Elementos representativos

Elementos representativos são os elementos que estão alocados nos grupos 1, 2 e de 13 até 18 da classificação periódica dos elementos. Uma característica marcante dos elementos representativos é que seus subníveis de maior energia podem ser s (no caso dos grupos 1 e 2) ou p (no caso dos grupos 13 até 18). Os elementos representativos são diferentes dos elementos de transição, os quais são elementos localizados entre os grupos 3 e 12 da tabela periódica.

Elementos representativos são muito distintos, apresentando metais e ametais dentro da sua classificação. Destaca-se, entretanto, a química específica dos elementos representativos do segundo período, consequência direta do pequeno raio atômico desses elementos. Da mesma forma, elementos representativos mais pesados possuem sua química influenciada pelo efeito do par inerte.

Leia também: Como é feita a classificação dos elementos na tabela periódica?

Resumo sobre elementos representativos

• Elementos representativos são os elementos alocados nos grupos 1, 2 e de 13 até 18 da Tabela Periódica.
• Têm como característica a presença dos subníveis s ou p como subnível de valência.
• Diferem-se dos elementos de transição, que são os elementos alocados entre os grupos 3 e 12 da tabela periódica.
• Os elementos representativos são muito distintos, uma vez que apresentam metais e ametais na sua classificação.
• Elementos representativos do segundo período, contudo, apresentam particularidades típicas que são consequência do seu raio atômico pequeno, enquanto elementos representativos mais pesados são influenciados pelo efeito do par inerte.

O que são elementos representativos?

Elementos representativos são os elementos alocados nos grupos 1, 2 e de 13 até 18 da tabela periódica. São elementos que apresentam, como camada de valência, os subníveis s (grupos 1 e 2) ou p (grupos 13 até 18).

Lista de elementos representativos

Os elementos representativos em cada grupo estão dispostos a seguir.

• Grupo 1: hidrogênio (H), lítio (Li), sódio (Na), potássio (K), rubídio (Rb), césio (Cs) e frâncio (Fr).
• Grupo 2: berílio (Be), magnésio (Mg), cálcio (Ca), estrôncio (Sr), bário (Ba) e rádio (Ra).
• Grupo 13: boro (B), alumínio (Al), gálio (Ga), índio (In), tálio (Tl) e nihônio (Nh).
• Grupo 14: carbono (C), silício (Si), germânio (Ge), estanho (Sn), chumbo (Pb) e fleróvio (Fl).
• Grupo 15: nitrogênio (N), fósforo (P), arsênio (As), antimônio (Sb), bismuto (Bi) e moscóvio (Mc).
• Grupo 16: oxigênio (O), enxofre (S), selênio (Se), telúrio (Te), polônio (Po) e livermório (Lv).
• Grupo 17: flúor (F), cloro (Cl), bromo (Br), iodo (I), astato (At), tenesso (Ts).
• Grupo 18: hélio (He), neônio (Ne), argônio (Ar), criptônio (Kr), xenônio (Xe), radônio (Rn) e oganessônio (Og).

Principais características dos elementos representativos

Dentro dos elementos representativos existem espécies muito distintas, muito pelo fato de termos elementos metálicos e não metálicos. As características dos elementos representativos estão intimamente ligadas à configuração eletrônica das camadas de valência dos elementos.

Um ponto a se destacar, dentro desse aspecto das configurações eletrônicas, é que compostos de elementos representativos, de maneira geral, obedecem muito mais à regra do octeto, de modo que os átomos envolvidos adquiram a configuração eletrônica do gás nobre mais próximo de si na tabela periódica.

Outros pontos gerais estão ligados às propriedades periódicas. Nos elementos representativos, percebe-se uma queda do caráter metálico conforme se caminha para cima, nos grupos, e para a direita, nos períodos. A eletronegatividade atinge seu máximo no flúor (F) e o mínimo no frâncio (Fr), mostrando uma tendência de crescimento para cima e para a direita nesses elementos. Já o raio atômico é o contrário, ele atinge seu máximo no frâncio (Fr), indicando uma tendência de crescimento para baixo e para a esquerda nesses elementos.

Uma particularidade dos elementos representativos está dentro dos elementos do segundo período (Li, Be, B, C, N, O e F). A química desses elementos acaba diferindo significativamente dos demais elementos mais pesados, por conta de três fatores: raio pequeno, orbitais d energeticamente indisponíveis para qualquer ligação e a tendência a formar ligações pi com outros átomos.

