Grupos e períodos

Lítio, sódio e potássio ficam numa mesma coluna, e os três têm exatamente um elétron na camada mais externa.

Jogue um pedacinho de lítio na água e ele borbulha de leve. O sódio desliza pela superfície e pode pegar fogo. O potássio explode numa chama lilás quase na hora. Três metais diferentes, três versões da mesma reação, cada vez mais violenta. Os três ficam no grupo 1 da tabela, um em cima do outro. A coluna reuniu elementos que se comportam de modo parecido, e a ordem dentro da coluna diz qual deles reage com mais força.

Um grupo compartilha os elétrons externos

A química acontece na parte de fora dos átomos. Quando dois átomos se encontram, os elétrons da camada mais externa, chamados elétrons de valência, são os que são cedidos, recebidos ou compartilhados. Elementos do mesmo grupo principal têm o mesmo número de elétrons de valência. Os átomos do grupo 1 têm 1, os do grupo 2 têm 2 e, no bloco p, a conta é o número do grupo menos 10: o grupo 13 tem 3, o grupo 17 tem 7 e o grupo 18 tem 8. O hélio é a exceção, com a primeira camada completa, de 2.

Como os elétrons externos são iguais, a química também é. Todo metal do grupo 1 forma um composto com o cloro na proporção de um para um: LiCl, NaCl, KCl. Todo metal do grupo 2 precisa de dois átomos de cloro: MgCl₂, CaCl₂. Aprenda bem um membro de um grupo e você consegue dar bons palpites sobre os outros. A legenda do modelo deixa você destacar uma família de cada vez para ver onde cada uma mora.

Um período acrescenta uma camada

O número do período diz quantas camadas eletrônicas estão ocupadas. O sódio está no período 3, e os 11 elétrons dele se distribuem em 2, 8, 1: três camadas. O potássio, uma linha abaixo, no período 4, tem 19 elétrons distribuídos em 2, 8, 8, 1: quatro camadas. Ao atravessar um período, cada elemento tem um próton e um elétron a mais que o anterior, e o novo elétron em geral vai para a mesma camada externa até ela ficar completa. Então o período seguinte começa com uma nova camada.

Isso também explica por que o potássio reage com mais violência que o sódio. O único elétron externo dele fica uma camada mais longe do núcleo e é blindado por mais elétrons internos, então fica mais solto e é mais fácil de perder. Descendo o grupo 1, cada passo acrescenta uma camada, e cada passo deixa o metal mais reativo. O césio, perto do fim do grupo, explode na água.

Vários grupos têm nomes de família que você vai encontrar muitas vezes. O grupo 1 (sem o hidrogênio) são os metais alcalinos, o grupo 2 os metais alcalinoterrosos, o grupo 17 os halogênios e o grupo 18 os gases nobres. Os grupos 3 a 12 juntos são os metais de transição. Contar os elétrons externos ali é menos arrumado, porque os elétrons estão sendo acrescentados a uma camada d interna enquanto a camada externa fica com um ou dois. É por isso que ferro, cobalto e níquel, lado a lado num período, se parecem mais entre si do que os membros de um grupo principal com os vizinhos da mesma linha.

A configuração eletrônica no cartão

O cartão do modelo mostra a configuração eletrônica de cada elemento em forma resumida. O sódio aparece como [Ne]3s¹. A parte entre colchetes quer dizer "os mesmos elétrons internos do neônio", e 3s¹ quer dizer um elétron no orbital s da terceira camada. O cloro é [Ne]3s² 3p⁵, o que soma 7 elétrons na terceira camada. Todo elemento do grupo 17 termina em s² p⁵, e é por isso que eles se comportam de modo tão parecido. Você não precisa decorar essas sequências, mas é útil ver que a última parte se repete ao descer uma coluna.