Mendeleiev

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Referência : Maia, R. G., (2019) Mendeleiev, Rev. Ciência Elem., V7(1):014
Autora: Raquel Gonçalves-Maia
Editor: José Ferreira Gomes
DOI: [http://doi.org/10.24927/rce2019.014]
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Dmitri Mendeleiev, ao escrever o livro de texto “Os Princípios de Química”, auxiliar precioso para as suas aulas, imprimiu-lhe uma planeamento metodológico. O livro foi publicado em 1869. Numa única página, o mestre esquematizou o seu sistema organizacional. Tomou o nome de “Tabela Periódica” e, em permanente renovação, tem vindo a guiar-nos há 150 anos. No entanto, o sistema periódico não foi fruto de uma revolução, antes de um processo de evolução gradual. A diferença reside na dimensão, maturidade e formato explícito do trabalho de Mendeleiev. Dedicou-se à pormenorizada elaboração da Tabela, à defesa do valor da lei periódica e à sua internacionalização; não sem alguns sobressaltos que as terras raras e os gases nobres lhe aportaram.


No primeiro Congresso de Química – 1860

A Humanidade levou muito tempo a chegar aos Elementos. Entre a Terra, a Água, o Ar e o Fogo de Empédocles, os 12 signos do Zodíaco, os sólidos platónicos e a “quinta-essência” aristotélica, por um lado, e a lista das 33 “substâncias simples” de Antoine Lavoisier (1743-1794), por outro, decorreram muitos séculos; e, mesmo assim, pelo menos duas das “substâncias simples” de Lavoisier não eram materiais, ou melhor, só o eram “potencialmente”: a “luz” e o “calor”. Estamos em 1789.

Depois, a evolução foi bem mais rápida, mas com alguma perturbação pelo caminho. Um caso típico e muito influente é o do “peso atómico”[1]. Seria o “peso atómico” do oxigénio 8 ou 16? Seria a fórmula da água HO ou H2O? Ao ácido acético chegaram a ser atribuídas 19 fórmulas diferentes, contadas estas por August Kekulé (1829-1896). Amedeu Avogadro (1776-1856) apresentou a solução em 1811. A conhecida “Hipótese de Avogadro” diz o seguinte: Volumes iguais de qualquer gás, à mesma temperatura e pressão, contêm o mesmo número de partículas. Não foi entendido, parecia que um “átomo” podia ter mais do que um átomo.

Os químicos andavam desorientados e pediram um congresso. O primeiro Congresso de Química teve lugar em Karlsruhe (Alemanha) em 1860. Finalmente, clarificou-se a noção de átomo e a noção de molécula, todos ouviram o jovem químico italiano Stanislao Cannizaro (1826-1910) explicar a Hipótese de Avogadro. A partir daqui, vai ser possível estabelecer uma tabela credível, e única, de “pesos atómicos” dos elementos.

Em Karlsruhe estavam outros jovens: William Odling (1829-1921), britânico, 31 anos, Julius Lothar Meyer (1830-1895), alemão, 30 anos, e Dmitri Ivanovitch Mendeleiev (1834-1907), russo, 26 anos.


Na senda do sistema periódico

Quem reconheceu pela primeira vez que as propriedades dos elementos químicos podiam ser função dos seus “pesos atómicos” foi o geólogo francês Alexandre-Émile Béguyer de Chancourtois (1820-1886). Em 1862, representou os elementos ao longo de uma espiral inscrita num cilindro – o “parafuso telúrico” (Tellus significa terra em latim) – de tal modo que a periodicidade das suas propriedades era visível em elementos colocados em geratrizes do cilindro: Li e Na numa, Mg, Ca, Fe, Sr e Ba noutra, por exemplo; não separava os elementos de transição. Talvez por ser geólogo e não publicar em revistas tradicionalmente de química, não esteve em Karlsruhe e o seu trabalho não foi atempadamente reconhecido.

Em 1863 e anos seguintes, o químico britânico John Newlands (1837-1898) agrupou os elementos numa tabela, atendendo à analogia das suas propriedades e em sucessão dos seus “pesos atómicos”. Foi o primeiro a trocar a posição dos elementos iodo e telúrio e a propor uma lei periódica, com um período de 8 elementos. Chamou-lhe “Lei das Oitavas”. Comparou elementos químicos e notas de música e os químicos insurgiram-se ainda antes de compreenderem a inovação que ele trazia. Newlands não detinha um posto académico, nem estivera em Karlsruhe.

O seu compatriota William Odling, a quem já fizemos referência, era um químico distinto e estivera em Karlsruhe. Ao mesmo tempo, mas de forma porventura independente de Newlands, alinhou os elementos pelo “peso atómico” e reconheceu a periodicidade das propriedades químicas – a repetição ocorria com um período de 16 unidades no “peso atómico”. A distinção entre “átomo” e “molécula” fazia toda a diferença. Nas suas considerações de semelhança, Odling sentiu necessidade de separar alguns elementos – principalmente metais de transição – do conjunto fundamental; de forma implícita, antecipava a existência de subgrupos, o que terá o seu desenvolvimento com Mendeleiev.

Em 1864, o professor alemão Julius Lothar Meyer publicou um livro de texto onde inseriu uma tabela com 28 elementos, alinhados de acordo com o aumento dos seus “pesos atómicos”. Tinham-se passado quatro anos sobre a conferência de Karlsruhe, onde, disse-nos ele, “todas as minhas dúvidas desapareceram”. São claras as relações dos elementos na horizontal. Faltam ainda 5 anos para Mendeleiev fazer o mesmo. Quando, em 1868, Lothar Meyer preparou uma segunda edição do seu livro, expandiu a tabela de forma a incluir mais 24 elementos, novas famílias e entradas para eventuais novos elementos. A tabela não foi então publicada; desconhece-se a razão. Só em 1895, após a morte de Lothar Meyer, um seu colega finalmente a publicou. Tarde demais.

Em março de 1869, Mendeleiev após terminar o seu livro “Os Princípios de Química[2], onde apresenta a sua primeira Tabela Periódica (FIGURA 1), expôs em sessão da Sociedade Russa de Química, as suas ideias sobre a classificação periódica dos elementos: “Os elementos, se organizados de acordo com os seus “pesos atómicos”, exibem uma evidente periodicidade de propriedades”. E continuou, referindo a disposição em acordo com as valências, os elementos cujos “pesos atómicos” estariam erradamente determinados (iodo e telúrio, para os quais inverteu a posição na Tabela, por exemplo) e elementos desconhecidos que “devemos esperar que sejam descobertos”; para estes, avançou valores de “peso atómico” e propriedades características.


FIGURA 1. Dmitri Mendeleiev e a Tabela Periódica original (1869).

Ainda em março de 1869, enviou 200 cópias da sua Tabela Periódica, que ele mandara imprimir, para químicos de renome na Rússia e no resto da Europa [3], [4], [5], [6].


O sucesso de Mendeleiev

Em 1889 Mendeleiev foi convidado pela Chemical Society britânica a fazer uma Faraday Lecture em Londres[7] – uma grande honra. Era, então, o incontestável vencedor da aventura denominada “Tabela Periódica”. Na sua persistente luta pela prioridade, deixara todos os adversários para trás. Mas, pergunta-se, o que fez Mendeleiev que os outros não tivessem já feito? A lei periódica pode ser atribuída a Chancourtois; Newlands e Lothar Meyer trocaram a posição de elementos na Tabela antes de Mendeleiev; Lothar Meyer, embora timidamente, fez previsões de elementos por descobrir; Odling e Lothar Meyer também propuseram a separação dos elementos de transição... A diferença reside em que o trabalho de Mendeleiev engloba todos estes aspetos e a sua versão foi, de longe, a que maior impacte teve na comunidade científica, fruto da sua acérrima e criteriosa divulgação; e, sem dúvida, no facto de três elementos “que antes dela eram inacessíveis à visão química” terem sido descobertos em tempo de sua vida: o gálio, o germânio e o escândio, que ele denominara eka-alumínio, eka-silício e eka-boro, respetivamente (eka significa “análogo a”). O gálio foi descoberto pelo químico francês Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran (1838-1912), em 1875, o germânio pelo alemão Clemens Alexander Winkler (1838-1904), em 1886, e o escândio pelo sueco Lars Fredrik Nilson (1840-1899), em 1879.

Outros “elementos” cuja existência foi prevista por Mendeleiev nunca foram encontrados. E muitos foram os elementos que vieram a ser descobertos de que ninguém suspeitava a existência. Terras raras em profusão e um novo grupo, os gases nobres ou raros. Onde acomodá-los? Depois de um período de negação e desânimo, veio a sua introdução lógica entre os halogéneos e os alcalinos ou, por outras palavras, numa nova coluna à direita na Tabela. Esta foi a sugestão de Ramsay que Mendeleiev acabou por aceitar respondendo-lhe, em 1902, que essa colocação era uma “gloriosa confirmação da aplicabilidade geral da lei periódica“.

É justo reconhecer que Mendeleiev foi mais longe do que os demais. A “essência da prioridade” está subjacente às suas próprias palavras: “Essa pessoa é justamente considerada como a criadora de uma ideia científica particular que se apercebe não apenas do seu aspeto filosófico, mas do seu aspeto real, e que entende de modo a ilustrar a temática, para que todos se possam convencer da sua verdade. Só então a ideia em si, como matéria, se torna indestrutível[8].

Referências

  1. Mendeleev on the Periodic Law – Selected Writings, 1869-1905; Jensen, W. B., sel. e ed., Dover Publications, Inc., New York, 2002.
  2. Mendeleev, D. I., Osnovyi khinii, Vols. 1 e 2, Obshchestvennaia pol’za: St. Petersburg, 1868-1871, em ref. 3.
  3. Mendeleev on the Periodic Law – Selected Writings, 1869-1905; Jensen, W. B., sel. e ed., Dover Publications, Inc., New York, 2002.
  4. Scerri, E. R., The Periodic Table: Its Story and Its Significance. Oxford University Press, New York, 2007.
  5. Strathern, P., Mendeleyev’s Dream. The Quest for the Elements. Thomas Dunne Books, New York, 2000.
  6. Van Spronsen, J. W., The Periodic System of Chemical Elements. A History of the First Hundred Years, Elsevier, New York, 1969.
  7. Mendeleev’s Faraday Lecture. The Periodic Classification of the Chemical Elements.
  8. Mendeleev, D. I., Osnovyi khinii, Vols. 1 e 2, Obshchestvennaia pol’za: St. Petersburg, 1868-1871, em ref. 3.


Criada em 13 de Fevereiro de 2019
Revista em 14 de Fevereiro de 2019
Aceite pelo editor em 12 de Março de 2019