As diferentes versões da Tabela Periódica dos Elementos




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As diferentes versões da Tabela Periódica dos Elementos


Por Roque Cruz, professor e pesquisador da ASSETA – Faculdades de Tatuí, representante brasileiro do Alfa Program – Micronet (programa subsidiado pela comunidade européia que juntos com Universidade Americanas e Européias, procuram desenvolver experimentos em microescala), consultor científico da Sangari do Brasil – roque.cruz@sangari.com.br


Introdução

Há 3 anos, antes de lançarmos a 2a edição da nossa tabelinha periódica, fizemos dezenas de pesquisas de tabelas periódicas publicadas no Brasil e no exterior.

Hoje ao lançarmos a Edição 2001 temos, mais uma vez o cuidado de atualizarmos informações que apresentamos a seguir.


Breve Histórico

Parte 1 - Os símbolos1.


Os elementos que existem na natureza são representados por letras denominadas símbolos. Estes foram inventados em 1841 pelo químico sueco Jons Jakob BERZELIUS (1779-1848).

Sua representação é derivada dos nomes dos elementos, que por sua vez são provenientes de variadas fontes. Exemplo:

a) Bário; do grego: Barys que significa pesado. Símbolo: Ba

b) Germânio; de Germania que significa Alemanha. Símbolo: Ge.

c) Urânio; em homenagem ao planeta Urano. Símbolo: U

d) Crômio, do grego chroma, cor, sugerindo uma larga variedade de cores intensas que caracteriza os composto cromicos. Símbolo: Cr

Pesquisadores contam que muitos alquimistas da idade média usavam sua própria notação dos elementos, para esconder seu trabalho. Exemplo: um manuscrito italiano do século XVII foi encontrado, onde o elemento mercúrio foi representado por 20 diferentes símbolos e 35 diferentes nomes diferentes.

Parte 2 - A Organização dos Elementos na Tabela17.


A tabela periódica dos elementos não é uma idéia isolada de um pesquisador e sim o resultado de uma série de eventos científicos que resumidamente relatamos a seguir:

Em 1817 - Johann W. Dobereiner (1780-1849), químico alemão, notou que muitos dos elementos conhecidos apresentavam propriedades semelhantes, quando ordenados em grupos de 3. Exemplos: lítio/ sódio/ potássio; cloro/ bromo/ iodo etc.

Tais grupos foram denominados tríades.

Em 1862 – Alexandre E. B. de Chancourtois (1819-1886), geologista francês, propôs uma tabela em espiral ao longo de um cilindro inclinado onde os elementos eram ordenados em ordem crescente da massa atômica. Esse trabalho não obteve aceitação.

Em 1864 - John A.R. Newlands (1836-1898), químico inglês, observou que quando os elementos são ordenados em ordem crescente de sua massa atômica, eles apresentavam propriedades similares a cada grupo de 8 elementos.

Newlands, que tinha treinamento musical, denominou essa relação de Lei da Oitavas e chegou até ser redicularizado devido as suas idéias. 13 anos depois seu trabalho foi reconhecido e homenageado pela “Royal Society of Chemistry”.

Em 1869 - Demitri Ivanovitch Mendeleev (1834-1907), químico russo, publicou uma tabela periódica onde os elementos eram ordenados em ordem crescente de suas massa atômicas (inspirado no trabalho de Newlands).

Mendeleev ordenou os 63 elementos conhecidos na época e deixou espaço para 31 elementos, que ainda não haviam sido descobertos. Ele não só previu a existência desses elementos, como algumas de suas propriedades. Por tudo isso ele é atualmente reconhecido como o inventor da tabela periódica moderna.

Em 1870 - Lothar Meyer (1830-1895), químico alemão, desenvolveu trabalho semelhante ao de Mendeleev de maneira paralela e independente, porém seu trabalho foi publicado 1 ano após a publicação da tabela de Mendeleev, devido a atrasos de seu editor.

Meyer chegou a acusar Mendeleev de copiar seu trabalho, mas apesar desses problemas, ele mais tarde reconheceu que faltou coragem para prever a descoberta de novos elementos, como Mendeleev fez.

Em 1914 - Henry Moseley (1888-1915 ), físico britânico, observou que algumas falhas da tabela de Mendeleev (alguns elementos estavam posicionados em lugar não apropriado, exemplo: quando iodo e telúrio foram ordenados, de acordo com a massa atômica, iodo aparecia antes embora seu comportamento químico indicasse que ele deveria estar depois do telúrio) poderiam ser resolvidas se os elementos fossem ordenados em ordem crescente de número atômico (ou carga nuclear) ao invés de massa atômica como Mendeleev havia sugerido.

