Em Química, os critérios utilizados para a organização dos elementos foram estabelecidos ao longo do tempo. A tabela periódica ou classificação periódica dos elementos é um arranjo que permite não só verificar as características dos elementos e suas repetições, mas também fazer previsões.
Nas primeiras décadas do século 19, logo que foi compreendido que os elementos são as unidades fundamentais de todos os compostos químicos, e à medida que cada vez mais elementos eram descobertos, os químicos começaram a procurar e propor vários sistemas para a classificação dos elementos em grupos relacionados. Embora incompletas e inadequadas, essas primeiras classificações foram muito úteis no desenvolvimento do sistema que é adotado presentemente. É, então, interessante examinar brevemente algumas dessas classificações.
Primeiras tentativas de classificação
METAIS E NÃO-METAIS
Nas primeiras tentativas de classificação os elementos eram simplesmente divididos em metais e não metais. Esse constituiu um passo à frente importante, porque revelou as semelhanças entre certos elementos e possibilitou aos químicos a antecipação das propriedades dos metais e não metais que ainda não estavam descobertos.
PROPRIEDADES E MASSA ATÔMICA
Logo que as massas atômicas foram determinadas com uma relativa exatidão, os químicos puderam pesquisar relações existentes entre as propriedades dos elementos e as suas massas atômicas.
a) Tríades (1829)
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Em 1829 verificou que diversos elementos constituíam naturalmente grupos de três elementos, que denominou TRÍADE. Notou que as características físicas e químicas dos elementos de cada tríade eram similares e, que quando os três elementos eram arranjados numa ordem de massas atômicas crescentes, a massa atômica do segundo elemento era igual à média das massas atômicas do primeiro e terceiro elementos.
Em 1829 verificou que diversos elementos constituíam naturalmente grupos de três elementos, que denominou TRÍADE. Notou que as características físicas e químicas dos elementos de cada tríade eram similares e, que quando os três elementos eram arranjados numa ordem de massas atômicas crescentes, a massa atômica do segundo elemento era igual à média das massas atômicas do primeiro e terceiro elementos.
b) Parafuso telúrico de Chancourstois (1862)
Em 1862, um cientista francês, A.E.Beguyer de Chancourtois construiu um cilindro sobre o qual dispôs os elementos em espiral a alturas proporcionais ás suas massas atômicas. Ele descobriu que elementos semelhantes reapareciam no cilindro uns sobre os outros. Essa disposição em espiral foi provavelmente a primeira expressão de organização periódica completa dos elementos.
c) Lei das oitavas (1864)
• Em 1864, um químico industrial, John Newlands, descobriu um outro tipo de correlação entre as massas atômicas e as propriedades dos elementos; propôs a existência de uma lei natural que denominou LEI DAS OITAVAS. Essa idéia aparentemente boa, não foi bem acolhida pelos químicos de então: foi assim retardada a sua implementação.
Os elementos eram dispostos em ordem crescente de massa atômica e as propriedades químicas e físicas de um determinado elemento seriam muito semelhantes às do elemento situado oito lugares antes dele, bem como semelhantes às do elemento situado oito lugares depois dele.
O SISTEMA PERIÓDICO
• Em 1869 Julius Lothar Meyer (alemão) e Dimitri Mendeleev (russo) trabalhando independentemente observaram um Correlacionamento mais detalhado das propriedades dos elementos e suas massas atômicas.
Julius Lothar Meyer
Dimitri Mendeleev
Estes cientistas observaram também a ocorrência de uma espécie de repetição periódica das propriedades químicas e físicas quando os elementos eram dispostos em ordem crescente de massas atômicas crescentes.
Meyer fez gráficos de diversas propriedades físicas de cerca de 50 dos elementos que eram conhecidos versus as respectivas massas atômicas.
Volume atômico X massa atômica
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Meyer observou que colocando o volume atômico versus as respectivas massas atômicas o gráfico resultante revelava uma variação periódica do volume do átomo com a massa atômica.
• Mendeleev considerou as características físicas e químicas dos elementos conhecidos e construiu um sistema periódico no qual os elementos foram dispostos em filas horizontais e colunas verticais, de acordo com as massas atômicas crescentes. Mendeleev estava confiante de que se todos os elementos conhecidos fossem dispostos em ordem crescente de suas respectivas massas atômicas, torna-se-iam aparentes as semelhanças e diferenças periódicas e regulares das suas propriedades.
• Em 1869, ele dispôs numa tabela todos os 65 elementos conhecidos, deixando espaços vazios para elementos que ainda não estavam descobertos, cujas propriedades ele já predizia.
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Tabela periódica proposta por Mendeleev em 1869
• Afim de manter juntos os elementos,Mendeleev inverteu a ordem de dois pares de elementos, situando o cobalto (58,9) antes do níquel (58,7) e o telúrio (127,6) antes do iodo (126,9). Muitos anos mais tarde, essas exceções vieram a ser justificadas quando o conceito de números atômicos dos elementos ficou estabelecido.
É acreditado a Mendeleev o estabelecimento do sistema periódico dos elementos porque ele se sentindo-se muito seguro da validade da sua classificação, além de deixar posições vazias na sua tabela, predisse com precisão surpreendente as propriedades dos mesmos quando viessem a ser conhecidos. Para isso usou como base as propriedades dos elementos vizinhos. Com isso o conceito de “lei periódica” tornou-se aceito e a Tabela periódica entrou em uso generalizado.
Lei periódica
As propriedades físicas e químicas dos elementos são funções periódicas dos seus respectivos números atômicos.
• Mesmo com a descoberta dos gases nobres, números atômico e isótopos não exigiram uma mudança séria na tabela periódica. Verificou-se que se o arranjo dos elementos se baseasse em ordem crescente de seus números atômicos em vez das massas atômicas, ficava justificada a a inversão proposta por Mendeleev nos pares Co-Ni e Te-I. Na sua forma longa, a Tabela periódica, os elementos são arranjados em ordem crescente de números atômicos e estão divididos em sete filas horizontais (séries ou períodos) e 18 colunas verticais chamadas grupos ou famílias.
Referências: QUAGLIANO, J. V; VALLARINO, L. M. Química, 3ªedição, Rio de Janeiro, Editora Guanabara, 1973.
2. BRADY, J. E; HUMINSTON, G. E. Química Geral, 2ªedição, Rio de Janeiro, Editora LTC, 1998.
Veja também: Quimicando
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