Aba

quarta-feira, 6 de fevereiro de 2019

Funcionária do Ano



Todos, em algum momento da vida, se questionam sobre a composição dos objetos ao seu redor: do que é feita a tela dos aparelhos celulares? O algodão das roupas? E o concreto das paredes? A resposta (ou parte dela, ao menos) é aprendida na escola: resumidamente, esses objetos são formados por uma combinação de átomos de um ou mais elementos dispostos na famosa Tabela Periódica.
Para falar a verdade esta tabela é uma ferramenta tão importante e influente para a ciência moderna (Química, Biologia, Física e outras áreas das ciências puras) que a Organização das Nações Unidas para a Educação, a Ciência e a Cultura (UNESCO) decidiu torná-la a “bola da vez” em 2019, proclamando este ano como o Ano Internacional da Tabela Periódica dos Elementos Químicos (cuja sigla em inglês é IYPT 2019).

Então, antes de navegar para outra página e tentar esquecer daquele(a) professor(a) de química insuportável que exigia a “decoreba” de todos elementos, famílias e propriedades para sua prova, que tal aprender mais sobre a história e os motivos que tornam esta tabela uma grande aliada de muitos cientistas por aí?   
A investigação de padrões nas propriedades dos elementos químicos não é algo novo e a primeira tentativa de tentar organizá-los partiu de Antoine Lavoisier em 1789, conhecido como o “pai da química moderna” por essa e muitas outras contribuições. Em seu livro “Tratado Elementar de Química”, Lavoisier classificou os 33 elementos até então conhecidos (incluindo a “luz” e o “calórico”, considerados na época substâncias materiais) de acordo com suas propriedades em gases, não metais, metais e terras.
Nas décadas seguintes, outros pesquisadores foram incentivados a estudar várias maneiras mais eficientes de organizar os elementos, muitas delas adotando como base a massa atômica. Por exemplo, na primeira metade do séc. XIX, o químico alemão Johann Döbereiner propôs o agrupamento dos elementos em grupos de três (denominados tríades de Döbereiner), nos quais os integrantes possuíam características químicas muito parecidas. O cientista mostrou, ainda, que, como na tríade do Lítio, Sódio e Potássio, as propriedades do elemento do meio poderiam ser previstas pelas propriedades dos outros dois.

Tríades de Döbereiner e previsão da massa atômica do sódio. Adaptado de: https://www.meta-synthesis.com/webbook/35_pt/pt_database.php?PT_id=6 (Acesso em 02 fev. 2019).

O problema desta proposta era o fato de muitos dos elementos conhecidos não estarem contidos em alguma tríade e, portanto, sua utilização não trazia grandes vantagens.
Por volta de 1860, o desenvolvimento científico-tecnológico permitiu, através de uma conferência realizada em Karlshure (Alemanha), a formulação de uma lista de massas atômicas muito mais precisa para os elementos, possibilitando o surgimento de novas maneiras de organização.
Como exemplo, tem-se o Parafuso Telúrico de Chancourtois, produzido pelo geólogo francês Alexandre Beguyer Chacourtois em 1862. Nesta representação, os elementos são colocados em ordem de massa atômica crescente em uma espiral desenhada ao redor de um cilindro de tal forma que uma volta completa representa um aumento de aproximadamente 16 unidades na massa atômica. Além disso, elementos com propriedades semelhantes estão dispostos em uma mesma vertical, por exemplo o Lítio (Li) e o Sódio (Na).
Perspectiva cilíndrica e plana do Parafuso Telúrico de Chacourtois simplificado. Disponível em: http://www.iejusa.com.br/cienciaetecnologia/quimica_outratabelas.php (Acesso em 02 fev. 2019).
Apesar de ter recebido pouca atenção devido à complexidade da representação cilíndrica e de não apresentar corretamente todas as semelhanças existentes entre os elementos, Chacourtois foi o primeiro a organizar um arranjo periódico no qual elementos parecidos quimicamente possuem uma diferença de massa atômica bem definida. 
Pouco tempo depois, o químico britânico John Newlands aplicou as ideias de Chacourtois para todos os 62 elementos conhecidos no momento, organizando-os por massa atômica e criando uma das primeiras tentativas de tabela com elementos.Newlands também notou que a química dos elementos tendia a ser semelhante quando a massa atômica se diferenciava em aproximadamente sete unidades e, assim, quebrou sua lista de elementos em grupos de sete, começando outra coluna a partir do oitavo elemento, o que comparou com oitavas da música (Oitavas de Newlands). Deste jeito, cada horizontal era composta por integrantes com características químicas semelhantes.
Oitavas de Newlands representadas em sua tabela. Adaptado de: http://chemistryzues.blogspot.com/p/periodic.html (acesso em 02 fev. 2019). 

