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PostHeaderIcon Energia de Ionização

Energia de ionização

A energia de ionização de um átomo está relacionada ao seu raio atômico e à sua posição na Tabela Periódica.

 

Um átomo ou íon que esteja na fase gasosa perde elétrons desde que receba uma energia suficiente, que é denominada energia (ou potencial) de ionização.

 

Assim, temos a seguinte definição:

 

 

 

A energia fornecida para se retirar o primeiro elétron, isto é, o elétron mais afastado do núcleo, que se encontra na camada de valência, é denominada primeira energia de ionização. Seu valor é menor do que uma segunda energia de ionização, que é fornecida para se retirar um segundo elétron, e assim sucessivamente.

Isso ocorre porque, quando retiramos um elétron, a quantidade de elétrons na eletrosfera do átomo diminui, aumentando a força de atração com o núcleo e, consequentemente, será necessária uma energia maior para retirar o próximo elétron. Isso pode ser visto pelos dados experimentais abaixo, que mostram a retirada de 3 elétrons do nível de energia mais externo (3s2 3p1) de um átomo de alumínio (Al(g)):

13Al + 577,4 kJ/mol →13Al1+ + e-
13Al1+ + 1816,6 kJ/mol →13Al2+ + e-
13Al2+ + 2744,6 kJ/mol →13Al3+ + e-
13Al3+ + 11575,0 kJ/mol →13Al4+ + e-

Observe que a energia de ionização aumenta da seguinte forma:

1ª E.I < 2ª E.I < 3ª E.I. <<< 4ª E.I.

Cada vez que se retira um elétron e o raio atômico diminui, maior se torna a atração exercida pelos prótons do núcleo sobre os elétrons mais externos; e maior se torna a repulsão exercida pelos elétrons mais internos, por isso se estabelece a seguinte regra:

 

 

 

Com base nesse pressuposto, podemos definir como essa propriedade varia em relação aos elementos situados numa mesma família ou num mesmo período na tabela periódica:

  • Na mesma família:o tamanho do      átomo geralmente aumenta à medida que o número de níveis ou camadas      aumenta. Assim, o raio atômico vai aumentando e a energia de ionização vai      diminuindo de cima para baixo. Podemos dizer que a energia de ionização      dos elementos de uma mesma família cresce no sentido de baixo para      cima.
  • No mesmo período:os átomos      apresentam a mesma quantidade de níveis. No entanto, à medida que o número      de prótons aumenta, aumenta também a atração exercida sobre os elétrons,      então o raio atômico vai diminuindo e a energia de ionização vai      aumentando. Temos que a energia de ionização dos elementos de um mesmo      período cresce no sentido da esquerda para a direita.

 

 

Energia de ionização

 

Fonte: http://www.alunosonline.com.br/quimica/energia-ionizacao.htm

 

PostHeaderIcon Aplicações dos Elementos Radioativos.

Os elementos químicos denominados como radioativos, são aqueles que apresentam o fenômeno da radioatividade, que consiste na emissão de radiação alfa, beta ou gama pelo fato de possuírem instabilidade nuclear (excesso de energia).
Toda e qualquer faixa de radiação transporta energia, e a energia proveniente dos elementos radioativos (radiação) pode ser utilizada com diversas finalidades, dentre as quais podemos citar:

Medicina

Na medicina, duas modalidades médicas fazem uso dos elementos radioativos, veja:

• A medicina nuclear é uma modalidade que realiza diagnóstico e terapia através da radiação emitida por elementos radioativos.

Imagens que permitem avaliar o funcionamento de estruturas e a identificação de algumas patologias podem ser obtidas no serviço de medicina nuclear.

As aplicações da medicina nuclear estão crescendo através de avanços na obtenção de imagens digitais e de radiofármacos mais eficientes. Pelo fato de que radionuclídeos selecionados se concentrarão em órgãos ou tecidos específicos, diferentes tipos de traçadores de radionuclídeos podem ser utilizados para avaliar esses órgãos, sistemas orgânicos e várias funções fisiológicas. Um dos radionuclídeos mais comumente utilizados é o tecnécio 99m (99mTc). Diferentes formas de tecnécio são utiliza­das para estudos do encéfalo, coração, rim, fígado e sistema esquelético.

 Um dos procedimentos de SPECT mais comuns é o estudo de perfusãomiocárdica com tálio, no qual tálio ou cardiolito radioativo é injetado por via intravenosa e perfundido através do coração. O paciente é então levado a se exercitar em uma esteira ou lhe é administrado um vasodilatador, que é um agente que causa dilatação dos vasos sanguíneos, resultando em fluxo sanguíneo aumentado. A ação do exercício, ou do vasodilatador, irá demonstrar o grau de perfusão do tálio ou do cardiolito através de todo o músculo cardíaco. Esse procedimento, combinado com uma segunda varredura de repouso, pode mostrar defeitos da perfusão miocárdica na parede ventricular, ou sinais de um infarto do miocárdio, um “ataque cardíaco” resultante de fluxo sanguíneo subitamente diminuído, causando morte de músculo cardíaco (miocárdio).

• A radioterapia é uma modalidade médica que realiza terapia através da radiação ionizante emitida por elementos radioativos e outras fontes (acelerador linear).

 

A irradiação de tecidos lesionados pode proporcionar a cura.

 

Inspeção

A radiologia industrial é um método de inspeção não destrutivo que utiliza radiação ionizante provinda de elementos radioativos e outras fontes (aparelho de raios x convencional e tomógrafo).
Esse método pode ser aplicado em carros, aviões, pontes, plataformas petrolíferas; em estruturas metálicas com a finalidade de avaliar a homogeneidade das mesmas.

 

Fissuras podem ser identificadas em estruturas através do uso de fontes radioativas.

