HISTORIAL DA TABELA PERIODICA

Prévia do material em texto

Introdução
Neste presente trabalho irei abordar acerca da tabela periódica dos elementos químicos que é conhecida como uma óptima fonte de informação quando se deseja saber características sobre os elementos, como verificar quais são metais, quais os mais densos, os mais pesados ou reactivos. Entretanto, a tabela periódica nem sempre foi assim, organizada e completa, dispor os elementos obedecendo as suas semelhanças já foi motivo de muita discussão e estudo científico, e embora a tabela actual seja mais eficiente, sua formação é derivada de tantos outros trabalhos mais primitivos, (MAHAN, 2005) 
Dalton e as massas atómicas
Segundo Sardella (2002), a primeira tentativa de organização foi feita no início do século XIX, pelo químico e físico inglês John Dalton. Nessa época, os valores aproximados das massas atómicas de alguns elementos já tinham sido estabelecidos.
Dalton listou os elementos conhecidos em ordem crescente de massas atómicas, descrevendo as propriedades de cada um e os compostos formados por eles. Entretanto, essa classificação não fazia sentido, já que deixava bastante afastados entre si elementos com propriedades muito semelhantes. Os próprios valores das massas atómicas eram duvidosos, pois foi Dalton mesmo quem os calculou baseado em dados imprecisos. O cientista tomou o hidrogénio, que experimentalmente já havia sido verificado como o elemento mais leve conhecido, e atribuiu a ele um “peso nocional relativo” igual a 1. As massas dos demais elementos foram estabelecidas em relação ao hidrogénio, e esse método resultou em muitos erros. (MAHAN, 2005) 
As tríades de Dobereiner
Em 1829, o químico alemão Johann Wolfgang Dobereiner analisou os elementos cálcio, estrôncio e bário, e percebeu que a massa do átomo de estrôncio correspondia, aproximadamente, à média dos valores das massas atómicas do cálcio e do bário. O químico observou que essa relação também se dava em outra tríades, como enxofre, selénio, telúrio e cloro, bromo e iodo. Dobereiner foi o primeiro cientista a relacionar os elementos químicos conhecidos com base em um determinado critério, entretanto, suas observações não foram tidas como relevantes pela comunidade científica da época. Uma das falhas do seu método é que muitos metais não podiam ser agrupados em tríades. FELTRE (1990)
	
Classificação de Chancourtois - Parafuso Telúrico  (1862)
Mais tarde, em 1862, o geólogo francês Alexandre Chancourtois propôs o modelo que ficou conhecido como parafuso telúrico. Em uma espiral desenhada na face externa de um cilindro ele organizou os elementos químicos em ordem crescente de massas atómicas. O cilindro era dividido por linhas verticais em 16 faixas, de modo que os elementos que possuíam propriedades semelhantes apareciam uns sobre os outros dentro dessas faixas. Esse modelo relacionava as propriedades dos elementos químicos às posições que eles ocupavam na sequência. O problema era que havia elementos que, apesar de estarem em posição correcta na ordem crescente, apresentavam propriedades diferentes dos demais elementos situados na mesma faixa, o que invalidava o padrão. Por isso o parafuso telúrico despertou pouco interesse. MAHAN (2005).
Fonte da imagem: Google
Considera-se elementos semelhantes aqueles que se encontram na mesma vertical, como o Carbono e o Silício Nitrogénio e Fósforo
Classificação de Newlands - Lei das Oitavas  (1864)
Uma outra ideia foi a do químico inglês John Alexander Newlands, que se inspirou na música. Sabe-se que em uma sequência crescente de sete notas iniciada em dó, a oitava nota é dó novamente e depois dela a sequência se repete. Em 1864, Newlands elaborou uma periodicidade semelhante a essa para ser aplicada aos elementos químicos. Ele enfileirou os elementos conhecidos na época em linhas horizontais, sete em cada linha, em ordem crescente de massas atómicas. As linhas eram posicionadas umas sobre as outras. O primeiro elemento de cada uma era o oitavo em relação à linha anterior e tinha as mesmas propriedades do primeiro elemento dessa linha anterior. O mesmo acontecia com o segundo elemento, o terceiro, e assim sucessivamente. Nessa forma de classificação, a cada oito elementos as propriedades se repetiam, por isso a proposta de Newlands recebeu o nome de Lei das Oitavas. SARDELLA (2002)
Elementos organizados em conforme a lei das oitavas. 
Fonte da imagem: Google
Assim, os elementos que seguem a mesma linha vertical possuem as mesmas características químicas, como o Lítio, o Sódio e o Potássio; o Magnésio e o Cálcio.
