 |
| Em sciencenotes.org |
O Ano de 2019 foi proclamado pela Assembleia Geral das Nações Unidas e pela
UNESCO como o Ano Internacional da Tabela Periódica(IYPT2019),
celebrando assim os 150 anos desde que foi publicada pelo químico russo Dimitry
Mendeleiev, no jornal da Sociedade Russa de Química, com os 63 elementos
conhecidos à data. É a oportunidade para revisitar e actualizar o texto que foi
publicado neste espaço em 2011 sobre a Breve História da Tabela Periódica, no contexto
das comemorações do Ano Internacional da Química ocorridas nesse ano.
Introdução
Apesar dos parcos conhecimentos de Química que cada um possa ter, com
certeza que já ouviu falar da Tabela Periódica, uma disposição sistemática de
elementos químicos em função das suas propriedades. Como surgiu a Tabela
Periódica actual? É a esta pergunta que se procura responder nas linhas
seguintes onde se pretende fazer uma Breve História da Tabela Periódica.
Um pré-requisito necessário para construção da Tabela Periódica foi a
descoberta individual dos elementos químicos. Embora vários elementos fossem
conhecidos desde a antiguidade, nomeadamente o ouro, a prata, o estanho, o
ferro e o cobre, a primeira descoberta dita científica de um elemento ocorreu
em 1669 quando o alquimista Henning Brand descobriu o fósforo. A partir daí,
muitos outros elementos foram sendo descobertos e o conhecimento relativo às
suas propriedades físicas e químicas foi aumentando. Antes de 1800 eram
conhecidos 34% dos elementos actualmente existentes, no século XIX a
percentagem aumentou para cerca de 75% e no século XX descobriram-se os
seguintes. Através da percepção da existência de algumas
regularidades no comportamento dos elementos até então descobertos, os
cientistas começaram a procurar modelos para reconhecer as suas propriedades e
desenvolver esquemas para a sua classificação e ordenação.
A ordenação de John Dalton
No início do séc. XIX John Dalton, um químico e físico inglês, listou os
elementos, cujas massas atómicas eram conhecidas, por ordem crescente de massa
atómica, cada um com as suas propriedades e seus compostos. Não houve uma
tentativa de efectuar qualquer arranjo ou modelo periódico dos elementos.
Facilmente se constatou que a lista não era esclarecedora: vários elementos que
tinham propriedades semelhantes (halogéneos, por exemplo) tinham as suas massas
atómicas muito separadas.
 |
John Dalton
(1766-1844) |
 |
| Símbolos químicos de Dalton |
As tríades de Johann W. Döbereiner
Em 1829, Johann W. Döbereiner, professor de Química na Universidade
friedrich Schiller de Jena (Alemanha), teve a ideia de agrupar os elementos em
três, ou tríades. As tríades estavam separadas também pelas massas
atómicas, mas com propriedades químicas muito semelhantes. A massa atómica do
elemento central da tríade seria supostamente a média das massas atómicas do
primeiro e terceiro elementos. Esta ideia tornou-se relativamente popular nessa
época. No entanto, nos 30 anos seguintes, vários cientistas constataram que,
para vários elementos, estes tipos de relações químicas se estendiam para além
da tríade. Infelizmente, a investigação nesta área foi prejudicada pelo facto
dos valores rigorosos das massas atómicas nem sempre serem conhecidos.
 |
| Johann W. Döbereiner (1780-1849) |
 |
| Lei das Tríades de Döbereiner |
O cilindro (ou parafuso telúrico) de Chancourtois
O primeiro esboço de
periodicidade dos elementos deve-se provavelmente ao geólogo francês Alexander
Emile Beguyer de Chancourtois. Em 1862 Chancourtois propõe uma classificação
dos elementos pela sua disposição na superfície de um cilindro. Os elementos
dispunham-se sobre uma linha diagonal formando um ângulo de 45° com a
horizontal, desenhando uma espiral e estavam ordenados por ordem crescente de
massa atómica (em números inteiros) de forma que os que tinham propriedades
semelhantes se situavam na mesma linha vertical. Assim, deu-se conta que as
propriedades dos elementos eram uma função da sua massa atómica o que o levou a
propor que "as propriedades dos elementos são as propriedades dos
números." De Chancourtois foi o primeiro a reconhecer que propriedades
semelhantes reaparecem a cada sete elementos e usando este esquema foi capaz de
prever a estequiometria de vários óxidos metálicos. Infelizmente, o sistema era
complexo pois incluía também compostos. A sua proposta não foi muito conhecida
e divulgada porque o esquema era relativamente complexo.
