Classificação periódica: o que cai no ENEM e nos vestibulares

Resumo rápido

A tabela periódica é o mapa da química: ela organiza todos os elementos conhecidos de forma que elementos com propriedades parecidas fiquem próximos, permitindo prever o comportamento de um elemento mesmo sem nunca tê-lo visto. É um tema 🔥 Quente no ENEM e nos vestibulares, porque as provas usam a tabela para perguntar sobre reatividade, tamanho do átomo, tendência a perder ou ganhar elétrons e tipos de ligação. Se você entender a lógica das linhas, das colunas e das tendências, não precisa decorar elemento por elemento.

A tabela atual, organizada por Dmitri Mendeleev em 1869 e aperfeiçoada depois, ordena os elementos pelo número atômico crescente, ou seja, pelo número de prótons. As linhas horizontais são os períodos, e as colunas verticais são os grupos ou famílias. O período indica quantas camadas eletrônicas o átomo tem; o grupo, para os elementos representativos, indica quantos elétrons há na camada de valência, que é a camada mais externa e a responsável pelas ligações químicas. Essa é a chave de tudo: elementos do mesmo grupo têm a mesma quantidade de elétrons de valência e, por isso, comportamentos químicos parecidos.

Períodos, grupos e famílias

A tabela tem 7 períodos e 18 grupos. O hidrogênio, com número atômico 1, fica no período 1 e no grupo 1, mas é um caso à parte: ele não é um metal alcalino, embora fique acima deles, nem um halogênio, embora às vezes apareça acima deles. O hélio, com número atômico 2, fecha o período 1 e é um gás nobre. À medida que descemos em um grupo, os átomos ganham camadas eletrônicas e ficam maiores; à medida que andamos em um período da esquerda para a direita, os átomos ganham prótons, o núcleo atrai mais os elétrons e os átomos ficam menores.

As famílias mais cobradas são os metais alcalinos, do grupo 1, como sódio e potássio, muito reativos e que formam íons com carga +1; os metais alcalinoterrosos, do grupo 2, como cálcio e magnésio, que formam íons +2; os calcogênios, do grupo 16, como oxigênio e enxofre; os halogênios, do grupo 17, como flúor e cloro, muito reativos e que formam íons −1; e os gases nobres, do grupo 18, como hélio, neônio e argônio, que praticamente não reagem porque já têm a camada de valência completa, com 8 elétrons, exceto o hélio, com 2. Entre os grupos 3 e 12 ficam os metais de transição, como ferro, cobre e zinco, que formam íons com cargas variadas e são responsáveis pelas cores de muitos compostos.

Quanto à classificação em metais, ametais e semimetais, a tabela tem uma divisão visual famosa: uma linha em escada, que começa no boro e desce até o polônio, separa os metais, à esquerda e no centro, dos ametais, à direita. Os metais são brilhantes, bons condutores de calor e eletricidade, maleáveis e dúcteis, e tendem a perder elétrons, formando cátions. Os ametais, ou não metais, são maus condutores, frágeis e tendem a ganhar elétrons, formando ânions, ou a compartilhar elétrons em ligações covalentes. Os semimetais, que ficam sobre a escada, como silício e germânio, têm propriedades intermediárias e são a base da eletrônica, pois são semicondutores.

Propriedades periódicas: as tendências que caem na prova

As propriedades periódicas variam de forma regular ao longo da tabela, e o ENEM adora perguntar o sentido dessas variações. O raio atômico aumenta de cima para baixo em um grupo, porque aumentam as camadas, e diminui da esquerda para a direita em um período, porque o núcleo mais carregado puxa os elétrons para mais perto. A energia de ionização, que é a energia necessária para arrancar um elétron do átomo, varia ao contrário: diminui de cima para baixo, porque o elétron mais externo está mais longe do núcleo e mais protegido, e aumenta da esquerda para a direita, porque o núcleo atrai mais os elétrons.