Mosely morreu com apenas 27 anos vítima de um tiro durante uma Campanha das Tropas Inglesas. Cientistas que trabalharam com ele afirmam que se Mosely não tivesse morrido tão cedo teria sido um dos maiores cientistas de sua época.


A Tabela Periódica Moderna

Dividida em 2 linhas:

a) Horizontais: denominadas de períodos (ver parte de trás da tabelinha).

Nele os elementos são ordenados em ordem crescente de número atômico. Exemplo:


30 período: 11Na; 12Mg; 13Al; 14Si; 15P; 16S; 17Cl e 18Ar.


b) Verticais: denominadas grupos ou famílias, porque apresentam elementos com propriedades químicas e físicas similares.

Algumas famílias apresentam nomes, outras não (ver parte de trás da tabelinha).


Classificação dos elementos


Em geral, os elementos da tabela periódica são classificados em 2 categorias distintas:

1) Quanto a estrutura eletrônica, em 4 tipos (parte de trás da tabelinha):

Elemento


Subnível mais energético

Representativo

s ou p

Transição

d

Transição interna

f

Gás nobre

1s2 ou p6


2) Quanto a algumas propriedades (principalmente condutividade elétrica), em 3 tipos (parte da frente da tabelinha):

a) Metais – excelente condutores

b) Semimetais (metalóides) – médio condutores

c) Não metais – péssimos condutores ou isolantes

A linha grossa vermelha, divide os elementos em metais e não metais. Os elementos próximos são classificados em semimetais. Nesta classificação os semimetais não estão exatamente definidos.


Controvérsias

No Brasil várias tabelas são publicados todo ano, havendo, inclusive, uma unanimidade em relação aos elementos classificados como semimetais. Em nosso estudo porém, após análise de uma série de livros textos estrangeiros (todos citados no final do nosso trabalho), consultas em vários sites na Internet, algumas informações diferem das fornecidas por alguns autores nacionais de livros de Química. Resolvemos então apresentar o resultado da nossa pesquisa sob a forma de questões e respostas.

Objetivamos com isso, levantar algumas questões em relação a esse instrumento tão conhecido e utilizado no mundo científico e colocar a importância de não afirmarmos “verdades absolutas” em relação a ela (atitude frequente em alguns autores de livros e professores).

Para iniciarmos, apresentamos as organizações internacionais responsáveis pela padronização da nomenclatura dos elementos e da tabela que iremos estudar.


Iupac – International Union of Pure and Applied Chemistry

Fundada em 1919 por químicos da academia e da indústria que reconheciam a importância de uma padronização internacional de questões relativas à Química. É uma organização não governamental e sem fins lucrativos, responsável pela padronização da nomenclatura da química orgânica e inorgânica, de terminologias, símbolos, unidades, peso atômico etc.

A.C.S - American Chemical Society

Fundada em 1876 e localizada nos EUA, é uma organização sem fins lucrativos. É considerada a maior sociedade científica mundial com mais de 151000 membros. Atualmente a A.C.S. é reconhecida como líder mundial na promoção de educação científica e pesquisa.

Uma das suas importantes divisões é a C.A.S. (Chemical Abstracts Service) responsável pelo maior banco de dados de informações químicas do mundo. Em 1980, a CAS se uniu a Japan Science Technology Corparation e FIZ-Karlsruhe da Alemanha formando a STN internacional (The Scientific and Technical Information Network).


Questões


1) Qual numeração de família devo usar?

Resposta: Em 1923, H.G.Deming2, um professor de química americano, publicou uma tabela periódica como a que usamos hoje. Deming enumerou cada família, colocando a letra A ao lado do número do grupo com o objetivo de indicar os elementos representativos e a letra B para indicar os elementos de transição.

Em 1928, Merck e Company, produziu uma conveniente versão (tipo caderno) dessa tabela que foi distribuída no mundo todo. Essa é a origem da notação ainda utilizada por diversas escolas americanas, inclusive as nossas.

Enquanto isso os químicos europeus utilizavam uma notação parecida, porém diferente da proposta por Deming.

Na tentativa de uniformizar essas notações em 1984 a I.U.P.A.C sugeriu que os grupo fossem enumeradas de 1 até 18 (conforme mostrado em vermelho), porém muitos livros didáticos ainda utlizam a notação antiga.


2) Como são sintetizados os elementos artificiais?