 

Conservação de Alimentos

As radiações ionizantes provenientes de elementos radioativos e de outras fontes (exemplo: aparelho de raios x convencional) podem ser aplicadas com a finalidade de reduzir as perdas naturais causadas por processos fisiológicos e evitar a proliferação de micro-organismos nos alimentos.

A irradiação aumenta o “tempo de vida útil’ dos alimentos.

 

Descoberta x Aplicações

A descoberta dos elementos radioativos ocorreu relativamente recente (1896, por Becquerel) e suas aplicações encontram-se difundidas em diversas áreas de conhecimento.

 

Fontes:

http://www.alunosonline.com.br/fisica/aplicacoes-dos-elementos-radioativos.html
http://www.rxinfo.com.br/site/exames.php?id=26

 

PostHeaderIcon Química e Mac formam uma combinação perfeita com esta excelente e completa tabela periódica.

Química está longe de ser a matéria mais fácil do ensino médio. Fórmulas, elementos e combinações podem dar um belo nó na cabeça do estudante.

Se você usa Mac e precisa da química, seja para o ensino médio, faculdade ou projeto pessoa, está na hora de conhecer o Smell-O-Mints, uma incrível tabela periódica desenvolvida especialmente para você.

Em uma interface moderna, o programa oferece a tabela periódica clássica e separações diversificadas, que indicam os elementos sólidos ou líquidos, elementos radioativos, metais e ametais, entre outros. Clique em um elemento para ter, no canto esquerdo, as principais informações sobre ele.

Para facilitar a sua vida, o Smell-O-Mint inseriu um campo de busca no canto inferior esquerdo, o que facilita a vida do estudante que não quer perder tempo procurando determinado elemento na tabela. E sabe do melhor? Ao procurar um elemento, um link automático leva você até a Wikipedia, onde informações extras podem ser lidas.

Leia mais em: http://www.baixaki.com.br/mac/download/smell-o-mints.htm#ixzz1z817TKNy

PostHeaderIcon Elementos Radioativos

Os elementos radioativos.

Rádio
Metal de símbolo Ra, número atômico 88, massa atômica 226,05, descoberto em 1898 por P. e M.Curie, é dotado de intensa radioatividade. O rádio é um metal alcalino terroso, que funde a 700 °C. Muito raro na natureza, é extraído da pechblenda. Desintegra-se com uma vida média de 1620 anos, produzindo uma emanação gasosa de hélio e de radônio. Esse último, também radioativo, transmuta-se no polônio que, por uma série de novas desintegrações, conduz finalmente ao chumbo 206. As radiações alfa, beta e gama emitidas pelo rádio são dotadas de grande poder bactericida e sua ação fisiológica acarreta a destruição dos tecidos e a suspensão da mitose, donde diversas aplicações terapêuticas (curieterapia).

 

 Radium – Periodic Table of Videos

Tório
Metal raro de símbolo Th, número atômico 90, massa atômica 232,038,branco, cristalino, de densidade 12,1, e que funde a 1700°C, aproximadamente, extraído da torita.

 

Urânio
Metal de símbolo U, número atômico 92, massa atômica 238,07, e densidade de 18,7, extraído do óxido de urânio. Último elemento natural da classificação periódica, o urânio foi isolado em 1841 por Péligot. Trata-se de um sólido cinza-ferro, que funde a 1800°C e se oxida facilmente. O óxido uranoso, ou urano, UO2, é um sólido negro, de propriedades básicas, a que correspondem os sais uranosos, verdes.

O anidrido urânico, UO3, alaranjado, é anfótero e produz, em reação comos ácidos, sais de uranila (pois contém o radical UO2). Tais sais são amarelos e dotados de fluorescência verde. O UO3 dá também, ao reagir com as bases, os uronatos, como o Na2UO4; este, incorporado ao vidro, resulta no vidro de urânio, que se torna fosforescente sob a ação de raios ultravioletas.

O minério de urânio mais importante é a pechblenda, ou uraninita, U3O8. Existem, todavia, muitos outros, que vêm sendo ativamente extraídos.

Foi no urânio que Henri Becquerel descobriu a radioatividade. O produto natural é uma mistura de três isótopos, entre os quais o U238, mais abundante, gerador da família do rádio, e o U235, gerador da família do actínio. Sob a ação de nêutrons, o urânio 238 pode transformar-se em plutônio, e o urânio 235 pode sofrer fissão nuclear.

Em virtude da baixa concentração do urânio em seus diversos minérios (em geral menos de 1%), os tratamentos metalúrgicos compreendem inicialmente uma concentração física e, depois, uma concentração química dos sais de urânio. Após a purificação do concentrado, o metal é elaborado, a partir do tetrafluoreto, por redução metalotérmica pelo magnésio ou pelo cálcio. É afinado por refusão à vácuo antes de enformado e tratado termicamente. O urânio é utilizado sobretudo como combustível nos reatores nucleares (barras, tubos, anéis); seja em estado puro, seja em liga como o molibdênio, ou ainda em compostos refratários (óxido, carboneto). Pode também ser enriquecido num isótopo físsil, principalmente pelo processo seletivo da difusão gasosa do hexafluoreto através de paredes porosas, ou pelo processo de ultracentrifugação.

Polônio
Metal de símbolo Po, radioativo, de número atômico 84, massa atômica 210, que acompanha geralmente o rádio.

Polonium – Periodic Table of Videos

 

Os Perigos da Radiação

A radiação danifica os tecidos vivos, de modo que as pessoas que trabalham com material radioativo devem se proteger. Os raios alfa e beta são absorvidos mais facilmente, mas os raios gama são muito mais penetrantes. Os elementos de núcleo atômico alto absorvem melhor os raios gama, em comparação com os de baixo número atômico. A radiação em excesso pode causar câncer, a multiplicação acelerada e desenfreada de células de certas regiões do corpo. Os efeitos biológicos da radiação são diversos, entre eles o desenvolvimento de tumores, leucemia, queda de cabelo, redução na espectativa de vida, indução à mutações genéticas, malformações fetais, lesões de pele, olhos, glândulas e órgãos do sistema reprodutivo.

