Elementos químicos: os ingredientes do nosso mundo! - Aula do Neja - Professor Carlúcio.

Seção 1 Unid.15       Elementos químicos: os ingredientes do nosso mundo! 

■Motivação: Aprendendo a Classificar.

■Objetivo: Compreender a importância fundamental que temos de classificar as diferentes coisas, como: animais, plantas, pessoas, objetos e porque não os elementos químicos.

■ Material: tampinhas de diversas cores; objetos de diversos tamanhos e objetos de plástico, de vidro e etc.

■ Conclusão: Os objetos podem ser separados por cores, tamanhos, formatos, material do que foram produzidos e etc.

                                  Organizando os elementos químicos.

                                       A história da tabela periódica

       A tabela periódica dos elementos químicos é conhecida como uma ótima fonte de informação quando se deseja saber características sobre os elementos, como: verificar quais são metais, quais os mais densos, os mais pesados ou reativos. 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 atual seja mais eficiente, sua formação é derivada de tantas outras mais primitivas.

Classificação de Döbereiner – Lei das Tríades (1817)

Johann W. Döbereiner (1780-1849), cientista alemão, observou que muitos elementos podiam ser agrupados três a três (tríades) de acordo a certas semelhanças com as massas atômicas:

Proximidade
Fe = 56u
Co = 59u
Ni = 58u
Como se pode perceber, o Ferro, o Cobalto e o Níquel possuem massas atômicas muito próximas.

Diferença comum
Li = 7u
Na = 23u
K = 39u
Observe que, a diferença entre as massas dos elementos consecutivos na ordem crescente é igual a 16. De fato: 23 – 7 = 16; 39 – 23 = 16.

Média aritmética
Ca = 40u
Sr = 88u
Ba = 137u
Efetuando-se a média aritmética entre as massas do Cálcio e do Bário obtém-se a massa atômica aproximada do Estrôncio: 137+40 = 177; 177/2 = 88,5.

Classificação de Chancourtois – Parafuso Telúrico (1862)

Alexander Béguyer de Chancourtois (1820-1886), químico inglês, organizou os elementos da seguinte forma: inicialmente, dividiu a superfície de um cilindro em 16 colunas e inúmeras horizontais; atribuiu ao oxigênio à massa 16u; traçou uma linha helicoidal que começava pelo oxigênio (ponto 0) e terminava no décimo sexto elemento mais pesado, até onde a linha alcançava. Repetiu esse procedimento até que todos os elementos fossem alocados nas linhas divisórias.

A tabela adquiriu uma aparência similar a esta:

                                     

                        

        Considera-se elementos semelhantes aqueles que se encontram na mesma vertical, como o Carbono e o Silício; Nitrogênio e Fósforo.

                   Classificação de Newlands – Lei das Oitavas (1864)

John A. R. Newlands (1838-1898), professor de química e industrial inglês, idealizou a classificação dos elementos pela ordem crescente de massa atômica, em grupos de 7 e dispostos lado a lado. Logo percebeu que as propriedades químicas eram semelhantes ao primeiro e oitavo elementos – a contar da esquerda para a direita -, como as notas musicais que se repetem a cada oitava.

                          

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.

                               

          O Fracasso das classificações antigas e o modelo atual

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.

Parafuso Telúrico
A aceitação desse método foi pequena, pois os valores das massas atômicas eram, muitas vezes, errôneos e imprecisos.

Lei das Oitavas
Esse modelo também foi banido por apresentar problemas, novamente, com os valores das massas atômicas. 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.

Dois cientistas trabalharam isoladamente um do outro, mas chegaram a resultados parecidos, foram eles: Julius Lothar Meyer (1830-1895) e Dmitri Ivanovitch Mendeleev (1834-1907), sendo o trabalho de Mendeleev mais ousado.

Mendeleev 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:

1) “Os elementos, se dispostos de acordo com as massas atômicas, revelam evidente periodicidade de propriedades;

2) Devemos esperar a descoberta de muitos elementos ainda desconhecidos; por exemplo, elementos análogos ao alumínio (eka-Alumínio) e ao silício (exa-Silício), cujas massas atômicas ficariam compreendidas entre 65 e 75”

Ou seja, Mendeleev afirmava que as propriedades dos elementos são uma função periódica de suas massas atômica   
                                                                     

      Tabela periódica idealizada por Mendeleev, em 1869, apresentando espaços vagos para a inclusão de novos elementos.

      A tabela periódica atual 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 atômico.

    Henry G. L. Moseley definiu que a verdadeira identidade de um elemento não está relacionada diretamente com a massa dele, mas com a carga nuclear do átomo que o representa. Assim, modificou levemente a tabela proposta por Mendeleev, permanecendo sua essência até hoje. 

                                          

Fontes:
MAHAN Bruce M., MYERS Rollie J. Química: um curso universitário, São Paulo – SP: Editora Edgard Blücher LTDA, 2005. 4ª tradução americana, 7ª reimpressão. 592 págs.

SARDELLA, Antônio. Curso de química: Química geral, São Paulo – SP: Editora Ática, 2002. 25ª Edição, 2ª impressão. 448 págs.