Resposta10: Desde de 1934 cientistas procuram sintetizar novos elementos denominados transurânicos (depois da Urânio). A partir dos anos 60, cientistas dos laboratórios: Lawrence Berkeley Laboratory em Berkeley (USA), Laboratory for Heavy Ion Research em Darmstad (Alemanha) e Laboratory of Nuclear Reactions em Dubna (Russia) tem se destacado nesse tipo de pesquisa, bombardeando um elemento com neutrons ou núcleos de outros átomos. Para isso, utilizam potentes aceleradores de partículas (denominados aceleradores lineares e ciclotrons) e sensores extremamente sensíveis.

Ao bombardearmos o núcleo de alguns elementos, podemos conseguir a alteração de seu número atômico (ou número de prótons, grandeza que caracteriza um determinado elemento), produzindo novos elementos denominados de “super heavy elements” (elementos super pesados).

Esses elementos são instáveis e sua síntese tem se tornado cada vez mais difícil (apenas 3 átomos do elemento 109 foram sintetizados e eles sobreviveram por apenas 3,4 milionésimo de segundos).

É importante colocarmos20 que esse tipo de pesquisa tem como principal objetivo o entendimento da natureza da matéria e consequentemente do ser humano. Com isso acredita-se que no futuro podemos inclusive curar e prever doenças até hoje incuráveis como o câncer.


3) Quantos elementos realmente existem?

Resposta: O reconhecimento da descoberta de um elemento não é tarefa fácil. Quando um grupo acredita ter descoberto algum elemento, ele envia os dados obtidos para diversos orgãos internacionais como a I.U.P.A.C, A.C.S., revistas especializadas e meio de comunicação em geral. Porém, um elemento só é reconhecido quando os dados enviados para análise são confirmados.

Nos últimos anos o Laboratório Alemão (conhecido pela sigla GSI) tem se destacado devido a recentes descobertas de novos elementos como os seguintes20:

a) Elemento 110; símbolo provisório (IUPAC): Uun - ununnilio.

De acordo com a equipe do GSI, esse elemento foi sintetizado em 09/11/1994 as 16:39 a partir da fusão de átomos de níquel e chumbo no acelerador linear de partículas (UNILAC).

b) Elemento 111; símbolo provisório (IUPAC): Uuu - unununio.

De acordo com a mesma equipe esse elemento foi sintetizado em 08/12/1994 a partir da fusão de núcleos de Bismuto e Níquel.

c) Elemento 112; símbolo provisório (IUPAC): Uub - ununbio.

Descoberto pela mesma equipe em 09/02/1996 às 22:37 a partir da fusão de átomos de zinco e chumbo no mesmo acelerador. Segundo nota emitida pela equipe, apenas um átomo foi obtido.

Recentemente os elementos 114, 116 e 118 foram sintetizados por diferentes laboratórios:

a) Elemento 114; símbolo provisório (IUPAC): Uuq – ununquadio

Anunciado em Janeiro de 1999 pelos cientistas em Dubna, Russia (Joint Instituto de Pesquisa Nuclear). Apenas um átomo foi produzido.

b) Elemento 116; símbolo provisório (IUPAC): Uuh – ununhexio.

Os elementos 116 e 118 foram identificados simultaneamente (um é produzido após o decaimento do outro) no The Lawrence Berkeley National Laboratory em Berkeley, California (USA) em Junho de 1999. Apenas 3 átomos foram produzidos, após 11 dias de trabalho.

Na verdade o elemento 118 foi produzido em primeiro lugar e o elemento 116 foi identificado após o decaimento (desintegração) do primeiro.

c) Elemento 118; símbolo provisório (IUPAC): Uuo – ununoctio.

A classificação desses elementos em metal e ametal é algo difícil pois poucos átomos foram produzidos. A nossa classificação foi baseada em algumas previsões feitas pelos descobridores20.


Nota: No dia 27/julho/2001 o Laboratório de Berkeley, após inúmeras tentativas sem sucesso de reprodução dos elementos 116 e 118, publicou artigo retirando as informações das descobertas desses elementos.


4) Quais elementos são artificias?

Resposta Nesse sentido não há divergências, apenas 2 casos interessantes merecem ser comentados: neptunio (Np) e plutonio (Pu).

Segundo artigo publicado pela reconhecida revista científica, Scientific American (referência 22) por alguns dos pesquisadores que trabalharam na descoberta do elemento 114, esses elementos são naturais.

A referência 23 menciona que o neptunio foi produzido artificialmente pela primeira vez, porém traços do mesmo foram posteriormente encontrados na natureza. A mesma referência classifica o plutonio artificial.

Talvez a confusão exista porque a quantidade desses elementos na natureza é tão insignificante que a grande maioria dos autores prefiram considerá-los artificiais.


5) Quais elementos são considerados semimetais ou metalóides?

