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Tabela Periódica
 

Tabela Periódica

A Tabela Periódica dos Elementos Químicos também tem uma história. Teorias, hipóteses e leis científicas...

Teorias, hipóteses e leis científicas só são possíveis pela observação dos fenômenos e pela experimentação, de onde se colhem dados que, em seguida, são logicamente organizados.

No tocante aos elementos químicos, até o final do século XVII, eram conhecidos apenas 14 elementos; um século depois, esse número se elevou para 33. Já no crepúsculo do século XIX, 83 elementos eram do conhecimento humano e, no vigésimo, essa cifra ultrapassou o número de 110.

Conforme o crescimento do número de elementos descobertos, tornou-se imperiosa a necessidade de organizá-los de forma coerente para facilitar os estudos. Em 1817, Johann Wolfang Dörbereiner, químico alemão, percebeu que em alguns grupos de três elementos com propriedades semelhantes, um deles sempre apresentava a média aritmética das massas atômicas dos outros dois. A partir daí, Böbereiner organizou grupos de três elementos que ficaram conhecidos como "a lei das tríades".

Vamos a alguns casos:

7Li
23Na
39K
média aritmética entre Lítio (massa atômica 7) e Potássio (massa atômica 39)
40Ca
88Sr
137Ba
média aritmética entre Cálcio (massa atômica 40) e Bário (massa atômica 137)

Essa foi a primeira tentativa de organizar os elementos então conhecidos, mas as tríades de Döbereiner não foram aceitas, pois abrangiam um número pequeno de elementos.

Em 1863, Alexandre de Chancourtois, cientista francês, fez outra classificação dos elementos então conhecidos, classificando-os numa ordem hierárquica crescente de suas massas atômicas.

O cientista tomou por base um cilindro e traçou uma curva Helicoidal, dividindo-o em dezesseis partes. Sobre a já referida curva dispôs os elementos, conforme, segundo já dissemos, a ordem crescente de suas massas atômicas.

Chancourtois demonstrou que os elementos químicos de propriedades semelhantes situavam-se nas verticais traçadas, como mostra a figura abaixo:

Esse agrupamento foi chamado de Parafuso Telúrico. A aceitação desse trabalho também foi pequena, devido a uma série de imperfeições, principalmente pelo fato de que algumas massas atômicas, na época, apresentavam valores errados.

Em 1863, Alexander Reina Newlands, químico inglês, usando uma ordem crescente de massas atômicas, organizou grupos de 7 elementos, ressaltando que as propriedades eram repetidas no oitavo elemento, daí ser sua periodicidade chamada de "lei das oitavas".

Newlands associou a "lei das oitavas" com a sequência das notas musicais de um piano. Essa classificação era cientificamente correta para todos os elementos até o cálcio, pois para outros, a teoria apresentava erros, novamente em razão de massas atômicas com valores equivocados. Dessa maneira muitos elementos foram classificados em locais errados e, além do mais, a teoria de Newlands deslocava outros para áreas impróprias e indevidas. Mesmo não sendo plenamente aceitas, as classificações de Chancourtois e Newlands deram sequência às pesquisas sobre os elementos químicos, daí sua importância para a história da ciência.

Em 1869, dois químicos, trabalhando independentemente, o russo Dimitri Ivanovitch Mendeleyev e o alemão Lothar Meyer, determinaram que as propriedades dos elementos decorriam de suas massas atômicas.

Por ser mais completa, a obra de Mendeleyev foi mais aceita.

Sua classificação consistia na disposição dos elementos num quadro com doze horizontais e oito verticais; os elementos nas horizontais obedeciam à ordem crescente de massa; por seu turno, os elementos que se encaixavam nas verticais apresentavam propriedades semelhantes entre si.

Abaixo temos um fac-símile do manuscrito de Mendeleyev:


Mendeleyev (1834 - 1907)



Nessa tabela, havia imperfeições; Mendeleyev as atribuía, com muita firmeza, a erros no cálculo das massas atômicas.

O cientista russo deixou alguns espaços vagos na sua tabela, justificando que esses locais eram reservados para o eventual ordenamento de elementos, na época, ainda desconhecidos, denominando-os de:

  • Eka-boro (abaixo do boro);
  • Eka-aluminio (abaixo do alumínio);
  • Eka-silício (abaixo do silício).

Demonstrando grande sagacidade científica, Mendeleyev definiu as propriedades deses elementos ainda desconhecidos.

A Tabela Periódica dos Elementos Químicos também tem uma história

A consagração de Mendeleyev

Suas previsões se mostraram corretas: em 1874, o Eka-alumínio foi descoberto por L. Boisbaudran, recebendo o nome de Gálio; cinco anos depois, Lars F. Nilson descobriu o Eka-boro, cuja denominação passou a ser de Escândio; finalmente, em 1886, Clemens Alexander Winkler descobriu o Eka-silício, elemento hoje denominado de Germânio.

Para melhor compreensão, observe os quadros colocados abaixo:

Algumas previsões de Mendeleyev para o Eka-alumínio propriedades determinadas para o Gálio
Massas atômicas
68
69,7
Densidade
5,9
5,94

Ponto de fusão

Baixo
30,15
Formação de Óxido
Ea2O3
Ga2O3

Deve-se ressaltar que foi o próprio Mendeleyev que demonstrou que o Gálio era o Eka-alumínio

Algumas previsões de Mendeleyev para o Eka-silicio propriedades determinadas para o Germânio
Massas atômicas
72
72,59
Volume atômico
13cm3
13,22

Densidade

5,5
5,47
Cor
Cinza
Cinza-claro

Todas as tabelas citadas até agora levavam somente em conta as massas atômicas, pois ainda não eram conhecidos os conceitos de prótons, nêutrons e elétrons. Em 1913, Henry G. J. Moseley, físico inglês, levando a efeito experiências com raios X, demonstrou que a carga do núcleo do átomo é o que caracteriza um elemento. Isto implica que é o número de prótons que determina as reações dos elementos. Por essa razão, o número de prótons é denominado número atômico (ou número do átomo).

Daí decorre a atual lei periódica.

As propriedades dos elementos químicos são funções periódicas do número atômico.

De acordo com essa lei, os elementos químicos estão dispostos na tabela periódica em ordem crescente de número atômico, tabela essa organizada de modo a deixar clara a relação entre as propriedades dos elementos e suas distribuições eletrônicas.

Deve-se ressaltar também que a ordem crescente de número atômico, com raríssimas exceções, corresponde a ordem crescente de massa.

Tabela Periódica atual

Pelo número atômico, facilmente identificamos sua localização na tabela periódica. Assim obtemos::

  • sua massa atômica;
  • sua distribuição eletrônica.

Em tabelas sofisticadas, encontramos:

  • ponto de fusão e ebulição;
  • densidade;
  • eletronegatividade;
  • potencial de ionização, etc.

Cada coluna vertical da tabela periódica agrupa uma família de elementos. Geralmente, aqueles que fazem parte da mesma família apresentam propriedades químicas muito semelhantes. Por meio da tabela periódica, tomamos conhecimento das propriedades químicas e físicas dos elementos, o que facilita os trabalhos de pesquisa e análise químicas.

Em resumo: a tabela periódica é o "dicionário da química", de onde retiramos importantes informações dos elementos para usá-las adequadamente, conforme os parâmetros da linguagem da ciência química, cujos propósitos básicos são a montagem de fórmulas e a elaboração e uso das equações químicas.

 


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