História da tabela periódica dos elementos

POR Pedro Coelho

Publicado: quarta-feira, 22 de julho de 2015

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A tabela periódica dos elementos é um arranjo dos elementos químicos, que é organizado com base nos números atômicos, configuração eletrônica e propriedades dos elementos químicos, em que são apresentados em ordem crescente de números atômicos. A forma padrão da tabela periódica consiste, basicamente, em uma grade com linhas denominadas de períodos e colunas, denominadas de grupos.

Tabela periódica do engquimicasantossp

Começo da história da tabela periódica

O começo da história do desenvolvimento de uma tabela periódica se deu no século 18, quando entre 1817 e 1829, um cientista alemão chamado Johann Wolfgang Döbereiner apresentou a lei das tríades, em que cada uma das tríades era um grupo de três elementos, cuja aparência e as reações dos elementos de uma tríade eram semelhantes entre si.

Retrato de Johann Wolfgang Döbereiner

Döbereiner foi o primeiro a acreditar em uma relação de semelhanças entre os elementos químicos, com isso, ele acabou construindo talvez o primeiro esboço de uma Tabela Periódica. As tríades foram às primeiras classificações atômicas de peso dos elementos.

Na tabela abaixo, mostramos alguns exemplos de tríades, com os seguintes grupos de elementos (cloro, bromo e iodo), (lítio, sódio e potássio), (enxofre, selênio e telúrio) e (cálcio, estrôncio e bário), e suas respectivas massas atômicas da época:

Compostos	Massa atômica	Compostos	Massa atômica
Cloro	35,5	Lítio	7
Bromo	80	Sódio	23
Iodo	127	Potássio	39

Compostos	Massa atômica	Compostos	Massa atômica
Enxofre	32	Cálcio	40
Selênio	79	Estrôncio	88
Telúrio	128	Bário	137

Comparando algumas das tríades de Döbereiner, notamos que os elementos químicos centrais, como o bromo na primeira e o selênio na segunda, apresentam uma massa atômica que se aproxima do valor médio daquela dos elementos que o antecedem e que o sucedem, o que deveria conferir a todo o grupo semelhanças em suas propriedades experimentais.

Elaboração do que seria primeira tabela periódica

Em 1862, o geólogo e mineralogista francês Alexandre Émile Béguyer de Chancourtois, observando a periodicidade das propriedades físicas e químicas dos elementos, publicou uma classificação de elementos químicos, criando um sistema de organização inteiramente funcional e único. Nessa publicação, Chancourtois propôs uma classificação baseada nos valores de massa atômica obtidos pelo químico italiano Stanislao Cannizzaro em 1858.

Foto de Alexandre Émile Béguyer de Chancourtois

Nesse trabalho, Chancourtois elaborou um gráfico espiral que foi arranjado em um cilindro, o qual ele chamou de “Vis Tellurique”, ou hélice telúrica, pois, o telúrio era o elemento do meio do gráfico. Chancourtois ainda ordenou os elementos em ordem crescente de peso atômico e com elementos semelhantes alinhados verticalmente (O gráfico de Chancourtois ficou posteriormente conhecido com parafuso telúrico).

No gráfico, Chancourtois plotou as massas atômicas sobre a superfície de um cilindro com uma circunferência de 16 unidades, o peso aproximado de um átomo de oxigênio. A curva helicoidal resultante, que Chancourtois chamou de círculo quadrado triângulo, trouxe elementos semelhantes em pontos correspondentes acima ou abaixo de outro ponto sobre o cilindro.

Assim, ele sugeriu que "as propriedades dos elementos são as propriedades dos números". Chancourtois foi o primeiro cientista a ver a periodicidade dos elementos, quando eles foram dispostos em ordem de seus pesos atômicos. Ele viu que os elementos semelhantes ocorrem em intervalos regulares de peso atômico.

Apesar de sua publicação ter atraído pouca atenção dos químicos em todo o mundo, ele apresentou o papel para a Academia Francesa de Ciências, que publicou em Rendus, um jornal acadêmico da época, porém, o diagrama original de Chancourtois acabou sendo deixado de fora da publicação, fazendo com que publicação ficasse difícil de entender. Além disso, a tabela não funcionava para todos os compostos conhecidos até então.

