Número atômico

Número atômico (Z) é um termo usado na física e na química para designar o número de prótons (protões em português europeu) encontrados no núcleo de um átomo. Num átomo com carga neutra, o número de elétrons é idêntico ao número atômico,ou seja o número atómico e a identidade do átomo. O mesmo não acontece nos íons, átomos com falta ou excesso de elétrons nas últimas camadas. A descoberta do número atômico foi associada ao físico britânico Henry Moseley, o qual conseguiu determinar a carga do núcleo atômico, e sabendo a carga do mesmo, é possível determinar a quantidade de prótons em qualquer átomo.

Volume atômico

Volume atômico designa o volume ocupado por um mol átomos de um elemento numa fase condensada (líquida ou sólida). É expresso em cm³/mol. Assim, o volume atômico sempre se refere ao volume ocupado por massa do Avogrado átomos e pode ser calculado relacionando-se a massa desse número de átomos com sua densidade.

Raio atômico

O raio atômico é a distância entre o centro de um átomo e os limites da sua eletrosfera. Ao contrário do que se poderia pensar, o raio atômico não depende apenas do peso do átomo e/ou da quantidade de elétrons presentes na eletrosfera. É também fortemente afetado pela eletronegatividade de cada elemento.
Simplificadamente, o raio atômico é a distância entre o centro do átomo e a sua camada de valência, que é o nível de energia com elétrons mais externo deste átomo. Como consequência do átomo não ser rígido é impossível calcular o seu raio atômico exato. Deste modo, calcula-se o seu raio atômico médio.
Devido a dificuldade em obter-se o raio de átomos isolados determina-se ( através de raio X ) a distância entre os núcleos de dois átomos ligados do mesmo elemento, no estado sólido. O raio atômico será a média da distância calculada.

Lei periódia de Mendeleev

Dimitri Mendeleev foi um químico russo muito famoso. É considerado pela comunidade científica um dos maiores gênios da química. Mendeleev nasceu em Tobolsk, na Sibéria, em 1834. Doutorou-se na Universidade de São Petersburgo, onde começou a lecionar em 1866. O conceito de periodicidade química deve seu desenvolvimento, em especial, a dois químicos, Lothar Meyer (alemão) e Dimitri Mendeleev (russo).

Trabalhando independentemente, chegaram a um correlacionamento mais detalhado das propriedades dos elementos e suas massas atômicas. Isso proporcionou uma melhor visualização da periodicidade das propriedades dos elementos.

Vários cientistas contribuíram para que se chegasse à classificação periódica dos elementos; porém o trabalho de Mendeleev destacou-se por ser o mais completo e ousado.

Características e importância da tabela periódica

História e classificação dos elementos

Um pré-requisito necessário para construção da tabela periódica, foi a descoberta individual dos elementos químicos. Embora os elementos, tais como ouro (Au), prata (Ag), estanho (Sn), cobre (Cu), chumbo (Pb) e mercúrio (Hg) fossem conhecidos desde a antiguidade. A primeira descoberta científica de um elemento, ocorreu em 1669, quando o alquimista Henning Brand descobriu o fósforo.
Durante os duzentos anos seguintes, um grande volume de conhecimento relativo às propriedades dos elementos e seus compostos, foram adquiridos pelos químicos. Com o aumento do número de elementos descobertos, os cientistas iniciaram a investigação de modelos para reconhecer as propriedades e desenvolver esquemas de classificação.
A primeira classificação, foi a divisão dos elementos em metais e não-metais. Isso possibilitou a antecipação das propriedades de outros elementos, determinando assim, se seriam ou não metálicos.

Densidade

Densidade é a massa por unidade de volume de uma substância. O cálculo da densidade é feito pela divisão da massa do objeto por seu volume.

Densidade = massa                      volume
A densidade existe para determinar a quantidade de matéria que está presente em uma determinada unidade de volume. O que você entenderia se te dissessem que o chumbo
possui maior densidade do que o alumínio? A explicação é que, num dado volume de chumbo há mais matéria que em uma mesma quantidade de alumínio.

Podemos caracterizar uma substância através de sua densidade. A densidade dos sólidos e líquidos é expressa em gramas por centímetro cúbico (g/cm³). Vejamos a densidade de alguns compostos:

Água .......................................0,997 g/cm³
Álcool etílico...........................0,789 g/cm³
Alumínio ................................ 2,70 g/cm³Chumbo...................................11,3 g/cm³
Diamante ..................................3,5 g/cm³
Leite integral............................1,03 g/cm³
Mercúrio .................................13,6 g/cm³