Tipos de Radiação

Existem três tipos de radiação: alfa, beta e gama. Becquerel, Ernest Rutherford, da Nova Zelândia, e Marie e Pierre Curie, da França, foram os responsáveis pela sua identificação.

Quando submetemos as emissões radioativas naturais, por exemplo do polônio ou do rádio, um campo elétrico ou magnético, notamos a sua subdivisão em três tipos bem distintos. Veja a figura abaixo:

 

A emissão que sofre pequeno desvio para o lado da placa negativa foi denominada emissão alfa.

A que sofre desvio maior para o lado da placa positiva foi denominada emissão beta

A que não sofre desvio foi chamada de emissão gama

 

Radiação Alfa

Os raios Alfa tem uma carga elétrica positiva. Consistem em dois prótons e dois nêutrons, e são idênticos aos núcleos dos átomos de hélio. Os raios alfa são emitidos com alta energia, mas perdem rapidamente essa energia quando passam através da matéria. Uma ou duas folhas de papel podem deter os raios alfa. Quando um núcleo emite uma partícula alfa, perde dois prótons e dois nêutrons. Por exemplo, a radiação alfa ocorre no U238um isótopo do urânio que tem 92 prótons e 146 nêutrons. Após a perda de uma partícula alfa, o núcleo tem 90 prótons e 144 nêutrons. O átomo com número atômico 90 não é mais o urânio, mas o tório. o isótopo formado é o 12Th234.

 

1- As partículas alfa são núcleos de hélio. Consistem em dois prótons e dois nêutrons que se comportam como uma partícula única.

2- O núcleo do rádio, no qual prótons e nêutrons se unem para formar uma partícula alfa.

3- A partícula alfa é emitida pelo núcleo.

 

Radiação Beta

Alguns núcleos radioativos emitem elétrons comuns, que tem a carga elétrica negativa. Há os que emitem pósitrons, que são elétrons positivamente carregados. As partículas beta se propagam com velocidade quase igual à da luz. Alguns podem penetrar mais de 1 cm de madeira. Quando um núcleo emite uma partícula beta, também emite um neutrino. Um neutrino não tem carga elétrica e quase não tem massa. Na radiação de partículas beta negativas, um nêutron no núcleo transforma-se em um próton, um elétron negativo e um neutrino. O elétron e o neutrino são emitidos no instante em que se formam, e o próton permanece no núcleo. Isto significa que o núcleo passa a conter mais um próton e menos um nêutron. Por exemplo, um isótopo de carbono, o 6C14, emite elétrons negativos. O C14, tem oito nêutrons e seis prótons. Quando se desintegra, um nêutron se transforma em um próton, um elétron e um neutrino. Após a emissão do elétron e do neutrino, o núcleo contém sete prótons e sete nêutrons. Seu número de massa permanece o mesmo, mas seu número atômico aumenta de um. O elemento com número atômico sete é o nitrogênio. Assim, o 6C14 transforma-se no 7N14 após a emissão de uma partícula beta negativa.

Quando o núcleo emite um pósitron, um próton do núcleo transforma-se em um nêutron, um pósitron e um neutrino. O pósitron e o neutrino são emitidos no mesmo instante da sua formação, e o nêutron permanece no núcleo. Um isótopo de carbono, o 6C11, emite pósitrons. O C11 tem seis prótons e cinco nêutrons. Quando emite um pósitron, um próton se transforma em um nêutron, um pósitron e um neutrino. Após a emissão do pósitron e do neutrino, o núcleo contém cinco prótons e seis nêutrons. O número de massa permanece o mesmo, mas o número atômico cai de um. O elemento de número atômico cinco é o boro. Assim, o 6C11 transforma-se no 5B11 após a emissão de um pósitron e de um neutrino.

 

 

1- As partículas beta são elétrons em alta velocidade emitidos por certos átomos radioativos.

2- Os elétrons negativos formam-se pela desintegração de um nêutron. Os elétrons positivos formam-se pela desintegração de um próton.

3- A partícula beta é arremessada no instante em que se forma. Um neutrino, uma partícula quase sem peso, também é emitido.

 

Radiação Gama

Os raios gama não tem carga elétrica. São semelhantes ao raio x, mas normalmente tem um comprimento de onda mais curto. Esses raios são fótons (partículas de radiação eletromagnética) e se propagam com a velocidade da luz. São muito mais penetrantes do que as partículas alfa e beta. A radiação gama pode ocorrer de diversas maneiras. Em um processo, a partícula alfa ou beta emitida por um núcleo não transporta toda a energia disponível. Depois da emissão, o núcleo tem mais energia do que em seu estado mais estável. Ele se livra do excesso emitindo raios gama. Nenhuma transmutação se verifica pelos raios gama.

 

 

1- Os raios gama são partículas, ou fótons, de energia eletromagnética.

2- Núcleo do radio.

3- Os raios gama são liberados quando um núcleo, após uma desintegração radioativa, fica num estado de alta energia.

 

 

Isótopos

As bombas atômicas, cujo princípio se baseia nas gigantescas quantidades de energia desprendidas durante as reações de fissão nuclear, utilizam como matéria-prima o isótopo 235 do urânio.

Isótopos são átomos de um mesmo elemento que diferem entre si quanto ao número de massa (quantidade de prótons e nêutrons no núcleo), motivo pelo qual apresentam propriedades físicas diferentes, mas comportamentos químicos semelhantes.