A afinidade eletrônica, que é a energia liberada quando o átomo ganha um elétron, e a eletronegatividade, que é a tendência do átomo de atrair elétrons em uma ligação, seguem o mesmo sentido da energia de ionização: aumentam da esquerda para a direita e de baixo para cima, com o flúor como o elemento mais eletronegativo. A eletropositividade, ou caráter metálico, é o contrário da eletronegatividade: aumenta da direita para a esquerda e de cima para baixo, com os metais alcalinos mais pesados, como o césio, entre os mais eletropositivos. Um truque para lembrar é pensar no flúor, no canto superior direito, como o campeão da eletronegatividade, e no frâncio, no canto inferior esquerdo, como o campeão do caráter metálico.

Essas tendências explicam a reatividade: os metais alcalinos são tão reativos porque perdem seu único elétron de valência com facilidade, e essa facilidade aumenta descendo o grupo, pois o elétron fica mais longe do núcleo. Os halogênios são tão reativos porque só falta um elétron para completar a camada de valência, e essa atração é maior subindo o grupo, pois o átomo é menor e o núcleo atrai mais. Por isso, o flúor é o halogênio mais reativo, e o césio é um dos metais mais reativos — os dois extremos da tabela são os mais ansiosos por completar ou esvaziar a camada de valência.

Exemplos resolvidos passo a passo

Exemplo 1. Qual elemento tem maior raio atômico: sódio, magnésio ou potássio?
Passo 1: sódio e magnésio estão no mesmo período, com o sódio à esquerda, então o sódio é maior que o magnésio.
Passo 2: sódio e potássio estão no mesmo grupo, com o potássio abaixo, então o potássio é maior que o sódio.
Passo 3: resposta: potássio, seguido de sódio e depois magnésio.

Exemplo 2. Qual elemento tem maior eletronegatividade: oxigênio, enxofre ou flúor?
Passo 1: oxigênio e flúor estão no mesmo período, com o flúor à direita, então o flúor é mais eletronegativo.
Passo 2: oxigênio e enxofre estão no mesmo grupo, com o oxigênio acima, então o oxigênio é mais eletronegativo que o enxofre.
Passo 3: resposta: flúor, seguido de oxigênio e depois enxofre.

Exemplo 3. Um elemento do grupo 17 forma que tipo de íon, e por quê?
Passo 1: elementos do grupo 17 têm 7 elétrons de valência.
Passo 2: falta apenas 1 elétron para completar 8, então eles tendem a ganhar 1 elétron.
Passo 3: ao ganhar 1 elétron, ficam com carga −1, formando ânions.

Exemplo 4. Por que o sódio reage violentamente com água, enquanto o neônio não reage com quase nada?
Passo 1: o sódio tem 1 elétron de valência e perde esse elétron com facilidade, reagindo para formar íon +1.
Passo 2: o neônio é um gás nobre, com a camada de valência completa, com 8 elétrons.
Passo 3: sem necessidade de perder ou ganhar elétrons, o neônio é estável e praticamente inerte.

Mapa mental

• Classificação periódica
  • Ordem: número atômico crescente, número de prótons
  • Período: linha horizontal, indica o número de camadas
  • Grupo: coluna vertical, indica elétrons de valência nos representativos
  • Grupo 1: alcalinos, íon +1; grupo 2: alcalinoterrosos, íon +2
  • Grupo 16: calcogênios; grupo 17: halogênios, íon −1; grupo 18: gases nobres
  • Metais: esquerda e centro, perdem elétrons, bons condutores
  • Ametais: direita, ganham ou compartilham elétrons, maus condutores
  • Semimetais: sobre a escada, semicondutores, como silício
  • Raio aumenta para baixo e para a esquerda; eletronegatividade aumenta para cima e para a direita
  • Flúor: mais eletronegativo; gases nobres: camada completa, inertes

SAQ — Perguntas e respostas curtas

1. Como os elementos estão ordenados na tabela periódica atual?
Por número atômico crescente.

2. O que o período de um elemento indica?
O número de camadas eletrônicas do átomo.

3. O que o grupo indica, para os elementos representativos?
O número de elétrons na camada de valência.

4. Quais são os metais alcalinos e que íon eles formam?
São os do grupo 1, como sódio e potássio, e formam íons +1.

5. Por que os gases nobres quase não reagem?
Porque já têm a camada de valência completa, com 8 elétrons, ou 2 no caso do hélio.