Elétrons

Os elétrons são partículas constituintes do átomo. Os elétrons giram em torno do núcleo do átomo e possuem carga elétrica negativa. Sua carga é contrabalançada pela carga dos prótons, de modo que, em condições normais o átomo é neutro. Desta forma, o número de elétrons é igual ao de prótons num átomo neutro. Este número depende do átomo, sendo diferente para cada elemento. Os elétrons podem movimentar-se através de determinados meios, sendo por isso, responsáveis pelo que se denomina corrente elétrica. Assim, nos metais, por exemplo, uma corrente consiste no movimento ordenado de elétrons. A massa do elétron é muito menor do que a dos prótons e nêutrons. Na figura 1 temos a representação dos elétrons em torno de um átomo. Os elétrons também formam o que se denomina raios catódicos. Os raios catódicos consistem num feixe de elétrons emitidos num tubo de vácuo. Quando incidem numa tela recoberta de fósforo produzem pontos luminosos. Este é o princípio de funcionamento dos televisores e dos osciloscópios de raios catódicos.

Número atômico

 O número atômico (z) É representado por (Z), é usado para indicar o número de prótons contidos dentro do núcleo, esse número atômico caracteriza o átomo, ou seja, não é possível a existência de dois átomos diferentes com o mesmo número atômico.

Por exemplo:

11^Na, 17^Cl

Átomo de cloro: Z=17
Átomo de sódio: Z=11

Número de massa

Para descobrir o número de massa (A) de um átomo, é necessário somar o número de prótons e nêutrons.

A = N + Z

* onde N é o número de átomos.

Por exemplo:

Vamos usar como exemplo o átomo de sódio, que possui 11 prótons e 12 nêutrons, portanto Z = 11. Logo:

A = 11 + 12 = 23, 23
    Na
11

Onde: 23 é o número de massa e 11 é o número atômico.

Elemento químico

São todos os elementos químicos de um átomo com número atômico (Z) igual.

Existem aproximadamente 100 elementos químicos naturais e sintéticos. Onde mais ou menos 90 são elementos químicos naturais, que podemos encontrar na natureza. Já os elementos sintéticos são produzidos de forma artificial.

Gerd Binnig, e Heinrich Rohrer em 1981 inventou um microscópio de varredura. através dele é possivel obter imagens de átomos e moléculas.

Para que ele funcione é necessário utilizar uma agulha de tungtênio, onde passará uma quantidade de tensão elétrica. A agulha desliza pela superfície a ser analizada sem entrar em contato com ele. Quando ela encontra um átomo ocorre uma reação que faz surgir reação elétrica, onde irá promover na tela uma pequena pontinha luminosa. A imagem é aumentada 100 milhões de vezes.

Esse vídeo fala sobre o que é número atômico e a sua função na química. 

  

Volume atômico

 Volume atômico
O volume atômico diz respeito ao volume ocupado por um mol átomo em seu estado sólido, ele se refere a ao volume ocupado por 6,02 . 10²³ átomos, é a quantidade de átomos que existe em um mol, para calacular é preciso estabelecer uma relação entre a massa do número de átomos com sua densidade, ou seja:



Por exemplo:

a) massa molar do ferro é de 55,847 g/mol

Sua densidade é de 7,86 g/mol, no estado sólido

Portanto o volume atômico do ferro será:



O volume atômico depende tanto do tamanho do átomo, como também da compactação dos átomos no retículo cristalino.

Raio atômico

O raio atômico de um elemento é definido como a meia distância entre dois centros de átomos vizinhos. O raio atômico geralmente aumenta com o período e decresce com o aumento do número do grupo. Quanto maior for o período do elemento maior será a distância do último elétron até o núcleo. Desta forma este elétron encontra-se mais "solto", aumentando o tamanho do raio. Apesar de parecer estranho o tamanho do raio diminuir com o aumento do número atômico, é isto o que realmente acontece. Os elétrons vão sendo alocados nos mesmos subníveis em que já se encontram os elétrons presentes. Com o aumento da carga do núcleo a atração sobre os elétrons tende a ser maior.

Características e importância da tabela periódica

A tabela periódica dos elementos químicos é a disposição sistemática dos elementos, na forma de uma tabela, em função de suas propriedades. São muito úteis para se preverem as características e tendências dos átomos. Permite, por exemplo, prever o comportamento de átomos e das moléculas deles formadas, ou entender porque certos átomos são extremamente reativos enquanto outros são praticamente inertes. Permite prever propriedades como eletronegatividade, raio iônico, energia de ionização.

Lei periódica de Mendeleev

Químico russo, Dmitri Ivanovitch Mendeleev nasceu em Tobolsk, Sibéria, a 8 de fevereiro de 1834 e morreu em São Petersburgo a 2 de fevereiro de 1907. Estudou ciências em São Petersburgo, formando-se em química (1856). Trabalhou no laboratório Wurtz, em Paris. Esteve na Pensylvania e no Cáucaso, estudando a natureza e a origem do petróleo. Professor a partir de 1863, em 1866 assumiu a cátedra de química do Instituto Tecnológico de São Petersburgo. Na qualidade de conselheiro científico das forças armadas russas (1890) promoveu o estudo da nitrocelulose. Foi conservador do Museu de Pesos e Medidas (1893). Recebeu a medalha Davy (1882) e a medalha Copley (1905), da Royal Society de Londres.

