Química · 8.ª–12.ª classe
Exercícios resolvidos de tabela periódica
Resposta curta
Para resolver exercícios de tabela periódica, comece pelo número atómico (Z): faça a distribuição eletrónica, conte as camadas (período) e os eletrões de valência (grupo). Com isso prevê-se se o elemento é metal ou não metal, o ião que forma e a fórmula dos seus compostos.
Resumo da teoria necessária
Antes dos exercícios, convém ter à mão cinco ideias.
- Num átomo neutro, número de eletrões = Z.
- O período (linha) é igual ao número de camadas com eletrões. O sódio (Z = 11) tem a distribuição 2, 8, 1: três camadas, logo está no 3.º período.
- O grupo (coluna) dá os eletrões de valência. Nos grupos 1 e 2 é o próprio número do grupo; nos grupos 13 a 18 é o número do grupo menos 10 (o grupo 17 tem 7 eletrões de valência, o grupo 18 tem 8, exceto o hélio, que tem 2). A numeração antiga usa algarismos romanos: grupo 17 = VIIA.
- Os elementos do mesmo grupo têm propriedades químicas semelhantes porque têm o mesmo número de eletrões de valência.
- Os metais tendem a perder eletrões (formam catiões); os não metais tendem a ganhar (formam aniões); os gases nobres (grupo 18) são pouco reativos.
| Grupo | Nome da família | Eletrões de valência | Ião típico |
|---|---|---|---|
| 1 | Metais alcalinos | 1 | +1 |
| 2 | Metais alcalinoterrosos | 2 | +2 |
| 13 | Família do boro | 3 | +3 |
| 16 | Calcogéneos | 6 | −2 |
| 17 | Halogéneos | 7 | −1 |
| 18 | Gases nobres | 8 (He: 2) | não formam |
Nota
Use sempre uma tabela periódica atualizada, com os valores de Z que o enunciado ou o seu manual fornece. Os exercícios abaixo dão o número atómico necessário.
Estratégia de resolução
- Escreva o número de eletrões do átomo (igual a Z).
- Faça a distribuição eletrónica por camadas ou por subcamadas.
- Conte as camadas para obter o período e os eletrões da última camada para obter o grupo.
- Decida o ião mais provável: perder os eletrões de valência (se forem poucos) ou ganhar os que faltam para completar 8.
- Verifique: a soma dos eletrões tem de dar Z, e o ião deve ter a configuração de um gás nobre.
Exercícios resolvidos (nível básico)
Exercício 1 — Localizar um elemento a partir de Z
Enunciado: O fósforo tem Z = 15. Indique a distribuição eletrónica, o período, o grupo e os eletrões de valência.
Resolução:
- O átomo neutro tem 15 eletrões.
- Distribuição por subcamadas: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³. Soma: 2 + 2 + 6 + 2 + 3 = 15.
- Há três camadas (n = 1, 2, 3), logo é o 3.º período.
- A última camada tem 3s² 3p³, ou seja, 2 + 3 = 5 eletrões de valência, logo é o grupo 15 (15 − 10 = 5).
Resposta: 3.º período, grupo 15, 5 eletrões de valência. Verificação: a soma dos eletrões é 15, igual a Z.
Exercício 2 — Do grupo e período para o elemento
Enunciado: Um elemento está no 3.º período e no grupo 17. Qual é o seu número atómico e o ião que forma?
Resolução:
- Três camadas e 7 eletrões de valência: distribuição 2, 8, 7.
- Número de eletrões: 2 + 8 + 7 = 17, logo Z = 17 (cloro).
- Falta um eletrão para completar o octeto, por isso ganha um eletrão e forma o ião Cl−.
Resposta: Z = 17, ião Cl−. Verificação: Cl− tem 18 eletrões, a mesma configuração do árgon (Z = 18).
Exercício 3 — Um catião de metal alcalinoterroso
Enunciado: O cálcio tem Z = 20. Determine o período, o grupo e o ião mais estável.
Resolução:
- Distribuição por camadas: 2, 8, 8, 2.
- Quatro camadas, logo é o 4.º período; dois eletrões na última, logo é o grupo 2.