Embora possua certa sofisticação, algumas falhas nesta apresentação podem ser apontadas: as propriedades do ferro não são parecidas com as do enxofre e as do oxigênio.Além disso, alguns elementos foram unidos em um mesmo espaço para que se mantivessem as semelhanças mencionadas acima. Tais motivos contribuíram para a forte crítica destinada ao cientista na época.
As contribuições de todas essas propostas, somadas a uma mente brilhante e obcecada, resultou na consagração de Dmitri Mendeleev em 1869 como o criador das bases da Tabela Periódica Moderna. Mendeleev entendia de uma maneira única que a periodicidade dos elementos possuía (e possui) consequências profundas para o desenvolvimento científico.
Organizando os elementos em ordem crescente da massa atômica e valência (ou número de ligações) Mendeleev percebeu um certo padrão: um não metal reativo era sempre seguido por um metal leve muito reativo e depois por um metal menos reativo. Além disso, os elementos parecidos, que antes eram colocados em uma mesma horizontal, passaram a ocupar uma coluna.
Usando esse Sistema Periódico e a massa atômica como base, o cientista, com a grande “sacada” de deixar espaços vazios em locais onde os elementos disponíveis não possuíam as mesmas características do grupo, não só organizou os 63 elementos conhecidos, como também fez previsões das propriedades de elementos que futuramente seriam descobertos e preencheriam esses vazios.
Ao longo do fim do séc. XIX e início do séc. XX a tabela contou com algumas modificações, tomando a forma que conhecemos hoje, sendo elas a descoberta e adição dos gases nobres em uma família nova, totalizando 8 famílias, e os estudos da estrutura atômica com aplicação do raio-X conduzidos por Henry Moseley, mostrando que os elementos seriam mais precisamente arranjados pela ordem crescente do número atômico (número de prótons). 
A Tabela Periódica é um instrumento tão útil pois garante ao pesquisador o poder da previsão: a partir das tendências dos elementos em propriedades como a eletronegatividade, afinidade eletrônica densidade atômica e temperatura de fusão e ebulição é possível teorizar com grande precisão a respeito do comportamento cinético e físico-químico das substâncias. Isso auxilia a solucionar problemas de interesse geral, como a temperatura de síntese de um catalisador, a velocidade de consumo da camada de ozônio, se uma substância é um bom condutor, entre muitos outros.
Esta história se iniciou há mais de dois séculos e ainda está longe de acabar, visto que os novos elementos “descobertos” (sintetizados), principalmente aqueles com número atômico superior a 113, apresentam propriedades diferentes daquelas esperadas pela periodicidade. Assim, o desafio futuro é formular e desenvolver novas ideias de tabelas que melhor se adequem às necessidades científicas do momento.

Veja mais em:
Site oficial do IYPT 2019 (em inglês):  https://www.iypt2019.org/ 
História da tabela periódica no site da Sociedade Real de Química (em inglês): http://www.rsc.org/periodic-table/history/about
Parafuso telúrico de Chancourtois (em português): http://www.laifi.com/laifi.php?id_laifi=628&idC=6120# 
Vídeo sobre a tabela periódica (legendado em português): https://www.youtube.com/watch?v=0RRVV4Diomg
Texto sobre tabela periódica publicado na Scientific American (em inglês): https://www.scientificamerican.com/article/cracks-in-the-periodic-table/

Sobre o autor:

Matheus Salgado D.N.Saula é estudante de Graduação em Química pelo Instituto de Química da Universidade de São Paulo (IQ-USP). Realiza pesquisa sobre materiais com luminescência persistente no Laboratório dos Elementos do Bloco-f (Leb-f).

Compartilhar:
←  Anterior Proxima  → Inicio

2 comentários:

  1. Bem legal. A tabela periodica mudou a percepção das coisas e suas interações. Ótimo texto. Parabéns!!!

    ResponderExcluir
    Respostas
    1. Obrigado por seguir nossa página! Mérito do texto todo para Matheus Salgado;)

      Excluir

Seja um colaborador!

Postagens populares

Total de visualizações

Seguidores

Tecnologia do Blogger.