Considerações gerais. De acordo com a teoria atômica proposta por John Dalton, no século XIX, e desenvolvida, ao longo do século XX, com o auxílio da mecânica quântica, os átomos possuem duas regiões com propriedades bem diferenciadas. A primeira delas é formada de um núcleo pequeno se comparado ao volume atômico, com elevada densidade eletrônica e constituída de partículas denominadas prótons (carregadas positivamente) e nêutrons (eletricamente neutros). A constituição do núcleo atômico confere a um elemento suas propriedades físicas específicas. O núcleo é envolvido por elétrons, partículas elementares de carga negativa, distribuídos em orbitais com níveis energéticos distintos. A configuração eletrônica confere ao elemento suas propriedades químicas particulares.

Um elemento é primeiramente identificado pelo número de prótons existentes em seu núcleo (número atômico), mas nem todos os átomos de um mesmo elemento apresentam o mesmo número de nêutrons. Essa variação é, precisamente, o que distingue os isótopos.

História. A primeira evidência de que duas substâncias com as mesmas propriedades químicas não apresentam, obrigatoriamente, características físicas idênticas resultaram do estudo da radioatividade dos elementos pesados. Em 1906 e 1907, vários pesquisadores mostraram que a mistura de iônio e tório não podia ser separada por nenhum processo químico. Pelo critério da indistinguibilidade química, comprovou-se que a mistura era na verdade composta de duas espécies radioativas do mesmo elemento: tório 230 (iônio) e tório 232.

O termo isótopo foi criado em 1913 pelo químico inglês Frederick Soddy para designar as diferentes espécies do mesmo elemento. Pouco tempo depois, surgiram indicações de que a isotopia poderia existir também no grupo dos elementos estáveis. Em 1919, Francis Aston provou que o neônio consistia, principalmente, de duas espécies atômicas. Seguiu-se a descoberta de que o cloro tinha dois isótopos, e logo ficou claro que a maioria dos elementos consiste de uma mistura de isótopos. A invenção das pilhas atômicas para reações nucleares e dos aceleradores de partículas abriu a possibilidade de obter isótopos de quase todos os elementos químicos conhecidos. Na maioria dos casos, esses isótopos são artificiais e se desintegram espontaneamente, por processos radioativos, para dar origem a isótopos estáveis do mesmo elemento.

Abundância isotópica. Na natureza, quase todos os elementos químicos presentes em substâncias minerais e na atmosfera são compostos de vários isótopos. O hidrogênio, por exemplo, o átomo mais simples do ponto de vista estrutural, apresenta-se com três isótopos distintos: o hidrogênio propriamente dito, de massa 1 uma (unidade de massa atômica), com abundância superior a 99%; o deutério, com 2 uma, constituinte da água pesada, empregada na refrigeração de reatores nucleares; e o trítio, com 3 uma, instável e radioativo. Entre os halogênios, o bromo é uma combinação praticamente eqüitativa de seus isótopos 79 e 81, enquanto o flúor apresenta uma única variedade isotópica. Os isótopos de urânio desempenham um papel fundamental em todos os processos nucleares e radioativos. De modo geral, para cada elemento, a proporção de isótopos é fixa, independentemente de seu estado físico.

Aplicações. Os isótopos têm inúmeras aplicações na medicina, na indústria e na pesquisa científica. O isótopos radioativos são comprovadamente eficazes como traçadores em alguns métodos de diagnósticos. Por serem quimicamente idênticos aos isótopos estáveis, tomam seu lugar nos processos fisiológicos e podem ser detectados com equipamentos como o espectrômetro de raios gama.

O iodo 131 se emprega para avaliar, por exemplo, a atividade da glândula tireóide, onde o isótopo se acumula. Usa-se o fósforo 32 para identificar tumores malignos, porque as células cancerosas tendem a acumular fosfatos em quantidade maior do que as células normais. Isótopos radioativos como o cobalto 60 e o césio 137 são usados no tratamento do câncer, para minimizar os prejuízos causados a células vizinhas aos tumores.

Entre as aplicações industriais dos radioisótopos, a mais importante é a geração de energia a partir da fissão nuclear do urânio, nos reatores nucleares. Os isótopos radioativos também podem ser usados para medir a espessura de lâminas plásticas e metálicas e para induzir mutações genéticas em plantas, com a finalidade de obter espécies vegetais mais resistentes. A pesquisa geológica e arqueológica fez sensíveis progressos com a utilização de técnicas de datação radiométrica, principalmente com o carbono 14, que ajudou a reconstituir a seqüência de eventos pré-históricos e históricos e a determinar a idade de fósseis e restos arqueológicos.

ISÓTOPOS RADIOATIVOS

Os isótopos radioativos, ou seja, aqueles que emitem algum tipo de radiação são também ferramentas essenciais na agricultura moderna. No Cena, estudo semelhante ao que é feito com o isótopo estável do Nitrogênio (N-15), é realizado com os elementos não-estáveis Fósforo-32, Enxofre-35, Cálcio-45, Zinco-65, Manganês-54 e Ferro-59, para entender a absorção destes nutrientes nas culturas.

As pesquisas permitem saber, por exemplo, entre as várias fontes de um determinado nutriente, aquelas que são mais eficientes no aumento da produtividade da planta. Além disso, pode-se medir o grau de absorção do adubo via folhagem. Para Takashi Muraoka, professor e pesquisador do Cena, os benefícios da pesquisa são, por um lado, a economia em fertilizantes agrícolas e, por outro, a preservação do meio ambiente. “Se a planta não aproveita todo o insumo, há desperdício e um prejuízo econômico. E como adubo é um insumo caro, não pode haver perda. O estudo tem também o objetivo de evitar a poluição, pois se uma cultura absorve apenas 30% de um determinado fertilizante, o que for colocado a mais corre o risco de atingir o lençol freático”, explica. Recentemente, o Laboratório de Fertilidade do Solo do Cena está participando, juntamente com a Cnen (Comissão Nacional de Energia Nuclear) e a AIEA (Agência Internacional de Energia Atômica), de um projeto para pesquisar o melhor manejo de fertilizantes no Cerrado brasileiro, com o uso de técnicas nucleares. Participam do projeto, além do Brasil, Venezuela, México, Cuba, África do Sul, Benin, Burkina Faso, Alemanha, EUA e Austrália, estes três últimos como colaboradores. “Todos esses países possuem terras com características semelhantes ao Cerrado brasileiro, como a acidez e a deficiência de Nitrogênio e Fósforo”, diz Muraoka.

