Ciência - Tabela Periódica dos Elementos Químicos completa 150 anos

Você já reparou que em toda sala onde se discute química existe uma Tabela Periódica fixada na parede? Mais do que uma representação gráfica, ela consiste em um ordenamento dos elementos químicos em linhas e colunas de acordo com algumas de suas propriedades químicas e físicas.

A Assembleia Geral das Nações Unidas proclamou o ano de 2019 como o Ano Internacional da Tabela Periódica dos Elementos Químicos. A iniciativa partiu da União Internacional de Química Pura e Aplicada (Iupac, na sigla em inglês) e visa reconhecer a importância da tabela como uma das conquistas mais importantes e influentes da ciência moderna.

A Tabela Periódica Moderna

A Tabela Periódica moderna foi criada em 1869 pelo químico russo Dmitri Mendeleev (1834-1907). Ele buscou uma forma mais racional de organizar os elementos químicos de acordo com suas propriedades, Ela contava com todos os elementos químicos descobertos pelo ser humano. A denominação "periódica" se deve à repetição de propriedade dos elementos, de intervalos em intervalos.

No século 20, a Tabela Periódica foi modificada. Além de ser mais completa que a de Mendeleev, a Classificação Periódica moderna substituiu o número de massa dos elementos pelo seu número atômico, ou seja, a carga do núcleo. Essa mudança aconteceu em 1913, após a proposição do modelo do átomo nuclear. Hoje, ela conta com 118 elementos, sendo que os 92 primeiros são encontrados na superfície da Terra. Do 93 ao 118, os elementos foram sintetizados em laboratório. Desde a criação de Mendeleev, mais de mil diferentes versões da tabela foram criadas até hoje.

História

A descoberta individual dos elementos químicos foi o ponto de partida para a construção da Tabela Periódica. Na Antiguidade, vários elementos eram conhecidos, como o ouro, prata, o estanho, o ferro e o cobre, com os quais vários materiais eram fabricados.

Os filósofos gregos da Antiguidade foram os primeiros que se preocuparam com a explicação dos fenômenos da natureza. Para Demócrito (460-370 a.C.), o ser não é vazio. Ele afirmava que todas as coisas deste mundo poderiam ser divididas em partículas cada vez menores, até se chegar a uma partícula mínima que não poderia mais ser dividida e que seria denominado átomo (do grego: a, "não", e tomos, "partes"). Já Aristóteles (384-322 a.C.) acreditava que a matéria poderia ser dividida infinitamente e que tudo o que existia no Universo era formado pela reunião, em quantidades variáveis, de quatro elementos: terra, água, fogo e ar.

Na Idade Média, o conhecimento químico foi fortemente influenciado pelas ideias da Alquimia, que buscavam significados metafísicos nas substâncias. Os alquimistas queriam criar a pedra filosofal, que seria capaz de eliminar a impureza dos metais ordinários e transformá-los em ouro líquido, o mais puro elemento da Natureza, pois não sofria corrosão. A primeira descoberta dita científica de um elemento ocorreu em 1669 quando o alquimista alemão Henning Brand (1630-1710) tentou produzir ouro a partir da urina. Com o experimento, descobriu o fósforo.

A afirmação da Química como ciência moderna só ocorreu no século 18, ligada principalmente aos trabalhos de Lavoisier (1743-1794). O francês cunhou a célebre lei da conservação da matéria: "Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma". Com suas descobertas, Lavoisier demonstrara a importância de leis químicas quantitativas, enunciando seu princípio da conservação de massa.

Com outros estudiosos (Louis Bernard Guyton de Morveau, Claude Louis Berthollet e Antoine François de Fourcroy), Lavoisier tentou ainda encontrar uma linguagem própria e mais racional para a química, de modo que não confundisse os cientistas. "É necessário grande hábito e muita memória para nos lembrarmos das substâncias que os nomes exprimem e, sobretudo para reconhecer a que gênero de combinações pertencem", escreveu o químico.

