Os elementos que pertencem à família dos metais alcalinos são aqueles que pertencem à coluna 1 ou IA. Respectivamente, na ordem da Tabela, eles são: Lítio (Li), Sódio (Na), Potássio (K), Rubídio (Rb), Césio (Cs) e Frâncio (Fr).
Esses elementos receberam o nome de alcalinos (em árabe, a palavra alkali significa cinzas de plantas), pois os primeiros deles a serem descobertos (o sódio e o potássio) foram encontrados em cinzas de vegetais queimados. Inclusive esses dois elementos são os mais utilizados pelo homem e estão presentes em maior quantidade na natureza.
Os metais alcalinos possuem propriedades semelhantes entre si, por isso pertencem a mesma família ou grupo na Tabela. Porém, as características dos metais alcalinos são diferentes das características dos metais com os quais estamos acostumados. Por exemplo, apesar de serem sólidos à temperatura ambiente (o Césio e o Rubídio podem ser encontrados em dias muito quentes no estado líquido, em razão do seu baixo ponto de fusão, inferior a 40°C); eles são macios e podem até ser cortados com uma faca.
O sódio, por exemplo, é um sólido branco, leve e mole como cera e, conforme a figura abaixo, pode ser cortado facilmente. Contudo, o cientista está usando luvas, porque o elemento queima a pele se o segurarmos com a mão. Além disso, ele é muito reativo, oxida-se rapidamente (a superfície brilhante exposta pelo corte escurece até pegar fogo espontaneamente com o ar) e reage violentamente com a água. Por isso, normalmente, o sódio e os outros membros da família dos alcalinos, que também são muito reativos, são guardados em querosene, óleo ou benzeno, para não entrarem em contato com a umidade do ar e com o seu oxigênio.
Todos os alcalinos possuem apenas 1 elétron na sua camada de valência (genericamente, ns1), tendo, portanto, a tendência de perder esse elétron e formar cátions monovalentes, isto é, com a carga +1. Visto que eles possuem apenas um elétron na camada de valência, sua energia de ionização* é baixa, e é fácil haver a perda desse elétron. Esse fato explica sua alta reatividade, principalmente com os halogênios (elementos da família 17 ou VII A), que recebem 1 elétron para ficarem estáveis.
Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)
Mas ao perder esse único elétron, as características dos metais alcalinos mudam de forma extraordinária. No caso do sódio, por exemplo, quando ele realiza uma ligação iônica com o cloro (Cl), doando um elétron para ele, ele se torna o cátion sódio (Na+) e forma o cloreto de sódio (NaCl), que é o sal de cozinha. Agora ele não é mais violentamente reativo como vimos, mas passa a ter uma grande importância biológica, pois tem que estar presente nos fluidos extracelulares, controlando as trocas de várias substâncias entre as células do organismo e o sangue.
O cátion potássio (K+) também é um íon importante e está presente em alimentos como a banana e a água de coco e nos fluidos intracelulares. Ele e o Na+ ajudam muito na transmissão de impulsos nervosos e no controle dos batimentos cardíacos.
Já o cátion lítio (Li+) é usado no tratamento de depressão, principalmente da psicose maníaco-depressiva.
O metal alcalino Rubídio é usado na produção de cristais especiais para sistemas de telecomunicação de fibra óptica, de semicondutores e células fotoelétricas.
O isótopo radioativo do Césio mais popular é o Césio 137, que ficou muito conhecido em razão do acidente radioativo que ocorreu em Goiânia, em 1987. Outro isótopo importante é o Cs-133, que é utilizado na construção de relógios atômicos. Isótopos radioativos de césio são usados no campo médico para tratar certos tipos de câncer.
O Frâncio é um elemento radioativo muito raro, que não apresenta nenhuma aplicação prática. Seu período de meia-vida é de 22 minutos apenas, por isso é muito dificil de ser conseguido, ainda mais em quantidades apreciáveis.
• Energia de Ionização é a energia mínima necessária para remover um elétron de um átomo gasoso em seu estado fundamental.
A Tabela Periódica é o resultado da necessidade que os químicos sempre tiveram de organizar os elementos químicos e fornecer o máximo possível de informações sobre eles para facilitar a consulta, quando necessária.