O raio pequeno dos elementos do segundo período faz com que suas afinidades eletrônicas sejam menos negativas do que o previsto (menos propensos a receberem elétrons), pois a adição de um elétron em sua estrutura traria grande repulsão eletrônica. Com a não ocupação dos subníveis d por parte desses elementos, os elétrons para ligação desses elementos se localizam até os subníveis 2s ou 2p. Por isso, não é possível observar compostos em que o elemento central, sendo do segundo período, apresente mais que quatro pares de elétrons.

Isso significa que é possível observar, por exemplo, o SF₆, onde os orbitais 3d não ocupados do enxofre podem receber elétrons para, assim, aumentar o seu octeto, mas não é possível ser observar a espécie análoga OF₆, já que o oxigênio é do segundo período e não possui orbitais d disponíveis e energeticamente próximos para acordar os elétrons adicionais.

Os elementos do segundo período possuem uma capacidade maior para formação de ligações múltiplas (ligações pi). É o caso do nitrogênio, no composto N₂, em que cada átomo de nitrogênio se liga por meio de uma ligação covalente tripla. O fósforo, logo abaixo do nitrogênio (ou seja, no terceiro período), forma o composto P₄, onde cada fósforo realiza três ligações covalentes simples com os demais átomos. As ligações pi são consequência da sobreposição dos orbitais 2p, efeito este mais favorecido pelo pequeno raio dos elementos do segundo período.

Outro ponto de destaque para elementos representativos, mas agora do bloco p (grupos 13 até 17), é o chamado efeito par inerte. Elementos representativos mais pesados desses grupos costumam ter números de oxidação duas unidades menor que o máximo previsto para seu grupo. Por exemplo: o número de oxidação +3 é o comum para elementos do grupo 13, mas o tálio (Tl), é mais suscetível a formar compostos em que apresenta a carga +1.

O caso do tálio (e outros elementos representativos do sexto período) é consequência da presença de subníveis 4f e 5d, mais internos, que possuem baixa capacidade de blindagem do subnível 6s da sua camada de valência. Como consequência, o subnível 6s sofre uma maior atração que o previsto por parte do núcleo, fazendo com que haja um incremento na energia para a retirada desses elétrons. Por isso, tais elétrons diminuem a sua participação nas ligações químicas, permanecendo “inertes”.

Apenas para efeito de comparação: a energia necessária total para ionizar o alumínio para Al³⁺ é de 5139 kJ/mol, enquanto a energia necessária total para ionizar o tálio para Tl³⁺ é de 5439 kJ/mol.

Veja também: Qual a diferença entre metais, ametais e semimetais?

Famílias dos elementos representativos

Os grupos ou as famílias dos elementos representativos são aquelas em que os elementos possuem, como camada de valência, os subníveis s ou p. Dessa forma, podemos destacar como famílias dos elementos representativos:

• Grupo 1, onde estão localizados os metais alcalinos (o hidrogênio não é um metal alcalino).
• Grupo 2, também chamados de metais alcalino-terrosos.
• Grupo 13, grupo do boro.
• Grupo 14, grupo do carbono.
• Grupo 15, grupo do nitrogênio.
• Grupo 16, também chamados de calcogênios.
• Grupo 17, também chamados de halogênios.
• Grupo 18, também chamados de gases nobres.

Elementos representativos e de transição

Os elementos de transição são os elementos localizados no centro da tabela periódica. O nome “transição” vem do fato deles fazerem uma “ponte” entre os blocos de elementos representativos.

São comumente divididos em duas classes: elementos de transição externa e elementos de transição externa.

• Transição externa: são aqueles que possuem subnível d parcialmente preenchido, localizados no meio da tabela periódica, entre os grupos 3 e 12.

• Transição interna: são aqueles que possuem subnível f parcialmente preenchido, sendo os lantanídeos (grupo 3, 6º período) e os actinídeos (grupo 3, 7º período).

Os elementos de transição são todos de caráter metálico, diferentemente dos elementos representativos, que apresentam metais e ametais. Além disso, o comportamento das propriedades químicas dos elementos de transição é bem distinto dos elementos representativos, justamente por conta da influência dos orbitais d e f.

Por exemplo, elementos de transição podem apresentar um maior número de estados de oxidação, além de serem, de modo geral, menos reativos que elementos representativos. Os compostos dos elementos de transição costumam ser coloridos, além de apresentarem, de modo geral, maiores pontos de fusão, ebulição e densidade.

