Tabela periódica
Artigo reúne os principais momentos da história da
descoberta e organização dos elementos químicos, trabalho que resulta de
mais de dois séculos de esforços na busca pelos segredos da estrutura
da matéria.
Modelo de tabela periódica de Andreas von Antropoff (versão
de 1938), provavelmente proveniente da antiga Faculdade Nacional de
Filosofia, da então Universidade do Brasil (atual UFRJ). Hoje, está em
uma das salas de aula do Instituto de Química da UFRJ.
A tabela periódica é uma forma de disposição sistemática dos
elementos químicos e ferramenta inseparável para o estudo e a
compreensão da química. Os elementos são ordenados em função do número
atômico (Z), ou seja, o número de prótons (partículas com carga positiva
do núcleo dos átomos).
O número atômico caracteriza o chamado elemento químico, definido
como o conjunto de átomos que têm o mesmo número de prótons. Em um átomo
neutro, o número de prótons no núcleo é igual ao número de elétrons
(partículas de carga negativa), que se situam em torno desse núcleo.
A tabela periódica é uma forma de disposição sistemática dos elementos
químicos e ferramenta inseparável para o estudo e a compreensão da
química
Outra característica importante dos átomos: o número de massa (A),
que é a soma do número de prótons e nêutrons (partículas sem carga,
também presentes no núcleo). A maioria dos elementos químicos tem átomos
com diferentes números de massa devido à existência de diferentes
números de nêutrons. São chamados os isótopos – por exemplo, o
hidrogênio (Z = 1, A = 1), o deutério (Z = 1, A = 2) e o trítio (Z = 1, A
= 3). Em razão disso, define-se massa atômica de um elemento químico
como a média ponderada entre os números de massa de seus diversos
isótopos multiplicados pelas suas abundâncias relativas na natureza.
Vale salientar que os elétrons não entram no cálculo do número de
massa, porque sua massa é desprezível – cerca de 2 mil vezes menor que a
do próton e do nêutron.
A tabela periódica é composta por linhas horizontais (períodos) e por
colunas verticais (grupos ou famílias). Sua versão atual contém sete
períodos e inclui os últimos elementos descobertos, os de números
atômicos 113, 115, 117 e 118, confirmados pela União Internacional de
Química Pura e Aplicada (Iupac).
- Perfil atual da tabela periódica, incluindo os elementos mais recentemente descobertos (Z = 113 a 118), bem como os nomes e os símbolos oficiais de dois deles: Fl (fleróvio, Z = 114) e Lv (livermório, Z = 116).
A tabela periódica é ideal para prever e interpretar as
características e tendências dos átomos, as quais se repetem
periodicamente: perda e ganho de elétrons, tipo de ligação química que
preferencialmente formam (iônica ou covalente) etc.
Espaços preenchidos
Os primórdios da organização dos elementos químicos se devem ao
químico francês Antoine Lavoisier (1743-1794), que, em 1789, agrupou as
33 espécies que eram então consideradas como elementares em gases,
metais, não metais e terras – denominação genérica dada, à época, aos
compostos binários de oxigênio (óxidos) com a maioria dos elementos
metálicos. Os químicos passaram o século 19 à procura de uma organização
mais precisa, mas os esquemas propostos não abrangiam todos os
elementos químicos então conhecidos.
Os primórdios da organização dos elementos químicos se devem ao químico
francês Antoine Lavoisier (1743-1794), que, em 1789, agrupou as 33
espécies que eram então consideradas como elementares
O químico russo Dmitri Mendeleiev (1834-1907) publicou sua tabela
periódica em 1869. Ele ordenou os elementos por peso atômico (hoje,
número de massa), iniciando uma nova linha quando as características dos
elementos se repetiam. Mendeleiev deixou lacunas quando o elemento
correspondente ainda não tinha sido descoberto e usou as tendências de
sua tabela para predizer as propriedades desses elementos então ocultos,
como gálio, escândio e germânio.
Outro aspecto foi que ele alternou dois elementos adjacentes, cobalto
e níquel, para melhor classificá-los. A última versão da tabela
publicada por Mendeleiev é bem mais completa que a versão inicial.
Em 1913, o físico britânico Henry Moseley (1887-1915), usando
técnicas de raios X, concluiu que a forma correta de ordenar os
elementos químicos era pelo número atômico e não pelo peso atômico. Isso
levou a inversões na tabela periódica: argônio (Z = 18) e potássio (Z =
19); cobalto (Z = 27) e níquel (Z = 28); telúrio (Z = 52) e iodo (Z =
53).
Do final do século 19 até 1939, a tabela periódica teve praticamente
todos os espaços deixados por Mendeleiev preenchidos pela descoberta,
por exemplo, dos gases nobres e alguns elementos radioativos, como
polônio e rádio – ambos descobertos pelo casal de cientistas Pierre
(1859-1906) e Marie Curie (1867-1934).
Háfnio (1923), rênio (1925) e frâncio (1939) foram os últimos elementos descobertos em amostras naturais.
Júlio Carlos Afonso
Departamento de Química Analítica
Instituto de Química
Universidade Federal do Rio de Janeiro
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