Organização original de elementos químicos de Chancourtois

A lei das oitavas de Newlands

Em 1864, o cientista inglês John Alexander Reina Newlands propôs uma lei que ele denominou de “lei das oitavas”. Nessa proposta, ele fez um arranjo com todos os elementos químicos conhecidos até então, e os colocou em uma tabela de ordem de massa atômica relativa. Quando ele fez isso, ele descobriu que cada elemento era semelhante ao elemento de oito posições mais à frente.

Foto de John Alexander Reina Newlands

Por exemplo, a partir de Li, Be é o segundo elemento, B é o terceiro e Na é o oitavo elemento, conforme podemos ver em uma parte da tabela de Newlands mostrada abaixo.

Parte da tabela de Newlands

H	Li	Be	B	C	N	O
F	Na	Mg	Al	Si	P	S
Cl	K	Ca	Cr	Ti	Mn	Fe

No entanto, este padrão de repetição teve alguns problemas. Por exemplo, ele pôs o ferro no mesmo grupo com o oxigênio e o enxofre, que são dois elementos não metálicos. Como resultado, sua tabela não foi aceita por outros cientistas.

Os pais da tabela periódica

Os químicos Julius Lothar Meyer e Dmitri Ivanovich Mendeleev são considerados os pais da tabela periódica pelos historiadores, mas, no entanto, devido à previsão precisa de Mendeleev sobre as qualidades dos elementos desconhecidos, isso lhe permitiu ter a maior parte desse crédito.

Trabalhos de Julius Lothar Meyer

Em 1864, o químico alemão Julius Lothar Meyer publicou o seu livro “Die Modernen Theorien der Chemie” (em português, As Teorias Modernas da Química), que continha os princípios fundamentais da ciência da química e um esquema preliminar da tabela periódica.

Foto de Julius Lothar Meyer

A tabela periódica de Meyer tinha apenas vinte e oito elementos, que não foram classificados por peso atômico, mas por valência, e ele não previu a descoberta de novos elementos e nem a futura correção de pesos atômicos, que poderia haver futuramente.

Em 1868, Meyer elaborou uma tabela periódica estendida que ele deu a um colega para avaliação. Infelizmente, essa tabela acabou sendo publicada meses após a publicação da tabela de Mendeleev. Por isso, vários historiadores não reconhecem Meyer com um dos pais da tabela periódica, pois a tabela que foi publicada era parecida com a de Mendeleev.

Trabalho de Dmitri Ivanovich Mendeleev

Em março de 1869, o químico russo Dmitri Ivanovich Mendeleev apresentou a sua tabela periódica em uma publicação. Nessa tabela, ele organizou os elementos conhecidos em ordem de suas massas atômicas, e aprimorou de forma que sua tabela virasse um sucesso.

Retrato de Dmitri Ivanovich Mendeleev

Mendeleev percebeu que as propriedades físicas e químicas dos elementos estavam relacionadas com sua massa atômica de forma "periódica", e organizou os elementos em grupos com propriedades similares nas colunas verticais de sua tabela.

Abaixo, parte da Tabela Periódica de Mendeleev:

Linha	Grupo I	Grupo II	Grupo III	Grupo IV	Grupo V	Grupo VI	Grupo VII	Grupo VIII
1	H
2	Li	Be	B	C	N	O	F
3	Na	Mg	Al	Si	P	S	Cl
4	K	Ca	?	Ti	V	Cr	Mn	Fe, Co, Ni, Cu

Nesse método de organização de Mendeleev havia algumas lacunas nas linhas horizontais, pois Mendeleev atribuía essas lacunas a elementos que ainda não tinham sido descobertos até então.

Ele também foi capaz de estimar a massa atômica dos elementos faltantes, assim prevendo suas propriedades, e quando esses elementos foram descobertos, Mendeleev acabou acertando suas previsões. Por exemplo, ele previu as propriedades de um elemento desconhecido que deveria estar abaixo do alumínio na tabela; quando descobriram este elemento em 1875, chamaram-no de gálio, e descobriram que as propriedades do elemento batiam com as propriedades previstas por Mendeleev para aquele elemento.

Dois outros elementos também previstos foram descobertos mais tarde, dando mais crédito para a Tabela Periódica de Mendeleev.

