A Tabela Periódica

A Tabela Periódica 周期表 organiza todos os elementos 元素 em ordem crescente de número de prótons 质子数 (o número atômico 原子序数). As fileiras horizontais são chamadas de períodos 周期 e as colunas verticais são chamadas de grupos 族.

Alguns padrões-chave:

• Ao longo de um período, os elementos mudam de metais 金属 à esquerda para não-metais 非金属 à direita.
• O número do grupo indica a carga dos íons 离子 que os elementos formam. O Grupo I forma íons $+1$, o Grupo II forma íons $+2$ e o Grupo VII forma íons $-1$.
• Elementos no mesmo grupo possuem propriedades químicas semelhantes. Isso ocorre porque eles têm o mesmo número de elétrons 电子 na camada externa (a mesma configuração eletrônica 电子排布 externa).

Devido a esses padrões, você pode usar a posição de um elemento para prever suas propriedades.

Os elementos do Grupo I são os metais alcalinos 碱金属: lítio 锂, sódio 钠 e potássio 钾. Eles são metais macios 柔软 (você pode cortá-los com uma faca).

Descendo pelo grupo, há tendências claras:

Você pode usar essas tendências para prever as propriedades de outros elementos do Grupo I. Por exemplo, o rubídio (abaixo do potássio) seria ainda mais reativo e teria um ponto de fusão ainda menor.

Reação com a água e o que se vê

Esta é a reação mais cobrada nos exames. Todo metal do Grupo I reage com a água para formar uma base (hidróxido do metal) mais hidrogênio - exatamente por isso são chamados de metais alcalinos:

"Descreva o que você vê" vale pontos próprios, então aprenda a lista para sódio sobre a água:

• ele flutua - o metal é menos denso que a água.
• ele derrete formando uma bola - a reação libera calor e o ponto de fusão do metal é baixo.
• ele se move pela superfície - o jato de hidrogênio que escapa o empurra.
• há efervescência 泡腾 (borbulhamento) - o gás hidrogênio escapando.
• ele diminui e desaparece à medida que é consumido.
• a solução torna-se alcalina, então o indicador universal fica roxo (é agora $\text{NaOH}$).

A tendência aparece na intensidade disso: lítio borbulha constantemente mas não derrete; sódio derrete numa bola e corre ao redor; potássio é rápido o suficiente para inflamar seu próprio hidrogênio, queimando com uma chama lilás. Duas respostas a evitar: "hidrogênio é liberado" não é uma observação (você não pode vê-lo - diga efervescência), e o metal derrete porque a reação é exotérmica, não porque "a água está quente".

Os elementos do Grupo VII são os halogênios 卤素: cloro 氯气, bromo 溴 e iodo 碘. Eles são diatômicos 双原子 não-metais (cada molécula é formada por dois átomos, como $\text{Cl}_2$).

Sua aparência à temperatura e pressão ambiente:

Descendo o grupo, a densidade aumenta, mas a reatividade diminui (a tendência oposta ao Grupo I).

Reações de deslocamento

Um halogênio mais reativo empurra para fora (desloca) um íon haleto 卤化物 menos reativo de sua solução. Esta é uma reação de deslocamento 置换反应.

Por exemplo, o cloro é mais reativo que o bromo, então o cloro desloca o bromo do brometo de potássio:

Exemplo resolvido. Cloro aquoso é adicionado a uma solução de iodeto de potássio; depois, iodo aquoso é adicionado a uma solução de brometo de potássio. O que acontece em cada caso? A reatividade cai para baixo no Grupo VII: cloro, depois bromo, depois iodo. (a) O cloro está acima do iodo, então é mais reativo e o desloca: $\text{Cl}_2 + 2\text{KI} \rightarrow 2\text{KCl} + \text{I}_2$, e a solução fica vermelho-acastanhada quando o iodo é liberado. (b) O iodo está abaixo do bromo, então é menos reativo e não pode desloca-lo - há nenhuma reação e nenhuma mudança de cor. "Nenhuma reação" é uma resposta completa que vale pontos: verifique a ordem no grupo antes de escrever qualquer equação.

Os metais de transição 过渡元素 são o bloco de metais no meio da Tabela Periódica. Comparados aos metais do Grupo I, eles:

• têm altas densidades;
• têm altos pontos de fusão;
• formam compostos 化合物 coloridos 有色;
• frequentemente atuam como catalisadores, tanto como elementos quanto em compostos.

Eles também podem ter números de oxidação 氧化数 variáveis 可变. Por exemplo, o ferro 铁 forma compostos de ferro(II) e ferro(III).

Os gases nobres 稀有气体 do Grupo VIII são inertes 不活泼, gases monoatômicos 单原子 (existem como átomos individuais, não como moléculas).

Eles são inertes porque já possuem uma camada externa de elétrons completa. Isso os torna estáveis, então não precisam ganhar, perder ou compartilhar elétrons.

• A Tabela Periódica é ordenada pelo número de prótons. Elementos no mesmo grupo (coluna) têm o mesmo número de elétrons externos, então reagem de maneira semelhante; períodos são as linhas.
• Grupo I (metais alcalinos) tornam-se mais reativos descendo; Grupo VII (halogênios) tornam-se menos reativos descendo — tendências opostas.
• Um halogênio mais reativo desloca um menos reativo de uma solução de seu sal — por exemplo, o cloro desloca o bromo.
• Gases nobres são inertes porque têm uma camada externa cheia. Metais de transição são duros e densos, formam compostos coloridos, atuam como catalisadores e têm números de oxidação variáveis.