A tabela periódica é o mapa da Química. Com ela, você descobre pela posição de um elemento quantos elétrons ele tem na camada de valência. Se é metal ou ametal, ele tende a ganhar ou perder elétrons e a se comportar em reações.
Neste guia, você entenderá a estrutura da tabela, com períodos, grupos e blocos. A Tabela Periódica: Estrutura Famílias e Propriedades também aborda a origem dos seus nomes.
As propriedades periódicas que mais caem no ENEM ajudam você a revisar. No final, você poderá resolver questões no estilo ENEM.
Como surgiu a tabela periódica
Em 1869, o químico russo Dmitri Mendeleev organizou os 63 elementos conhecidos em ordem crescente de massa atômica e percebeu que as propriedades se repetiam em intervalos regulares. Ele deixou espaços vazios para elementos ainda não descobertos e previu suas propriedades, como as do gálio e do germânio, confirmadas anos depois. Na mesma época, o alemão Lothar Meyer chegou a uma organização parecida.
Em 1913, o físico inglês Henry Moseley mostrou que o critério correto é o número atômico (Z), o número de prótons no núcleo. Desde então, a tabela é organizada em ordem crescente de Z. Hoje ela tem 118 elementos, distribuídos em 7 períodos e 18 grupos. Saiba mais em O que é número atômico e por que ele é importante.
Estrutura da tabela periódica
Períodos (linhas horizontais)
Os 7 períodos indicam quantas camadas eletrônicas (níveis de energia) o átomo tem no estado fundamental. O sódio (Na), com distribuição 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹, tem 3 camadas e por isso está no 3º período. Ao longo de um período, o número atômico aumenta de um em um, da esquerda para a direita.
Grupos ou famílias (colunas verticais)
Os 18 grupos, numerados de 1 a 18 segundo a IUPAC, reúnem elementos com o mesmo número de elétrons na camada de valência (nos grupos 1, 2 e 13 a 18). Por isso os elementos de uma mesma família têm comportamento químico parecido. Livros mais antigos usam a numeração 1A a 8A, que ainda aparece em algumas provas: 1A = grupo 1, 2A = grupo 2, 3A = grupo 13, e assim por diante até 8A = grupo 18.
Blocos s, p, d e f
A tabela também se divide em blocos, de acordo com o subnível que recebe o último elétron na distribuição eletrônica:
- Bloco s: grupos 1 e 2 (e o hélio);
- Bloco p: grupos 13 a 18;
- Bloco d: grupos 3 a 12, os metais de transição;
- Bloco f: lantanídeos e actinídeos, as duas linhas separadas na parte de baixo da tabela.
Essa relação é a chave para localizar um elemento a partir da distribuição eletrônica, um tipo de questão muito comum no ENEM. Veja também Quais são os elementos químicos do bloco f.
Metais, ametais, semimetais e gases nobres
Cerca de três quartos dos elementos são metais: brilhantes, bons condutores de calor e eletricidade e com tendência a perder elétrons, formando cátions. Os ametais ficam à direita da tabela e tendem a ganhar elétrons, formando ânions. Entre eles há uma faixa de semimetais (boro, silício, germânio, arsênio, antimônio e telúrio), com propriedades intermediárias; o silício, por exemplo, é a base dos chips eletrônicos. Os gases nobres formam um grupo à parte. O hidrogênio aparece no grupo 1, mas não é um metal alcalino: é um ametal gasoso que fica ali por ter um único elétron. Compare as classes em Metais, não metais e gases nobres.
As famílias da tabela periódica e a origem dos nomes
| Grupo | Família | Elétrons de valência | Elementos |
|---|---|---|---|
| 1 | Metais alcalinos | 1 | Li, Na, K, Rb, Cs, Fr |
| 2 | Metais alcalino-terrosos | 2 | Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra |
| 13 | Família do boro | 3 | B, Al, Ga, In, Tl |
| 14 | Família do carbono | 4 | C, Si, Ge, Sn, Pb |
| 15 | Família do nitrogênio | 5 | N, P, As, Sb, Bi |
| 16 | Calcogênios | 6 | O, S, Se, Te, Po |
| 17 | Halogênios | 7 | F, Cl, Br, I, At |
| 18 | Gases nobres | 8 (o hélio tem 2) | He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn |
Dica para memorizar: o número de elétrons de valência é o próprio número do grupo nos grupos 1 e 2, e o número do grupo menos 10 nos grupos 13 a 18.