- Perde os 2 eletrões de valência e forma Ca2+, com 18 eletrões (2, 8, 8).
Resposta: 4.º período, grupo 2, ião Ca2+. Verificação: 20 − 2 = 18 eletrões, como o árgon.
Exercícios resolvidos (nível intermédio)
Exercício 4 — Aniões e átomos isoeletrónicos
Enunciado: O enxofre tem Z = 16. Escreva a distribuição do ião mais provável e indique um átomo com o mesmo número de eletrões.
Resolução:
- Átomo de S: 2, 8, 6 (16 eletrões). Está no grupo 16, por isso falta 2 eletrões para o octeto.
- Ganha 2 eletrões e forma S2−: 16 + 2 = 18 eletrões, distribuídos em 2, 8, 8.
- O átomo com 18 eletrões é o árgon (Z = 18).
Resposta: S2− com 2, 8, 8 é isoeletrónico do árgon. Verificação: a carga 2− corresponde a 2 eletrões a mais do que o número de protões (16).
Exercício 5 — Comparar elementos do mesmo período
Enunciado: Sódio (Z = 11), magnésio (Z = 12) e alumínio (Z = 13) estão no mesmo período. Indique o período, o grupo de cada um e o ião que formam.
Resolução:
- Na: 2, 8, 1; Mg: 2, 8, 2; Al: 2, 8, 3. Todos têm três camadas, logo são do 3.º período.
- Eletrões de valência 1, 2 e 3: grupos 1, 2 e 13.
- Perdem esses eletrões: Na+, Mg2+, Al3+. Os três ficam com 10 eletrões (2, 8), como o néon.
Resposta: Na (grupo 1, Na+), Mg (grupo 2, Mg2+), Al (grupo 13, Al3+). Verificação: 11 − 1 = 12 − 2 = 13 − 3 = 10 eletrões.
Exercícios de exame
Exercício 6 — Elemento desconhecido e fórmula do composto
Enunciado: Um elemento X tem a distribuição eletrónica 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹. (a) Identifique o período e o grupo. (b) Indique o ião que forma. (c) Escreva a fórmula do seu composto com o cloro (Cl, grupo 17).
Resolução:
- (a) Três camadas, logo 3.º período. Eletrões de valência: 2 + 1 = 3, logo grupo 13. Z = 2 + 2 + 6 + 2 + 1 = 13 (alumínio).
- (b) Perde 3 eletrões e forma X3+.
- (c) O cloro forma Cl−. Para a carga total ser zero são precisos 3 iões Cl− por cada X3+: 3 × (−1) + 3 = 0.
Resposta: (a) 3.º período, grupo 13; (b) X3+; (c) XCl3, ou seja, AlCl3. Verificação: carga total +3 − 3 = 0.
Erros frequentes
- Confundir período com grupo. O período é a linha (número de camadas); o grupo é a coluna (eletrões de valência). Associe «período = camadas».
- Contar mal os eletrões de valência no grupo 13 a 18. Subtraia 10 ao número do grupo (grupo 16 tem 6 eletrões de valência, não 16).
- Esquecer que o catião tem menos eletrões. Mg2+ tem 10 eletrões, não 12. O número de protões (Z) nunca muda ao formar um ião.
- Escrever a configuração do ião igual à do átomo. Parta do número de eletrões do ião, não do Z.
- Trocar as cargas na fórmula. Verifique sempre que a soma das cargas é zero.
- Fazer o hélio pertencer ao grupo 2. Apesar de ter 2 eletrões de valência, é um gás nobre do grupo 18.
Exercícios propostos com soluções
1Exercício 1
O flúor tem Z = 9. Indique a distribuição eletrónica, o período, o grupo e o ião que forma.
Ver dica
Quantos eletrões faltam para completar a 2.ª camada?
Ver solução
1s² 2s² 2p⁵ (2, 7). Duas camadas, logo 2.º período; 7 eletrões de valência, logo grupo 17. Ganha um eletrão e forma F− (10 eletrões, como o néon).
2Exercício 2
Das seguintes duplas, quais pertencem ao mesmo grupo: Li (Z = 3) e Na (Z = 11); Be (Z = 4) e B (Z = 5)?