No Cena, os radioisótopos também são usados no estudo da nutrição animal. A finalidade é compreender a cinética de alguns minerais, entre os quais estão o Fósforo e o Cálcio radioativos, no organismo animal. “Como no Brasil há deficiência de alguns minerais, temos que estudar melhor o seu aproveitamento pelos animais, pois o custo de suplementação é alto. Para isso, injetamos radioisótopos no animal e estudamos a absorção e excreção, ou seja, o metabolismo do mineral. No caso da Europa, em alguns países, ocorre poluição nos solos devido ao excesso de minerais excretados nas fezes; assim, é importante medir esta excreção, para controlar o desperdício e também para evitar poluição”, afirma Dorinha Miriam Vitti, pesquisadora do laboratório de nutrição animal.

Outra linha de pesquisa do mesmo laboratório usa técnicas in vitro com radioisótopos, para medir o crescimento dos microorganismos no rúmen do animal. Com essa técnica podem ser testados, por exemplo, vários tipos de capim. O objetivo é avaliar quais as melhores fontes de alimento.

Também em andamento, as pesquisas de absorção de metais pesados do Cena pretendem responder se existe algum risco de contaminação destes metais no homem. Isso porque, como os fertilizantes são rochas (minerais) que são trituradas e misturadas às plantas, sempre há o risco de conter pequenas quantidades de metais pesados (cádmio, chumbo, níquel ou crômio). “Esses metais são micronutrientes que aumentam a produção agrícola. Mas a margem entre o grau de deficiência registrado pelo solo e a toxicidade é muito estreita. Será que esses metais pesados vão nos causar algum problema? Temos que produzir e, ao mesmo tempo, preocuparmo-nos com a saúde humana e com o meio ambiente. Então, lançamos mão de técnicas nucleares para responder a essas questões”, diz Cassio Hamilton Abreu Junior, responsável pela pesquisa desses metais no Cena.

O que são radiações?

No final do século XIX, um minério de urânio foi esquecido em cima de um filme fotográfico. Dias depois, o filme foi verificado e visualizaram uma marca derivada de “alguma coisa” que saia do minério de urânio. Na época, denominaram “essas coisas” de raios ou radiações.

O fenômeno de liberação de radiações foi denominado de radioatividade e os elementos químicos que apresentavam esta propriedade foram chamados de elementos radioativos.

Atualmente, definem-se radiações, como sendo: ondas eletromagnéticas ou partículas que se propagam com alta velocidade e energia, e que, quando interagem com a matéria, podem produzir variados efeitos sobre ela.

 

De onde surgem as radiações?

Geralmente, elas podem ser geradas por fontes naturais (ex.: átomos instáveis em decaimento) ou por dispositivos desenvolvidos pelo homem (rádio AM, FM e forno de micro-ondas).

Radiação alfa (α)

Radiação beta (β)

Radiação gama(γ)

Tempo de meia-vida

Luz, micro-ondas, ondas de rádio AM e FM, laser, raios X e raios gama são as formas de radiação eletromagnéticas mais conhecidas. Já feixes de elétrons, feixes de prótons, partículas beta, partículas alfa e feixes de nêutrons são exemplos de radiação de partículas, ou seja, são radiações com massa, que podem originar de átomos de elementos químicos.

Todos os elementos químicos naturais apresentam isótopos radioativos, que podem ser, também, naturais ou artificiais (criados pelo homem).

Neste momento, é importante que retomemos o termo isótopo.

Isótopos são átomos de um mesmo elemento químico, ou seja, possuem o mesmo número atômico (mesmo número de prótons). No entanto, possuem massas atômicas (soma da quantidade de prótons e nêutrons existentes no núcleo atômico) diferentes.

Ex.: 1H1, 2H1, 3H1

1H1 – significa, que o átomo possui 1 próton e número de massa igual a 1.
2H1 – significa, que o átomo possui 1 próton e 1 nêutron, logo, número de massa igual a 2.
3H1 – significa, que o átomo possui 1 próton e 2 nêutrons, logo, número de massa igual a 3.

 

Fontes:

http://www.coladaweb.com/quimica/fisico-quimica/elementos-radioativos
http://www.grupoescolar.com/pesquisa/elementos-radioativos.html
http://www.periodicvideos.com/

 

PostHeaderIcon Tabela Periódica – ´´Elementos ignotos“

Hf / nº72

      O título pode até ser duvidoso, mas no caso não é que o elemento em questão seja desconhecido, mas muitas pessoas que estudam a química em si, deixam passar despercebido alguns elementos, de fato extremamentes relevantes para a ciência. O háfnio é um deles. O metal prateado brilhante, dúctil, suas propriedades são influenciadas por impurezas de zircônio, é resistente a corrosão e tem excelentes propriedades mecânicas. É um metal de transição e pertence ao grupo 4 da tabela periódica.

A descoberta do háfnio se deu em 1913. Quando Moseley teve acesso às técnicas dos métodos de raios X, uma série de elementos tornou-se evidente. Numa pesquisa, ficou evidente a presença de um elemento desconhecido, de número 72, entre o elemento do grupo dos lantanídeos ou terras-raras lutécio (71) e o elemento tântalo (73). Mas Moseley não descobriu o elemento na prática.

O elemento 72 possuía propriedades diferentes dos outros membros, não podendo ser considerado como um metal terra rara.