Metais alcalinos (grupo 1)
Lítio, sódio, potássio, rubídio, césio e frâncio têm 1 elétron de valência, que perdem com muita facilidade, formando cátions +1. São metais macios (dá para cortar o sódio com uma faca), de baixa densidade e reagem com a água liberando gás hidrogênio e formando hidróxidos, que são bases fortes. O nome vem do árabe al-qali, “as cinzas”: as cinzas de plantas queimadas eram a fonte de compostos de sódio e potássio usados para fazer sabão. Entenda mais em Porque os metais alcalinos são extremamente reativos.
Metais alcalino-terrosos (grupo 2)
Berílio, magnésio, cálcio, estrôncio, bário e rádio têm 2 elétrons de valência e formam cátions +2. São menos reativos que os alcalinos. O nome vem dos antigos químicos, que chamavam de “terras” os óxidos que não se decompunham no fogo nem se dissolviam bem em água. Os óxidos desses metais, como a cal (CaO) e a magnésia (MgO), tinham caráter básico e ficaram conhecidos como “terras alcalinas”.
Família do boro (grupo 13)
Têm 3 elétrons de valência. O boro é um semimetal e os demais são metais. O mais importante no dia a dia é o alumínio, o metal mais abundante da crosta terrestre, usado em latas, janelas e aviões.
Família do carbono (grupo 14)
Têm 4 elétrons de valência e mostram bem a variação de propriedades num grupo: o carbono é ametal, silício e germânio são semimetais, estanho e chumbo são metais. O carbono forma quatro ligações e cadeias longas, por isso é a base da Química Orgânica e da vida.
Família do nitrogênio (grupo 15)
Têm 5 elétrons de valência. Nitrogênio e fósforo são essenciais para os seres vivos e estão nos fertilizantes (NPK). Essa família também é chamada de pnictogênios.
Calcogênios (grupo 16)
Oxigênio, enxofre, selênio, telúrio e polônio têm 6 elétrons de valência e tendem a formar ânions −2, como o óxido (O²⁻) e o sulfeto (S²⁻). O nome vem do grego chalkós (cobre, minério) + gen (formador): “formadores de minérios”, porque muitos minérios metálicos são óxidos e sulfetos.
Halogênios (grupo 17)
Flúor, cloro, bromo, iodo e astato têm 7 elétrons de valência. Precisam de apenas um elétron para completar o octeto, por isso são muito reativos e formam ânions −1. O nome vem do grego háls (sal) + gen (formador): “formadores de sais”, como o cloreto de sódio (NaCl). O cloro é usado no tratamento de água e o flúor, nos cremes dentais.
Gases nobres (grupo 18)
Hélio, neônio, argônio, criptônio, xenônio e radônio têm a camada de valência completa (8 elétrons; o hélio, 2). Por isso são muito pouco reativos e existem na natureza como átomos isolados. Por muito tempo foram chamados de “inertes”, mas desde 1962 se conhecem compostos de xenônio, como o XeF₂ e o XeF₄. São usados em letreiros luminosos (neônio), balões (hélio) e lâmpadas (argônio).
Metais de transição (grupos 3 a 12)
Ferro, cobre, zinco, prata, ouro e platina são exemplos. Em geral são duros, têm altos pontos de fusão e apresentam vários estados de oxidação: o ferro forma Fe²⁺ e Fe³⁺, e o manganês vai de +2 a +7. Por isso formam compostos coloridos e são ótimos catalisadores. O mercúrio é a exceção mais conhecida: é o único metal líquido à temperatura ambiente.