Ver solução
Li: 2, 1 e Na: 2, 8, 1. Ambos têm 1 eletrão de valência, por isso pertencem ao mesmo grupo (grupo 1). Be: 2, 2 (grupo 2) e B: 2, 3 (grupo 13), por isso não são do mesmo grupo.
3Exercício 3
Um átomo tem a distribuição 2, 8, 2. Identifique o elemento (Z), o período, o grupo e o ião.
Ver solução
Z = 2 + 8 + 2 = 12 (magnésio). Três camadas: 3.º período. Dois eletrões de valência: grupo 2. Forma Mg2+.
4Exercício 4
O potássio tem Z = 19. Escreva a distribuição eletrónica e indique o ião formado e o gás nobre com a mesma configuração.
Ver solução
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ (2, 8, 8, 1): 4.º período, grupo 1. Perde 1 eletrão e forma K+ com 18 eletrões, isoeletrónico do árgon.
5Exercício 5
O elemento X tem Z = 11 e o elemento Y tem Z = 17. Indique a fórmula do composto que formam e o tipo de ligação provável.
Ver dica
Escreva as distribuições 2, 8, 1 e 2, 8, 7 e veja quem perde e quem ganha eletrões.
Ver solução
X perde 1 eletrão (X+); Y ganha 1 (Y−). Uma carga +1 e uma −1 anulam-se: fórmula XY (NaCl). A ligação entre um metal e um não metal é, em geral, iónica.
Perguntas frequentes
Como estudar este tema com exercícios?
Resolva primeiro os exercícios do nível básico sem consultar a solução. Só depois compare. Repita os que errou dois ou três dias depois e passe aos de exame quando acertar a localização de um elemento a partir de Z sem hesitar.
Que tipo de exercícios saem nos exames?
Costumam pedir a distribuição eletrónica, a localização do elemento (período e grupo), a previsão do ião, a comparação de propriedades entre elementos e a fórmula de um composto. Confirme no programa e nos exames anteriores da sua classe.
Onde posso rever a teoria?
No manual da sua classe e nos artigos do MeuGuia sobre distribuição eletrónica e propriedades periódicas. Uma boa revisão é saber construir, de memória, a tabela dos grupos 1, 2, 13, 16, 17 e 18 com o ião típico de cada um.
Resumo
- Z dá o número de eletrões do átomo neutro, o ponto de partida de todos os exercícios.
- Período = número de camadas; grupo = eletrões de valência (nos grupos 13 a 18, número do grupo menos 10).
- Metais perdem eletrões e formam catiões; não metais ganham e formam aniões.
- Os iões estáveis têm a configuração do gás nobre mais próximo.
- A fórmula de um composto iónico resulta de a soma das cargas ser zero.
Onde aprofundar
- Manual de Química da sua classe e programa oficial (INIDE / Ministério da Educação de Angola) — confirme a edição em vigor.
- A tabela periódica oficial da IUPAC, para ver os grupos numerados de 1 a 18.
- O manual aberto OpenStax Chemistry (em inglês), capítulos sobre estrutura eletrónica e tabela periódica.
Continue a estudar
Exercícios resolvidos de propriedades periódicas
Nas propriedades periódicas, ao longo de um período (da esquerda para a direita) o raio atómico diminui e a energia de ionização e a eletronegatividade aumentam; ao…
7 exemplos5 exercícios com solução✓ Estudado
O que é a tabela periódica?
A tabela periódica é o quadro que organiza os elementos químicos por número atómico crescente (Z), em linhas chamadas períodos e colunas chamadas grupos. Elementos do…
4 exemplos5 exercícios com solução✓ Estudado
Como está organizada a tabela periódica?
A tabela periódica está organizada em 7 períodos (linhas) e 18 grupos (colunas), por número atómico crescente. O período indica o número de níveis de energia ocupados…
4 exemplos5 exercícios com solução✓ Estudado
Como localizar um elemento na tabela pela configuração eletrónica?
Escreva a configuração eletrónica do elemento. O período é o maior número quântico principal (n) ocupado. O bloco (s, p, d ou f) é o do último subnível preenchido. O…
4 exemplos5 exercícios com solução✓ Estudado