CLASSIFICAÇÃO de METAIS da tabela periódica

O metais são os elementos mais abundantes no tabela periódica. São caracterizados por: serem bons condutores de calor e eletricidade, sendo sólidos à temperatura ambiente (com o com exceção do mercúrio que é líquido) e têm a capacidade de refletir a luz, então eles têm um característica.

Mas este grande conjunto de elementos é apresentado ordenado dentro da tabela periódica em diferentes grupos ou famílias que refletem suas semelhanças e diferenças. Nesta lição de um PROFESSOR, veremos o que classificação de metais e quais são as características e propriedades dos diferentes grupos definidos nesta classificação.

Como já mencionamos, os metais são os elementos majoritários do tabela periódica. Eles são distribuídos em dois grandes caras que incluem, em cada caso, vários subtipos que são agrupados em famílias dos diferentes blocos da tabela periódica.

A seguir, apresentamos um breve esboço dessa classificação, que desenvolveremos com mais detalhes nas seções seguintes.

• 1. Metais representativos: blocos da tabela periódica.
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• 1.1. Família de metais alcalinos
• 1.2. Família de metais alcalinos terrestres
• 2. Metais de transição: bloco d da tabela periódica.
• 3. Metais de transição interna: bloco f da tabela periódica.
• 3.1. Lantanídeos: elementos do 6º período da tabela.
• 3.2. Actinides: elementos do 7 período da tabela.
• 4. Metais pós-transição: bloco p da tabela periódica.

Os elementos representativos ou elementos principais são aqueles elementos que são mais abundante na natureza. Dentre os elementos metálicos, os elementos representativos são os metais da bloco s, ou seja, os elementos alcalinos (família 1 da tabela periódica) e os elementos alcalino-terrosos (família 2 da tabela periódica).

Nestes dois grupos encontramos elementos muito reativos, com forte tendência à oxidação (perdem seus elétrons da camada de valência) e, portanto, são poderosos redutores de outros elementos. Na natureza são encontrados na forma de sais iônicos muito solúveis em água, óxidos ou hidróxidos (bases fortes).

Metais alcalinos (grupo 1 da tabela periódica)

• Os metais alcalinos representam 5% da crosta terrestre. Sódio (Na) e Potássio (K) eles são os mais abundantes.
• Eles são elementos brilhantes aparência prateada, baixa densidade, metais macios e altamente reativos. Devido à sua alta reatividade, eles não são encontrados em seu estado puro na natureza. Os pontos de ebulição ou evaporação dos metais alcalinos são relativamente baixos e são bons condutores de calor e eletricidade.
• Do ponto de vista de sua configuração eletrônica, são elementos que apresentam um único elétron ocupando o orbital s de sua concha de valência. Eles têm um poder de combinação de 1 (valência) e número de oxidação +1. Eles mostram uma grande tendência de perder o elétron da camada mais externa para formar cátions.
• Como bioelementos, os metais alcalinos desenvolvem um papel importante nos organismos vivos, principalmente o sódio e o potássio, que desempenham papel fundamental na transmissão nervosa e, no caso do potássio, na regulação da atividade enzimática.
• Esses metais têm usos múltiplos na indústria. Por exemplo, o lítio (Li) é usado para produzir ligas de alumínio de alta resistência, na produção de cerâmica ou como componentes de baterias. Também tem uso médico, pois constitui um componente do sistema nervoso e sua deficiência causa doenças psiquiátricas.

Observação: O grupo 1 da tabela periódica também inclui o hidrogênio, que não é um metal.

Metais alcalino-terrosos (grupo 2 da tabela periódica):

• Os metais alcalino-terrosos representam 4% da composição da crosta terrestre. Eles são especialmente abundantes cálcio (Ca) e magnésio (Mg).
• Como os metais alcalinos, esses metais eles são muito reativos portanto, eles não são encontrados em forma livre na natureza.
• Embora tenham características físico-químicas semelhantes aos metais alcalinos, eles tendem a ser mais duros e menos reativos do que os metais alcalinos. Eles têm baixas densidades e durezas e pontos de fusão superiores aos dos metais alcalinos.
• Do ponto de vista da configuração eletrônica, eles são caracterizados por apresentar o orbital s da concha de valência preenchida (isto é, ocupado por um par de elétrons). Portanto, eles têm um poder de combinação de 2 (valência) e um número de oxidação de +2. Eles reagem facilmente com halogênios (grupo 17 da tabela periódica), para formar sais iônicos.
• Seu papel como constituintes de organismos vivos é especialmente importante no caso do cálcio (Ca) e do magnésio (Mg). Os íons de magnésio e cálcio são os íons mais abundantes na água do mar junto com o íon cloreto (Cl^-).
• 99% do cálcio em nosso corpo é encontrado no esqueleto, mas em sua forma iônica tem um papel fundamental na transmissão nervosa, função neuromuscular e regulação enzimático.
• O magnésio, em sua forma iônica, desempenha importantes funções biológicas nos organismos vivos, incluindo o mais proeminente, seu papel fundamental na fotossíntese das plantas como um componente do clorofila.
• Os usos industriais dos metais alcalino-terrosos são diversos. Os mais relevantes são o uso do cálcio como componente do cimento, o uso do magnésio para a elaboração de fogos artificial, como revestimento de estruturas de ferro para evitar sua oxidação ou como componente de ligas e aços luz.