Lantanídeos e actinídeos (metais de transição interna)
São as duas linhas separadas na parte de baixo da tabela, o bloco f. Os lantanídeos vão do lantânio (Z = 57) ao lutécio (Z = 71) e, junto com escândio e ítrio, formam as chamadas terras raras. Apenas um deles, o promécio, é radioativo. São usados em ímãs potentes de neodímio (fones de ouvido, motores de carros elétricos) e no európio das telas. Os actinídeos vão do actínio (Z = 89) ao laurêncio (Z = 103) e todos são radioativos. Só o tório e o urânio existem em quantidade relevante na natureza; a maioria dos outros é produzida em laboratório. Urânio e plutônio são usados como combustível em reatores nucleares.
Propriedades periódicas: o que mais cai no ENEM
As propriedades periódicas variam de forma regular ao longo dos períodos e grupos. Entender o porquê dessa variação vale mais do que decorar setas.
Raio atômico
É o “tamanho” do átomo. Aumenta de cima para baixo num grupo, porque cada período acrescenta uma camada eletrônica. Aumenta da direita para a esquerda num período, porque, com o mesmo número de camadas, os elementos da esquerda têm menos prótons atraindo os elétrons. O césio e o frâncio estão entre os maiores átomos, e o hélio é o menor.
Atenção ao raio dos íons: o cátion é menor que o átomo que o originou (perdeu elétrons) e o ânion é maior (ganhou elétrons).
Energia de ionização
É a energia necessária para retirar um elétron de um átomo isolado no estado gasoso. Varia ao contrário do raio: quanto menor o átomo, mais preso está o elétron e maior é a energia. Aumenta de baixo para cima e da esquerda para a direita. Os gases nobres têm as maiores energias de ionização, e o hélio tem a maior de todas. Os metais alcalinos têm as menores, por isso perdem elétrons tão facilmente.
Eletronegatividade
É a tendência de um átomo atrair os elétrons de uma ligação química. Aumenta de baixo para cima e da esquerda para a direita, sem contar os gases nobres. O flúor é o elemento mais eletronegativo, seguido de oxigênio, nitrogênio e cloro. Quanto maior a diferença de eletronegatividade entre dois átomos, mais polar é a ligação. Veja O que é eletronegatividade e eletropositividade.
Afinidade eletrônica
É a energia liberada quando um átomo isolado no estado gasoso recebe um elétron. De modo geral, aumenta de baixo para cima e da esquerda para a direita, e os halogênios têm os maiores valores. Uma exceção cobrada em vestibulares: o cloro tem afinidade eletrônica maior que a do flúor.
Caráter metálico
É a tendência de perder elétrons. Varia ao contrário da eletronegatividade: aumenta de cima para baixo e da direita para a esquerda. Os elementos mais metálicos ficam no canto inferior esquerdo da tabela.
Resumo: raio atômico e caráter metálico crescem para baixo e para a esquerda; energia de ionização, eletronegatividade e afinidade eletrônica crescem para cima e para a direita.
Questões no estilo ENEM resolvidas
As questões abaixo foram elaboradas pelo Clube da Química no formato do ENEM para você treinar.
Questão 1
O tratamento da água que chega às nossas casas usa um elemento químico cujo átomo, no estado fundamental, apresenta a distribuição eletrônica 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵. Esse elemento está localizado na tabela periódica no
- 2º período, grupo 15, família do nitrogênio.
- 3º período, grupo 15, família do nitrogênio.
- 3º período, grupo 17, halogênios.
- 5º período, grupo 17, halogênios.
- 3º período, grupo 18, gases nobres.
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Alternativa C. O maior número quântico principal é 3, então o elemento tem 3 camadas e está no 3º período. A camada de valência (camada 3) tem 3s² 3p⁵ = 7 elétrons, o que corresponde ao grupo 17, os halogênios. O elemento é o cloro (Z = 17), usado na desinfecção da água.
Questão 2
O sal de cozinha é formado por sódio (Na, grupo 1) e cloro (Cl, grupo 17), ambos do 3º período. Comparando os dois átomos isolados, é correto afirmar que o sódio tem
- maior raio atômico e menor energia de ionização que o cloro.
- menor raio atômico e maior energia de ionização que o cloro.
- maior raio atômico e maior eletronegatividade que o cloro.
