quinta-feira, 14 de agosto de 2008

As propostas de organização dos elementos de uma tabela.

1829 Lei das Tríades de Döbereiner

1863 Parafuso telúrico de Chancourtois

1864 Lei das oitavas de Newlands

1869 Lei periódica de Mendeleev e Lothar Meyer.

1913 Lei de Moseley: conceito atual de número atômico.

Lothar meyer e as Curvas

Relacionou o volume atômico com o número atômico dos elementos.

Em 1864 Lothar Meyer, químico alemão, estudou a relação existente entre o volume atômico dos elementos e as respectivas massas. Ele representou graficamente o volume atômico em função da massa atômica relativa.

Se repararmos, o lítio, sódio e potássio correspondem aos pontos mais altos da curva, assim como o rubídio e o césio, todos eles pertencem à mesma família. Foi fácil "construir" esta família, mas para formar outros grupos foi um pouco mais complicado uma vez que era mais difícil relacionar a sua posição relativa.

Da curva de Lothar Meyer foi possível chegar a uma classificação periódica dos elementos que tinham propriedades semelhantes.
A curva demonstra que existe uma relação entre o volume atômico e a massa atômica relativa.

Dimitri Ivanovitch Mendeleev, um químico russo que trabalhava em conjunto com Lothar Meyer publicou em 1869 o seu trabalho. Mendeleev começou por estudar com especial cuidado os elementos constituintes de substâncias que se nos deparam no nosso dia-a-dia, como a água, os compostos orgânicos e o sal (cloreto de sódio).

Continuou o seu trabalho convencido de que todas as substâncias puras existentes, elementares ou compostas, eram formadas de diferentes modos, a partir das diversas classes de átomos — os elementos químicos — resultando daí propriedades específicas para essas substâncias.

Pela análise cuidadosa, descobriu as propriedades de alguns elementos mais comuns na Natureza (hidrogênio, carbono, azoto, oxigênio, cloro, etc.), e anotou-as em cartões, um para cada elemento. Procurou, depois, dispor esses cartões de várias maneiras, de modo a encontrar a melhor forma de classificá-los.

E, aí, fez-se luz no seu espírito!

Os elementos ordenados segundo o valor do seu peso atômico apresentavam uma periodicidade nas suas propriedades! Eles deveriam, pois, ser arrumados de modo a que esta periodicidade fosse visível. Mendeleev tinha feito o mesmo que Newlands, mas com duas grandes diferenças:
• Mendeleev assumiu que a posição relativa de alguns elementos deveria ser alterada. Assim, por exemplo, o telúrio deveria ser colocado antes do iodo, embora a sua massa atômica relativa seja 127,60 e a do iodo seja 126,90. Assinalou também as inversões de outros pares de elementos como o árgon e o potássio, cobalto e níquel e tório e protactínio.
• Quando Mendeleev elaborou o seu quadro periódico alguns elementos ainda estavam por descobrir, pelo que deixou alguns espaços em branco.
A genialidade e ousadia de Mendeleev tornaram-se evidentes por ter previsto a existência de elementos então desconhecidos baseando-se na sua classificação.

Mendeleev deixou alguns espaços vazios na sua tabela para elementos como o ekaboro, o eka-alumínio e o eka-silício, que foram descobertos posteriormente e que se conhecem, atualmente, com os nomes de escândio, gálio e germânio, respectivamente.

Exemplo: No caso do germânio, Mendeleev previu uma massa atômica de 72 quando experimentalmente se verificou que é de 72,6 e uma densidade de 5,5 quando experimentalmente é de 5,47. Na tabela que construiu, Mendeleev associou os elementos de tal modo que:
• Os que constituem um grupo eram dotados de comportamento químico semelhante;
• Havia um diferencial gradual nas propriedades reveladas pelos elementos dos vários grupos, sendo o sódio e o cloro os que mais se afastavam entre si pelos valores que apresentavam para essas propriedades;
• Percorrendo a sua tabela, de elemento para elemento, por ordem crescente de massas atômicas, iam-se encontrando periodicamente os elementos de um mesmo grupo.
Daí a designação de Tabela Periódica dos Elementos.

O sistema periódico de Mendeleev obteve um grande êxito e é uma ferramenta imprescindível para os químicos atuais. Não obstante, esta classificação periódica não está isenta de defeitos. Assim, por exemplo, existem discrepâncias ao ordenar os elementos atendendo às suas massas atômicas. Também não é fácil encontrar uma única ligação para o hidrogênio dado que as suas propriedades são muito peculiares. Existe ainda uma separação nítida entre metais e não-metais, especialmente nos grupos centrais do sistema periódico.

Depois de tudo isto, em 1913, o cientista britânico Henry Moseley descobriu o número atômico.

John Newlands e as oitavas

Propôs em 1863 a Lei das oitavas na qual oselementos se agrupavam em oitotal como acontece na escala musical.

Antes de se propor uma nova classificação, era necessário descobrir as massas atômicas relativas dos vários elementos que eram conhecidos.

Em 1864, Newlands ordenou os elementos então conhecidos por ordem crescente de massas atômicas relativas. Newlands verificou que se considerasse J. A. R. Newlands, uma classificação baseada na massa atômica relativa, um dado elemento (por exemplo, o lítio) apresentava propriedades semelhantes ao oitavo elemento a contar a partir dele (isto é, o sódio). A esta relação Newlands chamou a Lei das Oitavas, que dizia ser uma espécie de repetição tal como ocorre com as oitavas da escala musical.

Apesar de ter sido ridicularizado pela Sociedade de Química de Londres, Newlands sugere, com a Lei das Oitavas, uma classificação sistemática onde surge pela primeira vez o princípio envolvido na atual classificação dos elementos.

Mas Newlands viu que a sua lei apenas funcionava corretamente para as duas primeiras oitavas, na terceira e nas seguintes não se verificava. Foram encontrados então dois grandes erros:
• em algumas colunas onde se encontram elementos com propriedades semelhantes, há elementos que não deveriam pertencer a essa coluna — por exemplo, os metais cobalto e níquel que se encontram entre o cloro e o bromo. Esta foi uma das razões para que a classificação de Newlands não fosse aceite.
Mas existe ainda mais um erro:
• O telúrio (Te) foi colocado antes do iodo, mas a sua massa atômica relativa é maior.

A História da Tabela Periódica

Um pré-requisito necessário para construção da tabela periódica, foi a descoberta individual dos elementos químicos. Embora os elementos, tais como ouro (Au), prata (Ag), estanho (Sn), cobre (Cu), chumbo (Pb) e mercúrio (Hg) fossem conhecidos desde a antiguidade. A primeira descoberta científica de um elemento, ocorreu em 1669, quando o alquimista Henning Brand descobriu o fósforo.Durante os 200 anos seguintes, um grande volume de conhecimento relativo às propriedades dos elementos e seus compostos, foram adquiridos pelos químicos. Com o aumento do número de elementos descobertos, os cientistas iniciaram a investigação de modelos para reconhecer as propriedades e desenvolver esquemas de classificação.A primeira classificação, foi a divisão dos elementos em metais e não-metais. Isso possibilitou a antecipação das propriedades de outros elementos, determinando assim, se seriam ou não metálicos.