No século 18, a linguagem química existente ainda possuía forte inspiração alquímica. As substâncias eram identificadas por nomes arbitrários, ora representando as suas qualidades, ora derivados de termos astrológicos, ora nome de pessoas, ora de lugares. Era comum a existência de dez a quinze nomes diferentes para designar uma determinada substância química. A linguagem dos químicos continha nomes como "fígado de antimônio", "manteiga de arsênio", "safrão de Marte", "flor de bismuto", "sal da sabedoria", "água fagedênica", "óleo de tártaro por desfalecimento" ou "flores de zinco".

Em 1789, Lavoisier publicou a obra "Tratado Elementar de Química", que fornecia uma nomenclatura moderna para 33 elementos. Ele pretendia batizar um elemento químico de acordo com suas propriedades, então surgiram, assim, os nomes oxigênio, hidrogênio, enxofre, fósforo e nitrogênio. Oxigênio, por exemplo, significa formador de ácidos e hidrogênio, formador de água.

A grande descoberta de novos elementos químicos no século 19 obrigou os cientistas a imaginar formas de visualização ou classificações em que todos os elementos ficassem reunidos em grupos com propriedades semelhantes. Várias propostas surgiram para a organização dos elementos químicos.

Tríades de Dobereiner

No início do século 19, eram conhecidos perto de 50 elementos. O químico alemão Johann Wolfgang Dobereiner (1780-1849) desenvolveu a primeira proposta aceita pela comunidade científica, a das Tríades. Enquanto estudava os elementos químicos cálcio, bário e estrôncio, ele percebeu que a massa atômica de um elemento correspondia, aproximadamente, à média aritmética de outros dois. Dobereiner descobriu outros grupos de elementos com o mesmo padrão e chamou essa formação de tríades (grupos de três elementos separados pela massa atômica). Por exemplo, o fenômeno acontece nos elementos lítio/sódio/potássio, enxofre/selênio/telúrio e cloro/bromo/iodo.

Parafuso Telúrico

Em 1862, o geólogo francês Alexandre Béguyer de Chancourtois (1820-1886) publicou um artigo científico apresentando o modelo do Parafuso Telúrico. Ele agrupou os elementos químicos em uma linha helicoidal (espiral) que recobria uma superfície cilíndrica formando um caracol. Considerada por muitos como a primeira tabela periódica, o objeto também se destacava por organizar os elementos em uma superfície 3D. Com o tempo, essa proposta não conseguia classificar e inserir novos elementos descobertos - ela só é válida para elementos com número atômico inferior a 40. Hoje as peças originais fazem parte dos acervos de museus de história natural.

Lei das Oitavas

Em 1864, surgiu a Lei das Oitavas, proposta pelo químico inglês John Newlands. Inspirado pela escala musical (ele também era músico), Newlands agrupou os elementos químicos de sete em sete, em ordem crescente de massa atômica. Assim, ele observou que o primeiro elemento tinha propriedades semelhantes ao oitavo, e assim por diante. Essa classificação foi abandonada porque a regra não se aplicava a todos os elementos químicos.

Mendeleev

O russo Dmitri Mendeleev gostava de trabalhar sozinho em seu laboratório. Ele anotava as propriedades dos elementos químicos em cartões que pregava na parede. Então ele mudava as posições dos cartões até obter uma sequência de elementos em que se destacasse a semelhança das propriedades. Quando os elementos químicos eram colocados em ordem crescente de suas massas atômicas, ele observou que havia uma periodicidade das propriedades. De uma maneira geral, ocorria uma repetição das propriedades a cada oito elementos, como no caso do grupo dos Metais Alcalinos lítio, sódio e potássio.

Mendeleev criou uma tabela com 63 quadrados, cada qual com o símbolo de um elemento, distribuídos em 8 colunas e 12 faixas horizontais. Cada quadrado trazia informações sobre a massa atômica e as propriedades físicas e químicas. Eles foram agrupados em ordem crescente de suas massas. A leitura da tabela é feita da esquerda para a direita e de cima para baixo, com quebras no meio que separam elementos sucessivos.

A primeira versão da tabela periódica de Mendeleev foi publicada em 1869, em seu livro "Princípios de Química". Em sua tabela, o químico fez uma ousadia: deixou espaços em branco para outros elementos que ainda seriam descobertos. Em relação a três desses elementos (gálio, germânio e escândio), ele chegou a fazer a descrição com precisão de muitas de suas propriedades, que se mostraram semelhantes às verificadas posteriormente quando foram descobertos.