Vários foram os cientistas que tentaram e propuseram organizações para os elementos químicos ao longo da história. A Tabela atual foi proposta pelo químico Henry Moseley, no ano de 1913, quando ele criou a lei periódica, que enuncia que:
Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)
“As propriedades dos elementos químicos se repetem periodicamente, quando eles são ordenados em ordem crescente de seus números atômicos”.
Neste espaço (veja os textos dispostos logo mais abaixo), você poderá explorar e ampliar ainda mais seus conhecimentos sobre a Tabela Periódica e os elementos químicos, pois aqui ofereceremos diversos textos que abordam os mais variados temas relacionados à Tabela, como:
1) Organização da Tabela Periódica
Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)
Ao organizar a Tabela Periódica em ordem crescente de número atômico, Moseley posicionou os elementos químicos formando colunas horizontais e verticais. Cada uma dessas colunas recebeu uma denominação:
Colunas horizontais: os períodos, que são sete, indicam a quantidade de níveis de energia presentes em cada átomo de cada elemento químico.
Colunas verticais: as famílias ou grupos, que são dezoito, indicam o subnível mais energético de cada átomo de cada elemento químico. As famílias periódicas podem ser divididas em famílias A ou famílias B, sendo oito famílias A (família dos elementos representativos) e oito famílias B (família dos elementos de transição):
As famílias A e B e os períodos da Tabela Periódica
2) As características dos elementos químicos
Entre as principais características dos elementos químicos, podemos destacar:
a) Estados físicos
Em relação à temperatura ambiente, os elementos podem ser classificados em:
- Líquidos: elementos como mercúrio (Hg) e o bromo (Br), por exemplo, são líquidos em condições ambientes. Vale dizer que outros elementos, tais como o gálio (Ga), rubídio (Rb), frâncio (Fr) e o césio (Cs), tornam-se líquidos em temperaturas um pouco maiores, entre 27ºC e 30 ºC.
- Gasosos: apenas os elementos hidrogênio (H), nitrogênio (N), oxigênio (O), flúor (F), cloro (Cl) e os gases nobres são gasosos em temperatura ambiente.
- Sólidos: todos os outros elementos químicos.
b) Natureza
A natureza do elemento está relacionada com suas principais propriedades e comportamentos físicos, a saber:
Metais (quadrados brancos na representação abaixo): Elementos químicos sólidos em temperatura ambiente que apresentam como principais características a condução de corrente elétrica, a condução de calor e a capacidade de formar cátions;
Ametais (quadrados azuis na representação abaixo): Elementos químicos que apresentam características contrárias às dos metais. A principal delas é a capacidade de formar ânions;
Hidrogênio (quadrado amarelo na representação abaixo): elemento químico mais abundante do universo e apresenta características que não o assemelham a nenhum outro elemento químico;
Gases nobres (quadrados verdes na representação abaixo): Elementos químicos encontrados no estado gasoso que apresentam grande estabilidade. Por essa razão, não necessitam interagir com nenhum outro átomo de outro elemento químico.
Posição dos elementos na tabela quanto à sua natureza
c) Obtenção
- Naturais: elementos químicos que podem ser obtidos na natureza;
- Artificiais: elementos químicos produzidos pelo homem em laboratório, como os transurânicos (número atômico é maior do que 92) e os cisurânicos (número atômico é menor do que 92).
3) As propriedades periódicas dos elementos químicos
Várias são as propriedades referentes aos elementos químicos que podem discutidas e analisadas com base na Tabela Periódica:
Raio atômico (propriedade referente ao tamanho dos átomos do elemento);
Energia de ionização (energia necessária para retirar um elétron de um átomo no estado gasoso);
Eletronegatividade (capacidade que um átomo tem de atrair para perto de si os elétrons da ligação com outro átomo);
Eletroafinidade (energia liberada por um átomo no estado gasoso ao receber um elétron);
Eletropositividade (Capacidade que um átomo tem de liberar os elétrons da ligação com outro átomo);
Ponto de fusão e Ponto de ebulição:(Por meio da tabela, podemos identificar se certo elemento apresenta maior tendência de sofrer fusão ou ebulição em relação a outro elemento);
Reatividade (capacidade que um átomo tem de reagir com outro, formando novas substâncias).