Resposta: Esta é uma das maiores divergências que encontrei na minha pesquisa.

No Brasil (não sabemos porque !!!) há uma unanimidade em relação a essa classificação dos elementos enquanto que em vários países, essa é uma classificação controvertida.

Veja nossas tabela de referências:





Metal

Semimetal

Não metal

Polônio


4, 5, 6, 7, 10, 11, 12, 14, 18, 32, 33, 34 (52%)

3, 8, 9, 13, 15, 16, 19, 20, 27, 28, 31 (48%)

Nenhuma

Antimônio

10, 11, 19 (17%)

3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12, 13, 14, 15, 16, 18, 27, 28, 31 (83%)

Nenhuma

Astato

Nenhuma

8, 9, 12, 13, 15, 16, 20, 27, 32, 33 (43%)

3, 4, 5, 6, 7, 10, 11, 14, 18, 19, 28, 31, 34 (57%)

Alumínio

Demais (95%)

20 (5%)

Nenhuma

Boro

nenhuma

Demais (90%)

19, 27 (10%)


Não conseguimos encontrar uma fonte para tanta controvérsia, apenas fazemos questão de levantar o problema. Em nossa tabela optamos pela classificação de semimetais utilizada no Brasil.


6) Como é feita a determinação da massa atômica de um elemento?

Resposta: Ela é feita através de um aparelho denominado espectroscopio de massa (ver Microescala, Preparo de Soluções, Tratamento de Reagentes e Cotidiano - vol. 1; Roque Cruz: Editora da ASSETA, 1997.).

A cada 2 anos a IUPAC publica esses valores revisados e obtidos por várias fontes ligadas ao seu Comitê de Pesos Atômicos e Abundância Isotópica.


7) Os gases nobres e o hidrogênio são não metais?

Resposta: Embora muitos professores acadêmicos não se preocupem com esses detalhes, esse ponto é considerado importante para alguns professores do ensino médio (principalmente devido aos vestibulares).

A I.U.P.A.C. não apresenta uma posição em relação a essa questão porém, segundo os mais variados e respeitados autores Americanos e Europeus (alguns, pesquisadores que têm laboratórios equipados com os mais modernos equipamentos da área) esses elementos são classificados como não metais.

Alguns autores não se pronunciam em relação a essa questão (referências: 2, 17, 21, 22, 23, 24, 26, 29 e 39) e apenas duas edições consultadas de relativo rigor científico (The Dorling Kingdon Science Encyclopedia e Chemistry by John Holman, livro britânico de Ciências) reconheceram os gases nobres como uma classe de compostos diferenciados da dos não metais.

TODAS as nossas outras referências são unânimes em afirmar:

gases nobres e hidrogênio são não metais

(classificação baseada principalmente na condutividade elétrica dos elementos)


Em função disso resolvemos nesta nova edição, adotar a mesma postura internacional.

No Brasil, isto não acontece e não conseguimos uma explicação para essa classificação. Os diversos livros nacionais que analisamos classificam os gases nobres como um grupo de compostos que apresentam características não comuns aos não metais.


Para entender melhor.

Em primeiro lugar, para classificarmos alguma coisa, precisamos definir o critério de classificação. Dentre os muitos critérios estabelecidos o mais indicado seria a condutividade elétrica em 3 dimensões (pois em 2 dimensões o grafite, considerado ametal, apresenta elevada condutividade elétrica)18 a 250C e 1 atm (já que esses fatores influenciam a condutividade elétrica).

Baseado nessas características os metais seriam elementos que apresentam elevada condutividade elétricas enquanto que os não metais, baixa condutividade elétrica.

Estabelecidos os parâmetros de classificação, dados experimentais mostram que os gases nobres e o hidrogênio se enquadram nas características dos não metais (o hidrogênio, pode em alguns casos, apresentar propriedades semelhantes aos metais por isso em nossa tabela o colocamos em uma cor diferenciada - alaranjado claro).

Os elementos que apresentam propriedades intermediárias entre metais e não metais são denominados semimetais ou metalóides.


Bibliografia

1 Burns, R.A. Fundamentals of Chemistry. New York: Macmillan Publishing Company, 1992.

2 Orna, M.V.; Heikkinen, H. and Schreck, J.O. Chem Source for Chemistry Teachers. USA: Washington, DC: American Chemical Society, vol. 3, 1994.