 |
| Alexander de Chancourtois (1820-1886) |
 |
| Cilindro de Chancourtois |
Lei das Oitavas de Newlands
Em 1863, John Alexander
Reina Newlands, químico industrial inglês e professor de química no City
College em Londres ordenou os elementos por ordem crescente de massa atómica e
constatou que um dado elemento apresentava propriedades semelhantes ao oitavo
elemento a contar a partir dele. A esta relação Newlands chamou a “Lei das
Oitavas”, que dizia ser uma espécie de repetição por analogia com as oitavas da
escala musical (Dó, Ré, Mi, Fá, Sol, Lá, Si,…Dó,…). O principal problema com
que Newlands se deparou foi o de que a sua lei apenas funcionava correctamente
para as duas primeiras oitavas, na terceira e nas seguintes não se verificava.
Apesar de ter sido ridicularizado pela Sociedade de Química de Londres,
Newlands sugere, com a Lei das Oitavas, uma classificação sistemática onde
começa a surgir o princípio envolvido na actual classificação dos elementos. |
John Newlands
(1837-1898) |
 |
| Lei das Oitavas de Newlands |
Tabela de Lothar Meyer e Mendeleiev
Em 1864 Julius Lothar
Meyer, químico alemão, estudou a relação existente entre o volume atómico dos
elementos e as respectivas massas atómicas. Representou graficamente o volume
atómico em função da massa atómica relativa e, através da curva obtida, conseguiu
agrupar vários elementos em famílias. Chegou assim a uma classificação
periódica dos elementos que tinham propriedades semelhantes, um esboço da
tabela periódica actual. Mais ou menos por essa altura, Dimitri Ivanovitch
Mendeleiev, químico Russo, enquanto escrevia um livro de química inorgânica,
também procurou organizar os elementos de acordo com as suas propriedades.
Mendeleiev criou uma carta para cada um dos elementos conhecidos. Cada carta
continha o símbolo do elemento, a massa atómica e as suas propriedades químicas
e físicas. Colocando as cartas numa mesa, organizou-as por ordem crescente das
suas massas atómicas, agrupando-as em elementos com propriedades semelhantes,
ou seja, listou os elementos de uma linha ou coluna por ordem de massa atómica,
iniciando uma nova linha ou coluna quando as propriedades dos elementos se
começavam a repetir. Formou-se assim, tal como obtido por Lothar Meyer, o
esboço da tabela periódica actual. A vantagem da tabela periódica de Mendeleiev
sobre outras é que esta exibia semelhanças, não apenas em pequenos conjuntos,
como as tríades. Mostravam semelhanças numa rede de relações vertical,
horizontal e diagonal. Uma das razões para o sucesso da tabela foi o de deixar
lacunas quando parecia que o elemento correspondente ainda não tinha sido
descoberto. A partir daqui Mendeleiev conseguiu prever algumas propriedades de
elementos químicos que ainda não haviam sido descobertos na sua época. Outra
razão foi ocasionalmente ignorar a ordem sugerida pelas massas atómicas e
alternar alguns elementos adjacentes para melhor classificá-los em famílias
químicas. Com o desenvolvimento das teorias da estrutura atómica verificou-se à
posteriori que Mendeleiev tinha, inadvertidamente, ordenado os elementos
por ordem crescente de número atómico. O trabalho de Mendeleiev foi amplamente
aceite, sendo assim considerado o pai da tabela periódica actual. No entanto,
de forma justa, tanto ele quanto Lothar Meyer deveriam ser considerados os
verdadeiros pais da actual classificação periódica. O azar de Meyer foi que em
1868 construiu uma tabela alargada dos elementos e entregou a um colega para
avaliação. Enquanto isso, Mendeleiev deu a conhecer a sua tabela à comunidade
científica através de publicação em 1869, enquanto que a de Meyer veio a conhecimento
apenas em 1870... |
Julius Lothar Meyer
(1830-1895) |
 |
| Tabela dos elementos de J. L. Meyer |