Dentro da classificação de metais, temos que falar sobre metais de transição ou metais do bloco d, são o grupo mais abundante de metais e estão agrupados em um total de 10 grupos ou famílias da tabela periódica.

• A maioria dos metais de transição tem características semelhantes aos metais representativos: eles são bons condutores de calor e eletricidade e refletem a luz.
• Eles apresentam grande variabilidade em termos de dureza e pontos de ebulição e fusão, mas, em geral, eles são mais duros e têm pontos de fusão e ebulição mais altos do que os metais alcalinos e alcalino-terrosos.
• Desde o ponto de vista químico eles são caracterizados por: ter múltiplos números de coordenação (valências) ou estados de oxidação, eles geralmente são bons catalisadores (capacidade de aumentar ou diminuir a taxa de reações químicas) e formar compostos com cor e ter a capacidade de formam complexos de coordenação (compostos químicos com um íon metálico no centro, ligado a uma série de ligantes dispostos em seu em volta). Por esse motivo, os metais de transição formam cátions de diferentes cargas.
• A densidade é altamente variável neste bloco de elementos, desde o estrôncio com baixa densidade até o ósmio (Os), que é o elemento com maior densidade na tabela periódica.
• Se olharmos para a configuração eletrônica dos metais de transição, eles são caracterizados por apresentarem orbitais d parcialmente preenchidos. O preenchimento dos orbitais neste bloco da tabela periódica apresenta uma série de irregularidades, que são refletidos nos múltiplos números de oxidação adquiridos pelos metais neste bloco da tabela periódico.

Ferro (Fe) e titânio (Ti): metais de transição mais abundantes

• O ferro é o mais abundante e representa cerca de 5% do peso da crosta terrestre. É raro encontrá-lo em sua forma elementar na natureza, onde normalmente é encontrado formando óxidos e carbonatos.
• O ferro puro tem poucos usos, mas suas ligas com outras substâncias têm usos múltiplos. As formas úteis das ligas de ferro são o ferro forjado (é uma liga de ferro que se caracteriza por seu baixo teor de carbono e alto teor de ferro. Tem a propriedade de poder ser moldado a quente e endurece no resfriamento rápido), ferro fundido (que também é conhecido como o nome de ferro fundido cinzento ou ferro fundido, é uma liga de ferro, silício e carbono que contém pequenas quantidades de manganês, fósforo e enxofre; em que o carbono está na forma de grafite) e aço (uma liga purificada de ferro e carbono).
• Outros metais de transição amplamente utilizados na indústria são cobre e prata. Além disso, muitos metais de transição são usados ​​na indústria como catalisadores para reações químicas.
• No nível biológico, o ferro em sua forma iônica tem papel fundamental na transporte de oxigênio, uma vez que faz parte do centro ativo da hemoglobina e da mioglobina.

Os metais de transição interna ou metais do bloco fEles também são chamados de terras raras. Eles são agrupados em duas famílias de elementos: lantanídeos e os actinidas. Eles são aqueles elementos metálicos nos quais os elétrons são encontrados ocupando os orbitais f. Os elementos do grupo dos lantanídeos ocuparam parcialmente os orbitais f do nível 4 e os actinídeos os do nível 5.

Lantanídeos ou lantanóides

• Eles são os 15 elementos de transição interna que fazem parte do período 6 da tabela periódica dos elementos.
• Este grupo de elementos possui propriedades características comuns. Se trata de metais macios e brilhantes de prata, Sua condutividade de calor e eletricidade é relativamente baixa em comparação com outros metais. Eles são metais de densidade mais baixa do que os metais de transição.
• Na natureza, são encontrados em baixas proporções, formando parte de muitos minerais. Os lantanídeos têm alta capacidade de magnetização ou magnetização e também são caracterizados pela luminescência de seus cátions.
• Lantanídeos têm múltiplos usos na indústria na produção de ímãs permanentes fortes, baterias recarregáveis ​​e na fabricação de materiais supercondutores. Eles têm múltiplas aplicações em óptica (fabricação de tubos e lâmpadas fluorescentes, telas de cristal líquido e lasers). Eles também são usados ​​como catalisadores para reações químicas ou como pigmentos.

Actinídeos ou actinóides

• São os 15 elementos que compõem o período 7 da tabela periódica.
• Muitos deles foram sintetizados artificialmente, mas também são encontrados na natureza em proporções muito pequenas.
• Apresentam comportamento semelhante ao dos metais de transição (bloco d) e diferente dos lantanídeos. Como no caso de muitos metais, eles têm um brilho prateado característico.
• Como grupo, sua importância reside no fato de que todos são elementos radioativos. Ou seja, são elementos cujos núcleos são instáveis ​​se desintegram, liberando energia (energia nuclear) e dão origem a outros elementos químicos com núcleo mais estável. Todos os isótopos dos elementos deste grupo são radioativos e têm meia-vida curta. Os actinídeos mais abundantes na natureza são o urânio (U) e o tório (Th).