- o mesmo raio atômico, pois está no mesmo período do cloro.
- maior afinidade eletrônica que o cloro.
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Alternativa A. No mesmo período, os dois átomos têm 3 camadas, mas o sódio tem 11 prótons e o cloro, 17. A atração do núcleo do sódio sobre os elétrons é menor, então o sódio é maior e perde seu elétron de valência com mais facilidade (menor energia de ionização). Por isso ele forma o cátion Na⁺, e o cloro, o ânion Cl⁻.
Questão 3
Os ácidos HF, HCl, HBr e HI são formados pela ligação do hidrogênio com halogênios. Considerando apenas a diferença de eletronegatividade entre os átomos, a ligação mais polar entre as moléculas abaixo é a
- H–H.
- H–I.
- H–Br.
- H–Cl.
- H–F.
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Alternativa E. A eletronegatividade aumenta de baixo para cima no grupo 17, e o flúor é o elemento mais eletronegativo da tabela. A maior diferença de eletronegatividade em relação ao hidrogênio ocorre, portanto, na ligação H–F, que é a mais polar. A ligação H–H é apolar, pois os dois átomos são iguais.
Questão 4
As baterias de celulares e carros elétricos usam íons de um metal do 2º período e do grupo 1 da tabela periódica, escolhido por ser o metal mais leve que existe. Sobre esse elemento, é correto afirmar que ele
- é o sódio e forma íons de carga +2.
- é o lítio e forma íons de carga +1.
- é o lítio e forma íons de carga −1.
- é o berílio e forma íons de carga +2.
- é o hidrogênio, pois também está no grupo 1.
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Alternativa B. O metal do grupo 1 no 2º período é o lítio (Z = 3). Como todo metal alcalino, tem 1 elétron de valência e forma o cátion Li⁺. O hidrogênio também está no grupo 1, mas é um ametal e fica no 1º período. O berílio está no grupo 2.
Questão 5
Letreiros luminosos e lâmpadas usam gases nobres, como o neônio e o argônio, justamente porque eles quase não reagem com o filamento ou com os eletrodos. Essa baixa reatividade está relacionada ao fato de esses elementos
- serem metais de baixa densidade.
- terem a camada de valência completa, o que lhes dá grande estabilidade.
- terem as menores energias de ionização da tabela periódica.
- não possuírem elétrons na camada de valência.
- nunca formarem nenhum composto químico, em nenhuma condição.
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Alternativa B. Os gases nobres têm a camada de valência completa (8 elétrons, ou 2 no hélio), o que os torna muito estáveis e com as maiores energias de ionização, não as menores. A alternativa E é uma pegadinha: o xenônio forma compostos, como o XeF₄, então eles não são totalmente inertes.
Perguntas frequentes
Quantas famílias tem a tabela periódica?
A tabela tem 18 grupos, também chamados de famílias. Os que têm nome próprio e mais caem em prova são os grupos 1 (metais alcalinos), 2 (alcalino-terrosos), 13 (família do boro), 14 (família do carbono), 15 (família do nitrogênio), 16 (calcogênios), 17 (halogênios) e 18 (gases nobres). Os grupos 3 a 12 são os metais de transição.
Qual a diferença entre período e grupo?
Período é a linha horizontal e indica o número de camadas eletrônicas do átomo. Grupo é a coluna vertical e reúne elementos com o mesmo número de elétrons de valência e propriedades químicas parecidas.
Quantos elementos existem na tabela periódica?
São 118 elementos reconhecidos pela IUPAC. O último período foi completado em 2016, com a oficialização dos nomes do nihônio, moscóvio, Tenessi e oganessônio.
Qual é o elemento mais eletronegativo?
O flúor, no alto do grupo 17. Ele é seguido pelo oxigênio, pelo nitrogênio e pelo cloro.
Por que o hidrogênio está no grupo 1 se não é metal?
Porque tem apenas 1 elétron, como os metais alcalinos na camada de valência. Mas ele é um ametal gasoso e forma ligações covalentes, como na água (H₂O). Algumas tabelas o colocam separado, no topo.
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