6. Como varia o raio atômico em um período?
Diminui da esquerda para a direita, pois o núcleo atrai mais os elétrons.

7. Qual é o elemento mais eletronegativo?
O flúor.

8. Onde ficam os semimetais na tabela?
Sobre a linha em escada que separa metais de ametais, como o silício e o germânio.

Questões comentadas

As questões abaixo são inéditas, no estilo ENEM, criadas para esta matéria. Para mais Química, visite a sala de estudo.

Questão 1. Um elemento está no período 3 e no grupo 17. Sobre ele, é correto afirmar que:
a) tem 3 elétrons de valência.
b) tem 7 elétrons de valência e tende a formar íon −1.
c) é um gás nobre.
d) é um metal alcalino.
e) tem 17 camadas eletrônicas.
Gabarito: B. O grupo 17 indica 7 elétrons de valência, e falta 1 para completar 8, então o elemento tende a ganhar 1 elétron e formar íon −1. Trata-se do cloro.

Questão 2. Entre lítio, sódio e potássio, o de maior raio atômico é:
a) lítio, pois está acima.
b) sódio, pois está no meio.
c) potássio, pois está abaixo dos outros no grupo.
d) os três têm o mesmo raio.
e) impossível saber.
Gabarito: C. No mesmo grupo, o raio aumenta de cima para baixo, pois aumentam as camadas eletrônicas.

Questão 3. O elemento mais eletronegativo entre oxigênio, enxofre e selênio é:
a) selênio.
b) enxofre.
c) oxigênio.
d) os três são iguais.
e) nenhum, pois são metais.
Gabarito: C. No mesmo grupo, a eletronegatividade diminui de cima para baixo; o oxigênio está acima dos outros.

Questão 4. Os gases nobres são pouco reativos porque:
a) são gases.
b) têm camada de valência completa.
c) são leves.
d) não têm elétrons.
e) são metais.
Gabarito: B. Com a camada de valência completa, eles não precisam perder, ganhar ou compartilhar elétrons.

Questão 5. Um elemento metálico, bom condutor de eletricidade e que forma cátion +2, provavelmente pertence ao grupo:
a) 1.
b) 2.
c) 17.
d) 18.
e) nenhum.
Gabarito: B. Os metais alcalinoterrosos, do grupo 2, têm 2 elétrons de valência e formam íons +2.

Questão 6. O silício é usado em chips de computador porque é um:
a) metal alcalino.
b) gás nobre.
c) halogênio.
d) semimetal, um semicondutor.
e) metal de transição.
Gabarito: D. O silício fica sobre a escada da tabela, é um semimetal e conduz eletricidade de forma intermediária, o que permite controlar a corrente nos chips.

Dica do professor

Não decore a tabela inteira: decore as famílias e as setas das tendências. Em prova, você quase sempre recebe a tabela, e o que vale ponto é saber usar as posições para comparar raio, eletronegatividade e reatividade, e não saber o número atômico de cor.

Atenção / cuidado

• Não confunda período com grupo: período é linha e indica camadas; grupo é coluna e indica elétrons de valência.
• O hidrogênio é uma exceção: fica no grupo 1, mas não é metal alcalino.
• Não inverta as tendências: raio e eletronegatividade variam em sentidos opostos.
• Em um período, o raio diminui para a direita, mesmo com mais elétrons, porque o núcleo puxa mais.

Conexão com outras áreas

Física: carga nuclear, atração eletrostática e energia de ionização. Biologia: cálcio nos ossos, ferro no sangue e iodo na tireoide. Geografia: mineração, metais e recursos naturais. Tecnologia: semicondutores, baterias e materiais eletrônicos. Veja também água e sais minerais para ver esses elementos em ação no corpo.

Para continuar estudando, revise os conteúdos de ENEM e de vestibular e explore a Química na sala de estudo.

Incidência: 🔥 Quente — cai no ENEM e nos vestibulares. Matéria: Química 1 | Subdisciplina: Tabela Periódica | Tema: Classificação periódica.