Saiba mais: Períodos e famílias da tabela periódica — quantos e quais são?

Exercícios resolvidos sobre elementos representativos

Questão 1. (CBMERJ/2025) Atualmente, é difícil imaginar a vida sem o uso de smartphones. Esses pequenos dispositivos têm desempenhado cada vez mais funções, que vão muito além de fazer e receber chamadas.

No entanto, apesar de pequenos, esses aparelhos demandam uma grande quantidade de elementos químicos na sua confecção. Observe o quadro a seguir, que apresenta alguns dos elementos que compõem as diferentes partes do aparelho.

A partir da composição química apresentada no quadro, avalie as seguintes afirmativas:

1. A parte eletrônica é constituída somente por metais.
2. Na tela, estão presentes seis elementos de transição interna.
3. Os elementos presentes na bateria pertencem ao segundo período da classificação periódica.
4. A capa é constituída por elementos representativos.

Está correto apenas o que se afirma em

1. I e III.
2. I e IV.
3. II e III.
4. II e IV.
5. III e IV.

Resposta: Letra D.

A afirmativa I está incorreta, pois na parte eletrônica há elementos não metálicos como oxigênio (O), arsênio (As) e fósforo (P).

A afirmativa II está correta porque, na tela, existem os elementos de transição interna La, Tb, Pr, Eu, Dy e Gd.

A afirmativa III está incorreta porque cobalto (Co) e alumínio (Al) não pertencem ao segundo período da classificação periódica.

A afirmativa IV está correta, pois os elementos apresentados são todos representativos. Carbono (C) é do grupo 14, magnésio (Mg) é do grupo 2 e bromo (Br) é do grupo 17.

Questão 2. (IFSul – Rio-Grandense/2015.1) A água é considerada potável quando pode ser usada para o consumo humano. No entanto, mesmo com a aparência límpida, a água pode conter uma infinidade de substâncias tóxicas e de microrganismos patogênicos.

A definição de potabilidade é feita a partir de parâmetros que são estabelecidos para limites máximos de parâmetros referentes as propriedades físicas, químicas e biológicas. As propriedades químicas são conferidas em função da concentração de substâncias que podem apresentar efeito tóxico sobre o organismo humano.

(Portaria nº 518, Ministério da Saúde. 25/03/2004 - adaptado).

A tabela abaixo mostra os valores máximos de alguns contaminantes que afetam a saúde permitidos em água potável

Tabela 1. Valores máximos de alguns contaminantes permitidos em água potável. (portaria nº 518 Ministério da Saúde 25/03/2004).

Os elementos classificados como representativos são, respectivamente,

1. arsênio, bário e cobre.
2. chumbo, mercúrio e selênio.
3. cádmio, crômio e mercúrio.
4. arsênio, bário e selênio.

Resposta: Letra D.

Os elementos representativos são aqueles localizados nos grupos 1, 2 e de 13 até 18 da tabela periódica. Arsênio (As) está no grupo 15; bário (Ba) está no grupo 2; selênio (Se) está no grupo 16.

Fontes

ATKINS, P.; JONES, L.; LAVERMAN, L. Princípios de Química: questionando a vida e o meio ambiente. 7. ed. Porto Alegre: Bookman, 2018.

LAUDE, D. Lecture Notes 25: CH302. Austin: University of Texas at Austin, 2009. 1 arquivo (14 p.). Disponível em: https://laude.cm.utexas.edu/courses/ch302/lecture/ln25s09.pdf.

PETRUCCI, R. H. et al. The transition elements: general properties of transition metals. In: PETRUCCI, R. H. et al. General Chemistry. [S. l.]: LibreTexts, 2022. Disponível em:https://chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Chemistry/Map%3A_General_Chemistry_(Petrucci_et_al.)/23%3A_The_Transition_Elements/23.1%3A_General_Properties_of_Transition_Metals.

ZUMDAHL, S. S.; DECOSTE, D. J. The representative elements: a survey of the representative elements. In: ZUMDAHL, S. S.; DECOSTE, D. J. Chemistry. [S. l.]: LibreTexts, 2022. Disponível em: https://chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Chemistry/Map%3A_Chemistry_(Zumdahl_and_Decoste)/18%3A_The_Representative_Elements/18.01%3A_A_Survey_of_the_Representative_Elements.