor em comparação com os metais alcalinos.
Lantanídeos: O terceiro grupo é muito longo para caber na terceira coluna; portanto, é quebrado e virado de lado para se tornar a linha superior da ilha que flutua na parte inferior da mesa. São os lantanídeos, elementos 57 a 71 - lantânio (La) a lutécio (Lu). Os elementos deste grupo têm uma cor branca prateada e manchas no contato com o ar.
Actinídeos: Os actinídeos alinham a linha inferior da ilha e compreendem os elementos 89, actinium (Ac), através de 103, lawrencium (Lr). Destes elementos, apenas o tório (Th) e o urânio (U) ocorrem naturalmente na Terra em quantidades substanciais. Todos são radioativos. Os actinídeos e os lantanídeos juntos formam um grupo chamado metais de transição internos.
Metais de transição: Voltando ao corpo principal da tabela, o restante dos Grupos 3 a 12 representa o restante dos metais de transição. Duros, mas maleáveis, brilhantes e com boa condutividade, esses elementos são o que você normalmente pensa quando ouve a palavra metal. Muitos dos maiores sucessos do mundo do metal - incluindo ouro, prata, ferro e platina - moram aqui.
Metais pós-transição: Antes do salto para o mundo não-metal, as características compartilhadas não são divididas ordenadamente em linhas verticais de grupo. Os metais pós-transição são alumínio (Al), gálio (Ga), índio (In), tálio (Tl), estanho (Sn), chumbo (Pb) e bismuto (Bi), e abrangem o Grupo 13 ao Grupo 17. Esses elementos têm algumas das características clássicas dos metais de transição, mas tendem a ser mais macios e a conduzir mais mal do que outros metais de transição. Muitas tabelas periódicas apresentarão uma linha em "escada" em negrito abaixo da diagonal que liga o boro ao astato. Os metais pós-transição se aglomeram no canto inferior esquerdo desta linha.
Metalóides: Os metalóides são boro (B), silício (Si), germânio (Ge), arsênico (As), antimônio (Sb), telúrio (Te) e polônio (Po). Eles formam a escada que representa a transição gradual de metais para não-metais. Esses elementos às vezes se comportam como semicondutores (B, Si, Ge) e não como condutores. Os metalóides também são chamados de "semimetais" ou "metais pobres".
Não metais: Tudo o mais no canto superior direito da escada - mais o hidrogênio (H), encalhado no Grupo 1 - é um não-metal. Estes incluem carbono (C), nitrogênio (N), fósforo (P), oxigênio (O), enxofre (S) e selênio (Se).
Halogênios: Os quatro principais elementos do Grupo 17, de flúor (F) a astatina (At), representam um dos dois subconjuntos dos não-metais. Os halogênios são bastante reativos quimicamente e tendem a parear com metais alcalinos para produzir vários tipos de sal. O sal de mesa da sua cozinha, por exemplo, é um casamento entre o sódio do metal alcalino e o cloro halogênio.
Gases nobres: Incolor, inodoro e quase completamente não reativo, os gases inertes ou nobres completam a tabela do Grupo 18. Muitos químicos esperam que o oganesson, um dos quatro elementos recém-nomeados, compartilhe essas características; no entanto, como esse elemento possui uma meia-vida medida em milissegundos, ninguém foi capaz de testá-lo diretamente. Oganesson completa o sétimo período da tabela periódica, portanto, se alguém conseguir sintetizar o elemento 119 (e a corrida para isso já estiver em andamento), ele fará um loop para iniciar a linha oito na coluna de metal alcalino.
Devido à natureza cíclica criada pela periodicidade que dá nome à tabela, alguns químicos preferem visualizar a tabela de Mendeleev como um círculo.
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