Entretanto, o modelo só se mostrava coerente até chegar ao cálcio e não valia para os elementos que vinham depois dele conforme a ordem crescente de massas atómicas. A tentativa de associar a química à música rendeu a Newlands o desprezo da Sociedade Química de Londres. Apesar disso, hoje ele é reconhecido como o cientista que trouxe a noção de periodicidade para o campo da química, e seu trabalho é tido como precursor do de Mendeleiev. SARDELLA (2002) 
O Fracasso das classificações antigas e o modelo actual Apesar de promissoras, os modelos antigos de classificação dos elementos apresentaram muitas incompatibilidades: 
Lei das Tríades
Esse método de distribuição foi considerado ineficaz porque era muito restrito e só atendia a alguns elementos. SARDELLA (2002)
Parafuso Telúrico
A aceitação desse método foi pequena, pois os valores das massas atómicas eram, muitas vezes, erróneos e imprecisos. SARDELLA (2002)
Lei das Oitavas
 Esse modelo também foi banido por apresentar problemas, novamente, com os valores das massas atómicas. Ou seja, alguns elementos estavam em lugares errados: o cloro e o flúor, por exemplo, não possuem características semelhantes ao Cobalto ou ao Níquel.
Apesar de fracassados, esses modelos contribuíram para o constante aperfeiçoamento sobre a classificação dos elementos químicos. MAHAN (2005)
A Tabela Periódica de Mendeleiev
Dois cientistas trabalharam isoladamente um do outro, mas chegaram a resultados parecidos, foram eles: Julius Lothar Meyer (1830-1895) e Dmitri Ivanovitch Mendeleiev  (1834-1907), sendo o trabalho de Mendeleev mais ousado. SARDELLA (2002)
Mendeleiev apresentou seu modelo de classificação dos elementos à real Sociedade Russa de Química, onde obteve grande aceitação. A sua teoria pode ser confirmada com algumas observações suas:
Os elementos, são dispostos de acordo com as massas atómicas, revelam evidente periodicidade de propriedades;
Devemos esperar a descoberta de muitos elementos ainda desconhecidos; por exemplo, elementos análogos ao alumínio (eka-Alumínio) e ao silício (exa-Silício), cujas massas atómicas ficariam compreendidas entre 65 e 75
Ou seja, Mendeleev afirmava que as propriedades dos elementos são uma função periódica de suas massas atómicas. MAHAN (2005).
Tabela periódica idealizada por Mendeleev, em 1869, apresentando espaços vagos para a inclusão de novos elementos. 
A Tabela Periódica, de certa forma, incorporava os modelos anteriores propostos por Dobereiner, Chancortouis e Newlands, mesmo que a validade desses padrões só fosse verificada em determinados trechos da Tabela. Além disso, nela se encaixavam todos os elementos conhecidos na época. Mas Mendeleiev ainda percebia incoerências em seu modelo. Uma delas eram os elementos que, embora estivessem no mesmo grupo que outros elementos de propriedades semelhantes, tinham massa atómica que não se encaixava na ordem crescente. Nesses casos, Mendeleiev desafiou a ciência ao defender que o problema não estava em seu sistema de classificação, e sim no cálculo da massa atómica do elemento, que estava errada. MAHAN (2005)
Outra aparente falha da Tabela Periódica era a inexistência de elementos que apresentassem determinados valores de massas atómicas necessários à continuidade da sequência crescente. Para esse problema o cientista adoptou uma solução simples, mas ousada deixava lacunas correspondentes a eles e continuava a sequência com os elementos conhecidos. Ele tinha certeza de que os elementos correspondentes às lacunasexistiam, apenas não tinham sido descobertos ainda. Sua segurança era tanta que o químico arriscou até mesmo prever as propriedades de alguns daqueles elementos desconhecidos, baseando seus palpites na massa atómica que eles deveriam ter e na posição que a lacuna ocupava na Tabela. MAHAN (2005)
A tabela periódica actual não é uma cópia fiel da tabela de Mendeleev é mais aperfeiçoada. Não pela aparição de elementos que ocupam os espaços vazios destinados a eles, mas por causa de um conceito estabelecido em 1913 o número atómico. MAHAN (2005).
Moseley e os números atómicos
No início do século XX, por volta de 1913, o físico inglês Henry Gwyn-Jeffreys Moseley examinou os espectros dos raios-X característicos de cerca de 40 elementos. Neste estudo, descobriu que todos os átomos de um mesmo elemento químico tinham carga nuclear idêntica, o que indicava que possuíam o mesmo número de protões em seus núcleos. O número de protões que um elemento possui em seu núcleo corresponde ao seu número atómico. O físico observou que quando os elementos eram colocados em ordem crescente de números atómicos, suas propriedades se repetiam periodicamente.
