1.7 Breve história da tabela periódica moderna

As tríades de Döbereiner

No início do século XIX, valores aproximados para a massa dos átomos de alguns elementos (denominada massa atômica) haviam sido estabelecidos.

Em 1829, o químico alemão Johann Döbereiner, analisando três elementos quimicamente semelhantes — o cálcio (Ca), o estrôncio (Sr) e o bário (Ba) —, percebeu uma relação simples entre suas massas atômicas: a massa do átomo de estrôncio

apresenta um valor bastante próximo da média das massas atômicas do cálcio e do bário. Ele também observou o mesmo efeito para outras tríades (trios) de elementos químicos, por exemplo, cloro/bromo/iodo e enxofre/selênio/telúrio.

Breve história da tabela periódica moderna

O parafuso telúrico de Chancourtois

Em 1862, o geólogo francês Alexandre Chancourtois (1819-1886) dispôs os ele-mentos químicos conhecidos em ordem crescente de suas massas atômicas numa linha espiral em volta de um cilindro. Tal disposição ficou conhecida como parafuso telúrico de Chancourtois (telúrico significa relativo à Terra).Ao redor do cilindro foram feitas dezesseis divisões, e os elementos com propriedades semelhantes apareciam uns sobre os outros em voltas consecutivas da espiral. Chancourtois estava sugerindo que as propriedades dos elementos estavam relacionadas ao número que o elemento ocupava na sequência.

As oitavas de Newlands

Em 1864, o inglês John Newlands, um amante da música, organizou os elementos em ordem crescente de suas massas atômicas em linhas horizontais, contendo sete elementos cada. O oitavo elemento apresentava propriedades semelhantes ao primeiro e assim por diante, numa relação periódica que lembra a periodicidade das notas musicais.

A essa repetição de propriedades dentro da sequência o químico inglês deu o nome de lei das oitavas. Por buscar essa relação entre Química e Música, Newlands sofreu o desprezo e o escárnio dos membros da Sociedade de Química de Londres. Ao apresentá-lo aos membros dessa entidade, um deles teria perguntado sarcasticamente se ele já teria tentado organizar os elementos na ordem alfabética das letras iniciais dos nomes. Entretanto seu trabalho foi reconhecido cerca de duas décadas mais tarde, por ser um precursor das ideias de Mendeleev.

Mendeleev: periodicidade e previsões

Dmitri Mendeleev foi professor universitário na Rússia e fez uma importante descoberta na história da Ciência enquanto estava escrevendo um livro de Química. Ele registrou as propriedades de cada um dos elementos químicos conhecidos (na época eram 63) em fichas de papel, cada ficha para um elemento. Manipulando as fichas, na tentativa de encadear as ideias antes de escrever determinada parte da obra, Mendeleev percebeu algo extraordinário.

Mendeleev organizou as fichas de acordo com a ordem crescente da massa dos átomos de cada elemento. Notou que nessa sequência apareciam, a intervalos regulares, elementos com propriedades semelhantes, de modo similar ao que Newlands fizera. Havia uma periodicidade, ou seja, uma repetição nas propriedades dos elementos. Entre os muitos exemplos de elementos com propriedades semelhantes, podemos citar:

             •   sódio   (Na),   potássio   (K)  e   rubídio (Rb)   —    reagem  explosivamente   com   a    água;  combinam-se com o cloro e o oxigênio formando, respectivamente, compostos de fórmulas EC, e E2O   (E     representa o  elemento);

             •   magnésio  (Mg),   cálcio   (Ca)  e   estrôncio  (Sr)   —    reagem   com  água,  mas  não tão  violentamente;    combinam-se   com     o          cloro    e            o          oxigênio          formando,       respectivamente,         compostos       de fórmulas ECl2 e EO.

Em 1869, Mendeleev pôde organizar os elementos em uma tabela, na qual aqueles com propriedades semelhantes apareciam numa mesma coluna. Elaborando melhor sua descoberta, ele percebeu que pareciam estar faltando alguns elementos para que ela fos-se completa. Mendeleev resolveu, então, deixar alguns locais em branco nessa tabela, julgando que algum dia alguém descobriria novos elementos químicos que pudessem ser encaixados nesses locais, com base em suas propriedades. Ele chegou, até, a prever algumas das propriedades que esses elementos teriam.