3 Burns, R.A. Essentials of Chemistry. USA: Prentice-Hall, Inc., 2nd Edition, 1995.

4 Owellette, R.J. Introduction to General, Organica and Biological Chemistry. USA: Macmillan P. Company, 1992.

5 Donavan, T.R.; Poole, M.C.; Yack, D.J. Chemicals in Action. Canada: Holt, Rinehart and Winston, 1994.

6 Oxtoby, D.W. & Nachtrieb, N.H. Principles of Modern Chemistry. USA: Saunders College Publishing, 3rd Edition, 1996.

7 Koltz, J.C. and Treichel, P. Chemistry and Chemical Reactivity. USA: Saunders College Publishing, 1996.

8 Oxtoby, D.W.; Nachtrieb, N.H. and Freeman, W.A. Chemistry, Science of Change. USA: Saunders College Publishing, 2nd Edition, 1994.

9 Bloomfield, M.M. Chemistry and the Living Organism. USA: John Wiley & Son, Inc. 5th Edition, 1992.

10 Freemantle, M. Chemistry in Action. Great Britain: Macmillan Press LTD, 2nd Edition, 1995.

11 Hill, G.C.; Holman, J.S. Chemistry in Context. Great Britain: Thomas Nelson and Sons Ltd. 4th Edition, 1995.

12 Ebbing, D.D. General Chemistry. USA: Houghton Mifflin Company, 5th Edition, 1996.

13 Chang, R. Chemistry. New York: McGraw-Hill, Inc., 1994.

14 Koltz, J.C.; Joesten, D.J.; Wood, J.L. and Moore, J.W. The Chemical World. Concepts and Applications. USA: Saunders College Publishing, 1994.

15 Joesten, M.D.; Jonhston, D.O.; Netterville, J.T. and Wood, J.L. World of Chemistry. USA: Saunders College Publishing, 1991.

16 Amend, J.R.; Mundy, B.P. and Armold, M.T. General, Organic and Biological Chemistry. USA: Saunders College Publishing, 2 nd Edition, 1993.

17 Cobb, C. and Goldwhite. Creations of Fire.New York: Plenum Press, 1995.

18 Canham-Rayner, G. Descriptive Inorganic Chemistry . USA: W.H. Freeman and Company, 1995.

19 Atkins, P; Jones, L. Chemistry. Molecule, Matter and Change.USA: W. H. Freeman and Company, 1998.

20 Humphries, C. e Adlington, F. Philips’s Science and Technology Encyclopedia. Great Britain: George Philip Co, 1998.

21 Making New Elements. Peter Armbruster and Fritz Peter Hessberger em Scientific American, vol. 279, No. 3, pages 50-55; September 1998.

22 VOYAGE TO SUPERHEAVY ISLAND. Yuri Ts. Oganessian, Vladimir K. Utyonkon and Kenton J. Moody em Scientific American, vol. 282, No. 1, pages 45-49; January 2000.

23 Heiserman, D.L. Exploring Chemical Elements and their Compounds. New York: TAB Books, 1992.

24 Cox, P.A. The Elements On Earth. London: Oxford University Press, 1995.

25 THE EVOLUTION OF THE PERIODIC SYSTEM. Eric R. Scerri na Scientific American, vol. 279, No. 3, pages 56-61; September 1998.

26 Leicester, H.M. The Historical Background of Chemistry. Nova York: Dover Publications, Inc., 1976. 26

27 Zumdahl, S.S. Introductory Chemistry, a foundation. USA: Houghton Mifflin Co, 4th Edition, 2000.

28 Hell, J.W; Baum, S.J; Scott-Ennis, R.J. Chemistry and Life. USA: Prentice Hall, 6th Edition, 2000

29 Wilbraham, A.C; Staley, D.D; Matta, M.S; Waterman, E.L. Chemistry by Addison-Wesley. USA: Prentice Hall, 5th Edition, 2000.

30 Stoker, H.S. General Organic, and Biological Chemistry. USA: Hougton Mifflin Co, 2nd Edition, 2000.

31 Denniston, K.J; Topping, J.J; Caret, R.L. General Organic and Biochemistry. USA: McGraw Hill, 3rd Edition, 2001.

32 Russo, S. and Silver, M. Introctory Chemistry. USA: Addison Wesley-Logman, 2000.

33 Hill, J.W. and Kold, D.K. Chemistry for Changing Times. USA: Prentice Hall, 9th Edition, 2001.

34 Silberg, M.S. Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Changing. USA: McGraw Hill Co, 2nd Edition 2000.
Internet

18 I.U.P.A.C.: http://iupac.chemsoc.org/index.html

19 C.A.S.: www.info.cas.org/

20 G.S.I.: www.gsi.de

21 WebElements 2.0: www.webelements.com

Copyright 1997 Mark Winter [University of Sheffied, England]

22 The Lawrence Bekeley Laboratory: www.lbl.gov

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