Não levou muito tempo para que Moseley chegasse à conclusão de que o número atómico podia ser usado como critério de organização dos elementos químicos, em vez da massa atómica. A aplicação desse padrão corrigiu as falhas existentes nas tabelas de Mendeleiev e de Meyer As poucas lacunas que ainda persistiram na Tabela foram preenchidas mais tarde por alguns elementos descobertos e outros sintetizados em laboratório. Assim chegou-se a uma versão da Tabela Periódica muito parecida com a que temos actualmente, composta por linhas chamadas de períodos (ou níveis) e colunas chamadas de famílias (ou grupos).
Períodos da Tabela Periódica  (ou níveis)  , são as linhas horizontais. Os períodos são sete, numerados de cima para baixo. A quantidade de elementos em cada período varia muito: o primeiro possui apenas dois elementos, enquanto o sexto possui 32. Isso porque nele são contados os 14 elementos da série dos lantanídeos, embora essa série seja representada abaixo da tabela principal, como um bloco destacado. O mesmo acontece com o sétimo período, que tem 32 elementos, 14 deles representados à parte, na série dos actinídeos. MAHAN (2005).
Famílias da Tabela Periódica (ou grupos), são as linhas verticais. Já foram designadas por algarismos romanos e letras, mas hoje a IUPAC recomenda que sejam numeradas simplesmente de 1 a 18, da esquerda para a direita. MAHAN (2005)
Desde a contribuição de Moseley, o número atómico foi consolidado como critério básico da Tabela Periódica, válido até hoje. A Tabela vem sendo alterada apenas pela adição de elementos descobertos ou sintetizados e pelo ajuste dos valores das massas atómicas quando se chega a um valor mais preciso. MAHAN (2005)
A lei Periódica
A lei periódica é a base da tabela periódica dos elementos. De acordo com esta lei, as propriedades físicas e químicas dos elementos tendem a repetir-se sistematicamente consoante aumenta o número atómico. A tabela é portanto um esquema que apresenta os elementos químicos segundo a ordem crescente do número atómico. FELTRE (1990)
A lei periódica, portanto, estabelece que quando os elementos são listados, sequencialmente, em ordem crescente de seu número atómico (somatório de protões existentes no núcleo do átomo), é observada uma repetição periódica em suas propriedades. FELTRE (1990)
Desde as primeiras publicações da lei periódica por Dimitri Mendeleev e Lothar Meyer surgiram muitas propostas de tabelas periódicas. A repetição verificada na lei periódica é a base da estrutura da tabela periódica moderna, sendo a versão mais fácil de utilizar até o momento e que possui correlação com as estruturas electrónicas dos átomos é a forma estendida, onde elementos com propriedades químicas semelhantes são distribuídos em colunas chamadas grupos ou famílias e linhas denominadas períodos ou níveis. FELTRE (1990)
Períodos ou níveis
As fileiras horizontais da tabela periódica são chamadas períodos ou níveis e enumerados com algarismos arábicos, de cima para baixo, de 1 à 7. Os períodos variam muito em número de elementos: o primeiro possui apenas 2, já o sexto consiste em 32 elementos, em parte porque estão incluídos os lantanídeos, que são 14 elementos, do lantânio (Z=57) até o itérbio (Z=70). O sétimo período consiste também em 32 elementos, pois estão incluídos os 14 elementos actinídeos, do actinídio (Z=89) ao nobélio (Z=102). Os lantanídeos e actinídeos são usualmente chamados de elementos de transição interna e mostrados abaixo da tabela principal. FELTRE (1990)
Grupos ou Famílias
Os grupos maiores consistem em cinco ou seis elementos e são chamados grupos representativos, principais ou grupos A. São enumerados de IA até VIIA, mais o grupo 0, que compreende os , sendo também chamado de grupo VIIIA. Os elementos desse grupo são conhecidos como elementos representativos. Os menores grupos encontrados na região central da tabela periódica são chamados grupos de transição, subgrupos ou grupos B. São numerados por algarismos romanos e pela letra B. Variam de IB até VIIIB. Os elementos deste grupo são conhecidos como elementos de transição. FELTRE (1990).
.
Bibliografia
MAHAN (2005). Química: um curso universitário, São Paulo – SP: Editora Edgard Blucher LTDA. 4ª Tradução americana, 7ª reimpressão.
SARDELLA (2002) Curso de química: Química geral, São Paulo – SP: Editora Ática, 25ª Edição, 2ª impressão.
FELTRE (1990) Fundamentos da Química, vol. Único, Ed. Moderna, São Paulo-SP