Abaixo do silício, por exemplo, Mendeleev suspeitou que deveria existir um elemento que ele denominou eka-silício e cujas propriedades previu (eka é uma palavra do sânscrito que pode ser traduzida como “o primeiro a seguir”). Esse elemento foi descoberto em 1886 pelo alemão Clemens Winkler, que o chamou de germânio. As propriedades do germânio são espantosamente próximas das previstas por Mendeleev, como mostra a tabela 1.

Mendeleev também percebeu que em alguns locais da tabela seria melhor fazer pequenas inversões na ordem dos elementos. Em 1871, ele publicou uma versão aprimorada de seu trabalho.

Antes de Mendeleev, outros cientistas — como Döbereiner, Chancourtois e Newlands — já haviam percebido que alguns elementos têm propriedades semelhantes, mas o mérito do químico russo foi o de fazer uma extensiva organização dos elementos com base em suas propriedades, realizar pequenos ajustes necessários e deixar locais para elementos que poderiam existir mas que ainda não haviam sido descobertos.

Além do germânio, outros elementos, cuja existência foi prevista por Mendeleev, foram descobertos posteriormente, como o escândio (Sc), o gálio (Ga) e o polônio (Po). E as propriedades desses elementos são iguais às previstas por ele ou bastante próximas delas.

O alemão Julius Lothar Meyer (1830-1895) propôs uma classificação periódica para os elementos similar à de Mendeleev, baseada nos padrões de semelhança entre os elementos químicos. Contudo, não fez previsões sobre a existência de elementos ainda não descobertos nem sobre suas propriedades. Por isso, embora também seja considerado descobridor da Lei Perió  dica dos Elementos, o mérito maior costuma ser atribuído ao russo Mendeleev. Foto de 1895. Instituto Americano de Física, Nova York, EUA.

Moseley e o número atômico: rumo à tabela periódica atual

Mendeleev ordenou os elementos de acordo com a sequência crescente de suas massas atômicas. Percebeu, contudo, que algumas pequenas inversões eram necessárias para que os elementos ficassem corretamente posicionados juntamente a outros com propriedades semelhantes.

Em 1913 e 1914, o inglês Henry Moseley fez importantes descobertas trabalhando com uma complexa técnica envolvendo raios X. Ele descobriu uma característica numérica dos átomos de cada elemento que ficou conhecida como número atômico e que posteriormente foi associada ao número de prótons.

Os elementos não estão dispostos na tabela periódica atual por ordem crescente de massa atômica, mas sim por ordem crescente de número atômico.De modo geral, à medida que o número atômico cresce, a massa atômica também cresce. Há apenas quatro casos de elementos consecutivos na tabela em que o de menor número atômico apresenta a maior massa atômica. São eles:

•           o       argônio     (18Ar), cuja massa atômica é 39,9 e vem antes do potássio (19K), cuja  massa   atômica é 39,1;

•          o          cobalto    (27Co), cuja massa atômica é 58,9 e vem antes do níquel (28Ni), cuja massa  atômica    é   58,7;

•          o          telúrio  (52Te), cuja massa atômica é 127,6 e vem antes do iodo (53I), cuja massa  atômica  é 126,9

•          o          tório    (90Th), cuja massa atômica é 232 e vem antes do protactínio (91Pa), cuja massa atômica é 231.

  

 

Você entendeu a leitura? Responda em seu caderno

Observe atentamente a tabela a seguir:

1. Uma das características do modo científico de realizar investigações é organizar os objetos estudados de acordo com suas propriedades. Utilize os dados mostrados na tabela acima para organizar esses elementos químicos em grupos, de acordo com suas propriedades.

a) Quantos grupos você escolheu para organizar os elementos? Quais são os grupos escolhidos?

b) Qual o critério (ou quais os critérios) que você usou para fazer essa classificação?Explique.

2. Mendeleev foi o primeiro a propor maneiras de  organizar os elementos químicos de acordo co m suas propriedades?

3. Mendeleev deixou alguns “buracos” em sua tabela periódica. Comente o porquê. A que se destinavam tais “buracos”?

4. Mendeleev ordenou os elementos químicos em ordem crescente da massa de seus átomos. Na tabela periódica atual ainda é assim? Comente.

5. O que se entende por Lei Periódica dos Elementos? 6. Existem outros tipos de periodicidade fora da Química? Se sim, dê exemplos.

 Fonte: Peruzzo, Francisco Miragaia. Química na abordagem do cotidiano / FranciscoMiragaia Peruzzo, Eduardo Leite do Canto. — 4. ed. — São Paulo : Moderna, 2006.