Dirk Coster e George Charles von Hevesy pesquisaram os minerais de zircônio a fim de identificar o elemento desconhecido (72) e, em 1923, anunciaram sua presença, evidenciada pelo espectro de raios X. Chamaram o metal de Hafnium (Háfnio), em homenagem à Copenhaguem, chamada de “hafnia” na época dos Romanos.

O zircônio e o háfnio são muito idênticos quimicamente e ocorrem juntos na natureza.

O háfnio ocorre nos minerais de zircônio com uma média de Hf=2r, onde “r”, a razão atômica, é igual à 0,02 e poucos desses minerais são ricos em háfnio.

Os principais produtores de háfnio (minério de zircônio) são Estados Unidos, Austrália, Brasil, Índia e Rússia.

Propriedades físicas e químicas do háfnio:
Número atômico: 72
Peso atômico: 178,49
Ponto de fusão: 2222º C
Ponto de ebulição: 5400º C
Densidade: 13,1
Estados de oxidação: 4
Configuração eletrônica: (Xe) 4f145d26s2

 

www.tabela.oxigenio.com/metaisemtransição/

PostHeaderIcon TABELA PERIÓDICA E SUAS CURIOSIDADES

 CINCO CURIOSIDADES SOBRE A TABELA PERIÓDICA

Gandhi detestava iodo

Bem, talvez o líder espiritual e político indiano Mahatma Gandhi não guardasse mesmo maiores paixões pelo iodo, o elemento número 53 da tabela periódica. Seus partidários e discípulos espalham o boato até hoje – para prejuízo de muitos indianos. A história começou quando o governo imperial da Grã-Bretanha impôs taxas exorbitantes sobre a produção de sal na Índia. Foi o estopim de uma campanha convocada por Gandhi, em 1930, encorajando a população a produzir sal em suas casas. O problema é que o sal produzido em casa não continha iodo, que é essencial ao crescimento e reduz a taxa de defeitos congênitos. O governo já tentou mudar essa situação proibindo a produção caseira, mas até hoje existe certa resistência por parte dos indianos, por causa do ódio que Gandhi teria ao sal “imperialista” com iodo.

 

Gosto de açúcar

“Pálido, duro de derreter, insolúvel, e com átomos que não se parecem em nada com moléculas de açúcar”, afirma Sam Kean sobre o elemento berílio nº4 da tabela, no livro The Disappearing Spoon (sem edição no Brasil). Mesmo assim, este metal tem o mesmo gosto que o açúcar. A diferença é que ele pode ser bastante tóxico. E, se for inalado, pode provocar pneumonite química. Enrico Fermi (1901-1954), físico italiano que ajudou a desvendar o poder da energia nuclear, morreu aos 53 anos vítima de uma pneumonite causada pela inalação excessiva de pó de berílio, usado em experiências com urânio radioativo.

 

Toque de Midas

Conforme a mitologia grega, tudo que Midas tocasse virava ouro. A lenda pode ter nascido no reino da Frígia, atual Turquia, no século VIII a.C. Tudo indica que a região era rica nos elementos zinco(30) e estanho(50), que juntos formam o latão. Pode ser então que o brilho dourado do latão tenha iludido os súditos do rei. A história foi posta à prova em 2007, quando um professor de metalurgia da Universidade de Ancara, capital da Turquia, montou uma fornalha primitiva para derreter os minérios locais. O resultado foi uma barra dourada. “Não dá para afirmar que os antigos acreditavam realmente tratar-se de ouro, mas bastava que alguns acreditassem para a lenda se espalhar”, afirma Sam Kean, autor do livro The Disappearing Spoon (sem edição no Brasil).

 

Ouro de tolo

Se Midas era capaz de transformar qualquer coisa em ouro(79), a natureza tratou dela mesma transformar ouro em algo sem qualquer valor. Na verdade, criou a pirita (dissulfeto de ferro), que ironicamente brilha mais e é mais dourada que o ouro de verdade. Daí ser conhecida como ouro dos tolos. Na Austrália, porém, a natureza foi ainda mais perversa. Em 1893, uma corrida do ouro levou milhares de pessoas para o outback australiano. O local se tornou rapidamente uma cidade, feita com pedregulhos que os mineiros achavam não ter valor. Na verdade, a cidade foi construída com algo mais precioso. O ouro, por causa de suas propriedades químicas, não se liga a quase nenhum outro elemento. A exceção é o telúrio, de que resulta a calaverita, ou telureto de ouro, que é amarelo e lembra levemente o ouro. Até que alguém na cidade tomou consciência de que estavam jogando fora era calaverita e que, pior, era muito fácil separá-la do ouro. Resultado: a cidade foi praticamente colocada abaixo pelos mineiros. Chaminés, calçadas e até o pavimento das ruas foram arrancados à base de picaretadas. A região de Kalgoorlie se tornou nos anos seguintes a maior produtora de ouro do mundo.

Colher que desaparece

Uma pegadinha comum nos laboratórios de química é fazer uma colher de gálio número 31, um elemento parecido com o alumínio, e servi-lo com chá quente. Como ele derrete a 29 graus Celsius, a impressão é de que o chá engoliu a colher. Mas nem só de pegadinhas vive o gálio. Foi o primeiro elemento descoberto após a formulação da tabela periódica de Mendeleiev, e serviu como prova de que a teoria do químico russo estava correta.

 

Revista digital – veja.abril.net / Ciência/14/06/11

PostHeaderIcon Como evoluiu a tabela periódica ?

Como evoluiu a tabela periódica ?

A Tabela periódica dos elementos químicos é a disposição sistemática dos elementos químicos, na forma de uma tabela, em função de suas propriedades. É muito útil 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 etc.

Um pré-requisito necessário para construção da tabela periódica, foi a descoberta individual dos elementos químicos, embora elementos, tais como o Ouro (Au), a Prata (Ag), o Estanho (Sn), o Cobre (Cu), o Chumbo (Pb) e o 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 200 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.