A tabela de William Odling

Em 1864, o químico inglês William Odling elaborou uma tabela periódica que era bem semelhante à tabela de Mendeleev. Nessa tabela, Odling conseguiu superar o problema telúrio-iodo e ainda conseguiu obter tálio, chumbo, mercúrio e platina para os grupos de direita, sendo isso algo que Mendeleev não havia conseguido fazer na sua primeira tentativa ao elaborar a sua tabela.

Foto de William Odling

No entanto, Odling não conseguiu alcançar o reconhecimento, embora as suspeitas dele, como secretário da Sociedade Química de Londres, foram fundamentais para desacreditar o trabalho da Tabela de Newlands.

A tabela periódica moderna

A Tabela Periódica de Mendeleev necessitava de uma importante modificação antes de se tornar a tabela periódica moderna, o uso do numero atômico para ordenar os elementos químicos.

Pois, todos os átomos do mesmo elemento contêm o mesmo número de partículas, chamados de prótons, e isso é chamado de número atômico de elemento.

Mendeleev em sua tabela havia colocado os elementos químicos em ordem de suas massas atômicas relativas, e isso lhe rendeu alguns problemas. Por exemplo, o iodo tem uma massa atômica relativa menor do que a do telúrio, logo o iodo deveria ser colocado antes do telúrio na tabela de Mendeleev. Mas com intuito de obter iodo no mesmo grupo como outros elementos com propriedades similares, tais como flúor, cloro e bromo, ele teria que colocá-lo depois do telúrio, assim quebrando suas próprias regras.

Foto de Henry Gwyn Jeffreys Moseley

Visando corrigir o problema da tabela de Mendeleev, em 1913, o químico Henry Gwyn Jeffreys Moseley foi o primeiro a propor o uso do número atômico, ao invés da massa atômica, para organizar a tabela periódica, e com isso, ele conseguiu resolver anomalias como a do iodo, que tem número atômico maior do que o do telúrio, mas Moseley não entendia porque Mendeleev havia colocado o iodo antes do telúrio.

Descoberta dos elementos transurânicos

A descoberta dos compostos da série de actinídeos da tabela periódica permitiu que o químico estadunidense Glenn Theodore Seaborg conseguisse redesenhar a tabela periódica na forma em que hoje conhecemos.

Tanto os lantanídeos quanto os actinídeos da série de elementos transurânicos foram colocados abaixo do resto dos elementos. No entanto, estes elementos tecnicamente deviam ser colocados entre os metais terrosos alcalinos e os metais de transição, mas como isso acabaria tornando a tabela periódica muito ampla, logo, os lantanídeos e actinídeos acabaram sendo colocados abaixo do resto dos elementos.

Foto de Glenn Theodore Seaborg

Referências

• http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/science/edexcel_pre_2011/patterns/periodictablerev4.shtml (acessado em 11/07/2015 as 17:05)
• https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_the_periodic_table ( acessado em 11/07/2015 as 17:43)
• http://www.bpc.edu/mathscience/chemistry/history_of_the_periodic_table.html (acessado em 13/07/2015 as 17:27)
• http://global.britannica.com/science/triad-chemistry (acessado em 13/07/2015 as 18:08)
• http://www.infoescola.com/quimica/lei-periodica-as-triades-de-dobereiner/ (acessado em 13/07/2015 as 18:15)
• https://en.wikipedia.org/wiki/Alexandre-%C3%89mile_B%C3%A9guyer_de_Chancourtois (acessado em 13/07/2015 as 20:46)
• http://global.britannica.com/biography/Lothar-Meyer (acessado em 14/07/2015 as 00:23)

Sobre o autor

Olá meu nome é Pedro Coelho, eu sou engenheiro químico, engenheiro de segurança do trabalho e Green Belt em Lean Six Sigma. Além disso, também sou estudante de engenharia civil, e em parte de minhas horas vagas me dedico a escrever artigos aqui no ENGQUIMICASANTOSSP, para ajudar estudantes de Engenharia Química e de áreas correlatas. Se você está curtindo essa postagem, siga-nos através de nossas paginas nas redes sociais e compartilhe com seus amigos para eles curtirem também :)