A tabela periódica foi o avanço mais importante da química

Por Dennis Rouvray

12 de fevereiro de 1994, atualizado em 10 de janeiro de 2019

Quando o romancista francês Balzac escreveu “sem números, todo o edifício da nossa civilização cairia em pedaços”, poderia estar a antecipar uma visão do químico russo Dmitri Mendeleyev. Em 17 de fevereiro de 1869, Mendeleyev anotou os símbolos dos elementos químicos, ordenando-os de acordo com seus pesos atômicos. Ele escreveu a sequência de tal forma que elas acabaram agrupadas na página de acordo com regularidades conhecidas ou “periodicidades” de comportamento. Foi talvez o maior avanço na história da química.

As ideias de Mendeleyev mudaram totalmente a forma como os químicos viam a sua disciplina. Agora cada elemento químico tinha seu número e posição fixa na tabela, e a partir disso tornou-se possível prever seu comportamento: como reagiria com outros elementos, que tipo de compostos formaria e que tipo de propriedades físicas teria. .

Logo, Mendeleyev estava prevendo as propriedades de três elementos – gálio, escândio e germânio – que ainda não haviam sido descobertos. Ele estava tão convencido da solidez de sua lei periódica que deixou lacunas para esses elementos em sua tabela. Em vinte anos, todos os três foram encontrados e suas propriedades confirmaram quase exatamente suas previsões.

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O próprio Mendeleyev ficou surpreso com a rapidez com que suas ideias foram confirmadas. Numa prestigiada Palestra Faraday proferida na Royal Institution em Londres em 1889, ele admitiu que não esperava viver o suficiente “para mencionar a sua descoberta à Sociedade Química da Grã-Bretanha como uma confirmação da exactidão e generalidade da lei periódica”. . À medida que as notícias de seu notável feito começaram a se espalhar, Mendeleyev tornou-se uma espécie de herói e o interesse pela tabela periódica disparou.

Ao todo, Mendeleyev previu 10 novos elementos, dos quais todos, exceto dois, acabaram por existir. Mais tarde, ele propôs que as posições de alguns pares de elementos adjacentes fossem invertidas para fazer com que suas propriedades se ajustassem ao padrão periódico. Ele sugeriu trocar o cobalto por níquel e o argônio por potássio, que ele acreditava terem sido colocados incorretamente porque seus verdadeiros pesos atômicos eram diferentes dos valores determinados pelos químicos. Demorou até 1913, cerca de seis anos após a morte de Mendeleyev, para esclarecer esta ambiguidade. Nessa altura, os químicos tinham adquirido uma compreensão muito melhor do átomo e, nesse ano, o físico Henry Moseley, que trabalhava em Manchester, mostrou que a posição de um elemento na tabela é governada não pelo seu peso atómico, mas pelo seu número atómico.

O número atômico de um elemento define o número de prótons em seu núcleo atômico, que em um átomo neutro é igual ao número de elétrons que o rodeiam. Moseley provou que a frequência característica dos raios X gerados por um determinado elemento está diretamente relacionada ao seu número atômico. Uma fonte de confusão para Mendeleyev era que o peso atômico que os químicos medem é uma média dos pesos ligeiramente diferentes de todos os diferentes isótopos de um elemento. (Os isótopos têm o mesmo número de prótons, mas diferentes números de nêutrons.)

Contudo, a intuição de Mendeleyev estava certa e o número atómico foi utilizado com sucesso para atribuir um lugar numa tabela expandida aos gases nobres – hélio, néon, árgon, crípton, radão e xénon – que tinham sido descobertos na década de 1890. Esses elementos são tão pouco reativos que não podiam ser combinados com nenhum outro elemento no momento de sua descoberta, portanto, descobrir suas propriedades químicas estava fora de questão.

Os elementos mais pesados ​​foram posicionados de forma semelhante. Estes compreendem principalmente a série de lantanídeos de 15 elementos, descoberta a partir da década de 1840, que começa no lantânio, elemento 57, e os 15 actinídeos radioativos descobertos neste século, que começam com actínio, elemento 89. A química de cada série desses elementos muda apenas ligeiramente com o aumento do número atômico, então teria grandes problemas para colocá-los em sua tabela periódica.