John DALTON (1766-1844) Físico e Químico Inglês

Um segundo modelo, foi sugerido em 1864 por John Newlands.

Sugerindo que os elementos, poderiam ser arranjados num modelo periódico de oitavas, ou grupos de oito, ordenando de forma crescente as suas massas atômicas. Este modelo, colocou os elementos Lítio, Sódio e Potássio juntos. Esquecendo o grupo dos elementos Cloro, Bromo e Iodo, e os metais comuns como o Ferro e o Cobre.

Nenhuma regra numérica foi encontrada para que se pudesse organizar completamente os elementos químicos numa forma consistente, com as propriedades químicas e suas massas atômicas. A base teórica na qual os elementos químicos estão arranjados actualmente – número atômico e teoria quântica – era desconhecida naquela época e permaneceu assim por várias décadas.

A organização da tabela periódica, foi desenvolvida não teoricamente, mas com base na observação química de seus compostos, por Dimitri Ivanovich Mendeleiev.

John Newlands (1837 - 1898) Professor inglês de Química

Um segundo modelo, foi sugerido em 1864 por John Newlands.

Sugerindo que os elementos, poderiam ser arranjados num modelo periódico de oitavas, ou grupos de oito, ordenando de forma crescente as suas massas atômicas. Este modelo, colocou os elementos Lítio, Sódio e Potássio juntos. Esquecendo o grupo dos elementos Cloro, Bromo e Iodo, e os metais comuns como o Ferro e o Cobre.

Nenhuma regra numérica foi encontrada para que se pudesse organizar completamente os elementos químicos numa forma consistente, com as propriedades químicas e suas massas atômicas. A base teórica na qual os elementos químicos estão arranjados actualmente – número atômico e teoria quântica – era desconhecida naquela época e permaneceu assim por várias décadas.

A organização da tabela periódica, foi desenvolvida não teoricamente, mas com base na observação química de seus compostos, por Dimitri Ivanovich Mendeleiev.

Dmitri Mendeleiev (1834-1907) Prêmio Nobel 1906

Dimitri Ivanovich Mendeleiev nasceu na Sibéria, sendo o mais novo de dezessete irmãos. Mendeleiev foi educado em St. Petersburg, e posteriormente na França e Alemanha. Conseguiu o cargo de professor de química na Universidade de St. Petersburg. Escreveu um livro de química orgânica em 1861. Em 1869, enquanto escrevia seu livro de química inorgânica, organizou os elementos na forma da tabela periódica atual.

Mendeleiev criou uma carta para cada um dos 63 elementos conhecidos. Cada carta continha o símbolo do elemento, a massa atômica e as suas propriedades químicas e físicas. Colocando as cartas em cima de uma mesa, organizou-as em ordem crescente das suas massas atômicas, agrupando-as em elementos de propriedades semelhantes. Formou-se então a tabela periódica.

A vantagem da tabela periódica de Mendeleiev sobre as outras, é que esta exibia semelhanças, não apenas em pequenos conjuntos como as tríades. Mostravam semelhanças numa rede de relações vertical, horizontal e diagonal.

Em 1906, Mendeleiev recebeu o Prêmio Nobel por este trabalho.

Henry MOSELEY (1887-1915) Cientista britânico

Em 1913, o cientista britânico Henry Moseley descobriu que o número de prótons no núcleo de um determinado átomo, era sempre o mesmo.

Moseley usou essa idéia para o número atômico de cada átomo. Quando os átomos foram ordenados por ordem crescente do seu número atômico, os problemas existentes na tabela de Mendeleiev desapareceram.

Devido ao trabalho de Moseley, a tabela periódica moderna está baseada no número atômico dos elementos químicos. A tabela atual é bastante diferente da de Mendeleiev.

Com o passar do tempo, os químicos foram melhorando a tabela periódica moderna, aplicando novos dados, como as descobertas de novos elementos ou um número mais preciso na massa atômica, e rearranjando os existentes, sempre em função dos conceitos originais.

A última maior troca na tabela periódica, resultou do trabalho de Glenn Seaborg, na década de 50.

A partir da descoberta do plutônio em 1940, Seaborg descobriu todos os elementos transurânicos (do número atómico 94 até ao 102).

Reconfigurou a tabela periódica colocando a série dos actinídeos abaixo da série dos lantanídios.

Em 1951, Seaborg recebeu o Prêmio Nobel em química, pelo seu trabalho.

O elemento 106 tabela periódica é chamado Seabórgio, em sua homenagem. O sistema de numeração dos grupos da tabela periódica, usados atualmente, são recomendados pela União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC).

A numeração é feita em algarismos arábicos de 1 a 18, começando a numeração da esquerda para a direita, sendo o grupo 1, o dos metais alcalinos e o 18, o dos gases nobres.

A Tabela periódica dos elementos

Dmitri Mendeleiev nasceu na Sibéria e destacou-se na história da Química pois resolveu ordenar os elementos químicos então conhecidos, numa tabela, após verificar que as suas propriedades se repetiam de forma periódica.

Esta tabela de Mendeleiev tinha algumas vantagens sobre outras tabelas ou teorias antes apresentadas, mostrando semelhanças numa rede de relações vertical, horizontal e diagonal. A classificação de Mendeleiev deixava ainda espaços vazios, prevendo a descoberta de novos elementos.

A tabela de Mendeleiev serviu de base para a elaboração da atual tabela periódica, que além de catalogar os 118 elementos conhecidos, fornece inúmeras informações sobre o comportamento de cada um.

 

Mais de metade dos elementos hoje conhecidos foram descobertos entre 1800 e 1900. Durante esse período, os químicos verificaram que certos elementos apresentavam grandes semelhanças.