Mendeleev é autor da lei segundo a qual as propriedades físicas e químicas dos elementos são função periódica do peso atômico. Apesar de outros cientistas terem anteriormente traçado seqüências numéricas entre os pesos atômicos de certos elementos e notado conexões entre estes e as propriedades das diversas substâncias, Mendeleev é o primeiro a enunciar a lei cientificamente.

Estabelece a analogia dos elementos em bases numéricas seguras. Faz a classificação periódica dos elementos químicos conforme seu peso específico, dispondo os elementos em ordem crescente de acordo com seu peso atômico. Nota que as propriedades dos corpos simples se repetem periodicamente. Elabora quadros que, por apresentarem lacunas, o levam a prever a existência três elementos até então desconhecidos, previsão confirmada pela descoberta do gálio (1875), do escândio (1879) e do germânio (1886). Em diversos casos questiona os pesos atômicos aceitos por não corresponderem à lei periódica.

Mendeleev empreende trabalhos sobre o isomorfismo, a compressão dos gases e as propriedades do ar rarefeito. Estuda a natureza das soluções, que considera sistemas líquidos homogêneos de compostos instáveis dissociáveis do solvente com a substância dissolvida. Investiga a expansão termal dos líquidos e elabora fórmula para expressá-la. Estudando os gases (1861) antecipa o conceito de Thomas Andrews (1869) da temperatura crítica dos gases, definindo o ponto absoluto de ebulição como a temperatura em que a coesão e o calor da vaporização eqüivalem a zero e o líquido se transforma em vapor independentemente da pressão e do volume. Contribui ainda para a preparação de uma pólvora sem fumaça, à base de pirocolódio. Sua obra mais importante é Osnovy chimii (1868 – 1870; Princípios de química).
A classificação de Mendeleev é a base da teoria da estrutura eletrônica do átomo. Numerando-se em seqüência os elementos de acordo com a sua classificação, verifica-se que o número de ordem de cada elemento é igual à carga positiva de seu núcleo atômico. Quanto às propriedades químicas, são sobretudo função da forma de agrupamento dos elétrons em torno do núcleo. Quando a carga do núcleo aumenta de uma unidade e o número de elétrons cresce respectivamente, os tipos de agrupamento de elétrons repetem-se, o que determina a periodicidade nas alterações das propriedades dos átomos.
A lei de Mendeleev estipula que as propriedades dos elementos são função periódica do número de ordem ou da carga do núcleo atômico. A classificação periódica reflete não só as conexões, mas também as transformações reais dos elementos químicos e seus compostos. As reações nucleares e a desintegração radioativa dos átomos correspondem a deslocamentos na classificação periódica, a qual reflete ainda a evolução da matéria sideral e a repartição dos compostos químicos ao longo da evolução da Terra.

História e classificação dos elementos

A classificação periódica dos elementos é feita baseada na Tabela Periódica. A tabela periódica relaciona os elementos em linhas chamadas períodos e colunas chamadas grupos ou famílias, em ordem crescente de seus números atômicos.

As fileiras horizontais na tabela periódica são chamadas períodos e as colunas verticais são chamadas grupos. A primeira coluna (grupo 1) da tabela periódica é a dos metais alcalinos e a última coluna (grupo 18) é a dos gases nobres. As propriedades dos elementos do mesmo grupo são semelhantes.

Existem sete períodos e são:
• 1º: Camada K • 2º: Camada L • 3º: Camada M • 4º: Camada N • 5º: Camada O • 6º: Camada P
• 7º: Camada Q Na Tabela Periódica, os elementos químicos também podem ser classificados em conjuntos, chamados de séries químicas, de acordo com sua configuração eletrônica:

• Elementos representativos: pertencentes aos grupos 1, 2 e dos grupos de 13 a 17.

• Elementos (ou metais) de transição: pertencentes aos grupos de 3 a 12.

• Elementos (ou metais) de transição interna: pertencentes às séries dos lantanídeos e dos actinídeos.

• Gases nobres: pertencentes ao grupo 18.

Além disso, podemos classificar os elementos de acordo com suas propriedades físicas nos seguintes grupos:

Metais: Eles constituem a maioria dos elementos da tabela. São bons condutores de eletricidade e calor, são maleáveis e dúcteis, possuem brilho metálico característico e são sólidos, com exceção do mercúrio.

Não-Metais: São os mais abundantes na natureza e, ao contrário dos metais, não são bons condutores de calor e eletricidade, não são maleáveis e dúcteis e não possuem brilho.

Gases Nobres: São no total 6 elementos e sua característica mais importante é a inércia química.

Hidrogênio: O hidrogênio é um elemento considerado à parte por ter um comportamento único.