 |
Dimitri Ivanovitch Mendeleiev
(1834-1907) |
 |
| Tabela dos elementos de Mendeleiev |
A Tabela Periódica actual
Embora
a tabela de Mendeleiev/Meyer tenha demonstrado a natureza periódica dos
elementos, apenas no séc. XX foram encontradas explicações para as razões das
propriedades dos elementos variarem periodicamente. O desenvolvimento,
nomeadamente dos modelos atómicos e teoria quântica, permitiram racionalizar o
conhecimento das propriedades dos elementos e chegar à configuração da actual
tabela periódica. Esta foi ampliada ao longo do tempo, à medida que novos
elementos foram sendo descobertos. A tabela actual contém 118 elementos,
dispostos em linhas horizontais (períodos) e verticais (grupos), por ordem
crescente de número atómico. As linhas horizontais são dispostas de modo que os
elementos com propriedades semelhantes fiquem nas mesmas colunas (grupos ou
famílias). O grupo é considerado o mais importante método de classificar os
elementos. Em alguns grupos, os elementos têm propriedades muito semelhantes e
exibem uma tendência clara nas propriedades ao longo do grupo. A estes grupos
foram dados nomes triviais, por exemplo, os metais alcalinos, metais alcalinos
terrosos, halogénios, gases nobres, etc. Alguns outros grupos na tabela
periódica mostram menor grau de semelhanças/tendências verticais e são
referidos simplesmente pelo seu número de grupo. Embora os grupos sejam a forma
mais comum de classificação de elementos, existem zonas da tabela periódica
onde as tendências horizontais e semelhanças nas propriedades são mais
significativas do que as tendências verticais. Na Tabela Periódica, cada
elemento é apresentado, nomeadamente, com o seu símbolo e número atómico.
Muitas versões da tabela apresentam também outras propriedades atómicas e
propriedades físicas. Ao longo do séc. XX foram aparecendo representações
alternativas da Tabela Periódica, principalmente por razões didácticas. No
entanto, a Tabela Periódica “tradicional” que é a que conhecemos mantém-se como
a representação aceite da disposição sistemática dos elementos químicos em
função das suas propriedades. Na sequência da descoberta recente dos elementos
113, 115, 117 e 118 da Tabela Periódica, a IUPAC publicou
uma notícia em Junho de 2016, em que divulgava, para escrutínio público, os
nomes em língua inglesa propostos pelos respectivos descobridores: Nihonium
(símbolo Nh), para o elemento 113 (provisoriamente: unúntrio, Uut); Moscovium
(símbolo Mc), para o elemento 115 (provisoriamente: unumpêntio, Uup); Tennessine
(símbolo Ts), para o elemento 117 (provisoriamente: ununséptio, Uus); Oganesson
(símbolo Og), para o elemento 118 (provisoriamente: ununóctio, Uuo).
Estas designações em inglês vieram a ser confirmadas pela IUPAC
em Novembro de 2016. A necessidade de fixar na base terminológica IATE
(Inter-Active Terminology for Europe) dos serviços linguísticos das
instituições europeias as designações em português, e a correspondente
ortografia, dos novos elementos, levou a que fossem propostas, e depois
aprovadas, seguintes designações: Nipónio,
para o elemento 113; Moscóvio, para o elemento 115; Tenesso,
para o elemento 117; e Oganésson, para o elemento 118.
 | |
| A Tabela Periódica actual (Fonte: SPQ) |
Conclusão
A Tabela Periódica é agora omnipresente fornecendo um enquadramento útil
para classificar, sistematizar e comparar as muitas formas diferentes de
comportamento químico. É uma das conquistas mais importantes e com maior
influência da ciência moderna, tendo encontrado muitas aplicações não apenas em
Química, mas também na Física, Biologia, Engenharia e Ciência dos Materiais e
em outras áreas das ciências puras.
Paulo Mendes
Sem comentários:
Enviar um comentário