A constatação da existência de regularidades periódicas nas propriedades físicas e químicas, aliada à necessidade de sistematizar toda a informação já disponível, levou ao desenvolvimento da chamada Tabela Periódica dos Elementos.

A tabela periódica dos elementos, na sua versão moderna apresenta o seguinte aspecto:

Os elementos encontram-se ordenados pelo seu número atômico (indicado nesta tabela por cima do respectivo símbolo) em sequências horizontais que se chamam períodos, e ao mesmo tempo em sequências verticais que se chamam grupos ou famílias. Alguns grupos mantêm nomes próprios, como se pode ver através da figura seguinte:

Os períodos da Tabela periódica, são constituidos da seguinte forma:

  • O primeiro período é formado por dois elementos – Hidrogênio (H) e Hélio (He)
  • O segundo e o terceiro períodos contêm oito elementos cada um.
  • O quarto e o quinto períodos contêm dezoito elementos cada um.
  • O sexto período contém trinta e dois elementos.
  • O sétimo período é atualmente constituido por 31 elementos. Deve conter também 32 elementos, mas está ainda incompleto porque ainda não se sintetizaram todos os elementos (os últimos elementos que constam desta tabela, têm sido preparados pelo homem, em laboratório).

Os grupos, ou famílias da Tabela periódica, são constituidos da seguinte forma:

  • O primeiro grupo é designado por grupo dos metais alcalinos (com exceção do Hidrogênio (H)).
  • O segundo grupo denomina-se grupo dos metais alcalino-terrosos.
  • O conjunto dos grupos, entre o grupo 3 e o grupo 12 chamam-se metais de transição.
  • O grupo 13 é designado por família do Boro.
  • O grupo 14 é designado por família do Carbono.
  • O grupo 15 também se pode chamar família do Azoto.
  • O grupo 16 pode denominar-se família dos Calcogênios.
  • O grupo 17 é designado usualmente por família dos Halogênios.
  • O grupo 18 muito conhecido, apresenta os nomes de família dos gases raros, gases inertes ou ainda gases nobres.
  • As duas últimas linhas da tabela periódica são também designadas por família dos lantanídeos e dos actinídeos, como se pode observar na primeira figura apresentada.

Os elementos químicos podem também classificar-se em três categorias:

Na tabela periódica, dispõem-se da seguinte forma:

No 9º Ano estudas em particular três destes grupos da tabela periódica. São eles:

      • os metais alcalinos (grupo 1)
      • os halogênios (grupo 17)
      • os gases raros (grupo 18)

Vamos então ver de seguida alguns exemplos, assim como as suas características e as reações mais conhecidas.

 

Metais Alcalinos

Características dos metais alcalinos

  • São muito reativos. Por isso, não existem livres na natureza.
  • Reagem em contato com o oxigênio do ar e com a água.
  • Devem ser guardados em parafina líquida ou petróleo.
  • As soluções aquosas resultantes das reações destas substâncias com a água são alcalinas.

Reações dos metais alcalinos:

Os metais alcalinos reagem com a água, formando hidróxidos e libertando-se hidrogênio.

Reação do Lítio:

2 Li(s) + 2 H2O (l) —> 2 LiOH (aq) + H2 (g)

Reação do sódio:

2 Na(s) + 2 H2O (l) —> 2 NaOH (aq) + H2 (g)

Reação do potássio:

2 K(s) + 2 H2O (l) —> 2 KOH (aq) + H2 (g)

Os metais alcalinos também reagem com o oxigênio.

 

Lithium – Periodic Table of Videos

 

Halogênios

Características dos halogênios

  • Aparecem na natureza sob a forma de moléculas diatômicas (F2, Cl2, Br2, I2).
  • Reagem facilmente com os metais alcalinos, formando halogenetos.
  • São mais solúveis no éter ou no óleo alimentar do que em água.

Reação de formação dos halogenetos:

Os halogênios reagem com os metais alcalinos, formando-se compostos iônicos que se designam por halogenetos:

Cloro + Sódio Cloreto de sódio

Cl2(g) + 2 Na (s) —> 2 NaCl (s)

Bromo + Sódio Brometo de sódio

Br2(g) + 2 Na (s) —> 2 NaBr (s)

Iodo + Sódio Iodeto de sódio

I2(g) + 2 Na (s) —> 2 NaI (s)

Chlorine – Periodic Table of Videos

Gases nobres, raros ou inertes

Características dos gases raros, gases nobres ou gases inertes

  • São gases à temperatura ambiente.
  • Aparecem na natureza sob a forma de átomos isolados.
  • Existem em quantidades relativamente pequenas, por isso são considerados raros.
  • Não reagem com as outras substâncias, por isso se chamam inertes.

 

Helium – Periodic Table of Videos

As regularidades na tabela periódica

 

De um modo geral, o tamanho dos átomos aumenta ao longo de um grupo, à medida que o seu número atômico aumenta. Mas, o tamanho dos átomos também diminui ao longo de um período.

Os átomos dos elementos do primeiro grupo (grupo dos metais alcalinos) têm um elétron de valência (isto é, um elétron no último nível de energia preenchido). Por isso, têm tendência a formar íons monopositivos.

Os átomos dos elementos do segundo grupo possuem dois elétrons de valência, pelo que, originam íons dipositivos.

Os átomos dos elementos do grupo 16, apresentam seis elétrons de valência, pelo que dão origem a íons dinegativos (íons com duas cargas negativas).

Os átomos que pertencem ao grupo 17 (família dos halogênios) têm sete elétrons de valência, pelo que originam íons mononegativos.

Os átomos que pertencem ao grupo 18, denominados gases raros, são átomos estáveis, apresentam os seus níveis de energia completamente preenchidos, e por isso não originam íons. Aparecem na natureza sob a forma de átomos isolados.

 

Table Exhibit – Periodic Table of Videos

 

Referências: