Histórico da Classificação dos Elementos

Os cientistas não tinham tantas informações sobre a estrutura da matéria como temos hoje. Porém, já conheciam as propriedades físicas e químicas de diversas substâncias. Esses conhecimentos foram a base de várias propostas de classificação dos elementos químicos apresentadas durante a segunda metade do século XIX.

Berzelius foi o autor de uma das primeiras propostas. Ele baseou – se nas propriedades físicas das substâncias e sugeriu a classificação dos elementos químicos em dois grupos: metais e metalóides. Diversas outras classificações foram desenvolvidas ao longo do tempo.

Desses vários trabalhos, dois serviram de base para a elaboração da tabela que utilizamos hoje: o do químico siberiano Dimitri Ivanovich Mendeleev (1834 – 1907) e o do químico alemão Julius Lothar Meyer (1830 – 1895). Eles desenvolveram seus estudos na mesma época, mas sem que um soubesse do outro.

A lei periódica de Mendeleev – Meyer

Em seus estudos, Mendeleev analisou a composição das substâncias, ou seja, quantos átomos de cada elemento químico formavam seus constituintes. Comparou também esses dados com as propriedades químicas apresentadas por essas substâncias. A partir dos dados obtidos, Mendeleev buscou encontrar uma regularidade entre os diversos trabalhos já existentes sobre classificação dos elementos químicos e propôs uma nova forma de classificação, baseada nas propriedades das substâncias simples dos elementos químicos.

Uma das primeiras conclusões de seus estudos foi: se os elementos químicos estiverem ordenados de acordo com seus pesos atômicos, suas propriedades seguirão uma periodicidade. Quer dizer, após um determinado número de elementos, os que se seguem repetem as propriedades dos primeiros. A partir dessa descoberta, Mendeleev propôs uma lei que ficou conhecida como Lei Periódica dos Elementos Químicos, que afirma: “ As propriedades das substâncias dos elementos se apresentam em função de seus pesos atômicos”.

Baseado nessa lei e nos demais estudos que desenvolvera, Mendeleev propôs, em 1869, uma classificação dos elementos químicos, que resultaria na hoje famosíssima tabela periódica.

Estudos semelhantes foram desenvolvidos independente e simultaneamente pelo alemão Lothar Meyer. Em 1869, ele publicou o livro intitulado Modernas teorias da Química, no qual apresentava relações entre as massas das substâncias simples dos elementos químicos e suas propriedades físicas, propondo uma classificação parecida com à de Mendeleev.

Em 1870, Meyer publicou um trabalho no qual reconhece a proposta de Mendeleev e propõe algumas correções. Meyer baseou-se principalmente em propriedades físicas, enquanto Mendeleev, em propriedades químicas de óxidos e de substâncias simples. Apesar de algumas divergências, os dois cientistas reconheciam e respeitavam o trabalho um do outro. Embora Mendeleev tenha alcançado maior prestígio, ambos foram reconhecidos pela comunidade científica. Assim, a lei periódica é considerada de Mendeleev – Meyer.

Embora as tabelas de Mendeleev e Meyer contivessem algumas imperfeições, como a inversão de alguns elementos, e não previssem a colocação dos lantanídeos, actinídeos e gases nobres, elas foram fundamentais para o desenvolvimento da tabela periódica moderna, a qual é uma derivação de outras propostas que surgiram a partir da tabela original desses dois cientistas.

Espaços vazios: os elementos não descobertos

Ao organizar os elementos, considerando a ordem crescente de peso atômico e as propriedades químicas de suas substâncias, Mendeleev observou que em sua tabela existiam espaços vazios. Deduziu, então, que eles deveriam pertencer a elementos químicos ainda não descobertos. E, pela análise das informações sobre os elementos já conhecidos, pôde até prever as propriedades de três ainda não descobertos, aos quais deu os seguintes nomes: ecalumínio (gálio, descoberto em 1875), ecaboro (escândio, descoberto em 1879) e ecassilício (germânio, descoberto em 1886).

Seguindo a previsão das propriedades dos átomos e das substâncias desses elementos, os químicos puderam depois identificá-los e obter dados próximos dos previstos por Mendeleev. Além desses, muitos outros elementos foram descobertos posteriormente. Dentre eles, estão os gases nobres – hélio em 1895, argônio em 1894 e neônio em 1898 -, descobertos pelo químico escocês Willian Ramsay (1852 – 1916).

Colocando os elementos em uma nova ordem: a lei de Moseley

No século XIX, quando Mendeleev propôs a sua classificação periódica, os estudos estabeleciam a relação entre propriedades das substâncias simples e suas massas. No entanto, no século XX, com o surgimento de novos modelos para explicar a estrutura dos átomos, pôde-se constatar que as propriedades das substâncias estão relancionadas não com as massas de seus átomos, mas com os seus números atômicos (número de prótons).

Quem introduziu esse novo conceito foi o físico britânico Henry G. J. Moseley (1887 – 1915). Em 1913, ele descobriu a existência de uma relação entre a frequência dos raios X emitidos por diferentes metais e um número – que seria depois chamado de número atômico – correspondente à carga positiva do núcleo atômico. A partir dessa relação, Moseley pôde concluir que as propriedades químicas e físicas das substâncias simples dos elementos eram representadas melhor pelos números atômicos do que por suas massas, hipótese já considerada por outros físicos da época. Baseando-se nessa descoberta, foi possível reorganizar a tabela, seguindo agora não a ordem das massas e sim a ordem dos números.