Elementos químicos

Podemos definir um elemento químico como sendo o conjunto de átomos com mesmo número atômico, ou seja, com a mesma quantidade de prótons no núcleo.

Por exemplo, observe a ilustração abaixo, em que há dois átomos. O primeiro, à esquerda, possui somente um próton no núcleo, sendo, portanto, um átomo que forma o elemento químico hidrogênio. Já o segundo possui número atômico igual a dois e, desse modo, representa outro elemento químico, o hélio.


Átomos de hidrogênio e hélio


Assim, quando há um conjunto de átomos, em que todos possuem número atômico igual a 2, então temos o hélio. Mas um único átomo com número atômico 2 também seria o hélio, pois um átomo isolado também representa um elemento químico.

Por exemplo, na figura a seguir, temos o mercúrio, um metal líquido em temperatura ambiente. O mercúrio é um elemento químico de número atômico igual a 80, cujo símbolo é Hg (vem do grego hydrargirum, que significa “prata líquida”). Se uma gota de mercúrio for subdividida em outras gotas menores, elas continuarão sendo mercúrio, pois conservam as mesmas propriedades. Do mesmo modo, o elemento químico é um conjunto de átomos com o mesmo número atômico, porém a menor parte é um átomo só.


Gotas de mercúrio – independente do tamanho, todas são mercúrio

Muitos elementos químicos possuem propriedades semelhantes que se repetem em períodos regulares e, por isso, os cerca de 115 elementos conhecidos até então foram agrupados na Tabela Periódica, sendo organizados em ordem crescente de número atômico. O símbolo de cada elemento químico é colocado em um “quadrado”, que contém também as suas principais características, que são o número atômico, a massa atômica e a configuração eletrônica, isto é, a disposição dos elétrons nos níveis ou camadas ao redor do núcleo.


Representação dos elementos químicos na Tabela Periódica

Fora da Tabela Periódica, a representação dos elementos químicos deve apresentar três índices, que indicam: o número atômico (Z), o número de massa (A), que corresponde à soma dos prótons com os nêutrons no núcleo atômico, e a carga iônica no caso de íons (espécies químicas com carga elétrica formadas quando o átomo perde ou ganha elétrons). Essas três características devem ficar dispostas da seguinte forma:

ZAX ou, no caso de íons: ZAXn+ ou ZAXn-

Veja que a carga iônica deve ser representada colocando-se o número primeiro e depois a carga (negativa ou positiva). Por exemplo, o sódio, cujo símbolo é Na, possui número atômico igual a 11 e número de massa igual a 23, de modo que ele pode ser representado no estado fundamental por: 1123Na. Ele pode também perder um elétron, formando o cátion sódio de carga igual a +1. Então, esse íon é representado por: 1123Na1+.

A grande maioria dos elementos químicos não é encontrada isolada na natureza, mas somente na forma de seus compostos. Os únicos elementos que são encontrados na forma livre são os gases nobres (família 18 da Tabela Periódica). Isso significa que todas as substâncias que formam o nosso corpo e as coisas que nos cercam são formadas por combinações diferentes desses elementos químicos.

Algo também que nos ajuda a diferenciar um elemento químico de um composto é que os elementos não podem ser decompostos. Por exemplo, o sal de cozinha (cloreto de sódio – NaCl) não é um elemento, mas sim um composto formado por dois elementos, o sódio e o cloro. Um dos motivos de sabermos disso é que, se passarmos uma corrente elétrica pelo sal fundido (eletrólise ígnea), ele sofrerá decomposição, formando o sódio metálico e o gás cloro. Por outro lado, o sódio e o cloro não são decompostos em outros elementos.

Um modo pelo qual vários elementos químicos foram descobertos e que pode ser usado para identificá-los é por meio dos seus espectros de emissão. É possível conseguir espectros assim por meio de um feixe de luz produzido em um tubo de descarga elétrica a elevadas temperaturas e baixas pressões, que contenha gases de determinados elementos. Ao passar essa radiação eletromagnética (luz) produzida por um prisma, obtêm-se os espectros de emissão de cada um desses elementos. Cada elemento produz um espectro descontínuo diferente, ou seja, com linhas luminosas coloridas intercaladas por regiões sem luz, que são denominadas de raias ou bandas.

Desse modo, cada espectro é uma espécie de “digital” do elemento servindo para identificá-lo. Abaixo temos o espectro do lítio: