Cientistas propõem uma nova forma de ordenar os elementos da tabela periódica

Dois cientistas sugerem uma nova forma de ordenar os elementos químicos da tabela periódica. A nova proposta passa por atribuir a cada elemento o que é chamado de Número de Mendeleev.

A tabela periódica dos elementos, criada principalmente pelo químico russo Dmitry Mendeleev, completou 150 anos no ano passado. Seria difícil exagerar a sua importância como princípio organizador na química.

Dada a importância da tabela, não seria pecado pensar que a ordem dos elementos não estava mais sujeita a debate. No entanto, dois cientistas em Moscovo, Rússia, publicaram recentemente uma proposta para um novo pedido.

No final do século XVIII, os químicos eram claros sobre a diferença entre um elemento e um composto: os elementos eram quimicamente indivisíveis, enquanto os compostos consistiam em dois ou mais elementos em combinação, com propriedades bastante distintas dos seus elementos componentes.

No início do século XIX, havia boas evidências circunstanciais da existência de átomos. E na década de 1860, era possível listar os elementos conhecidos na ordem da sua massa atómica relativa – por exemplo, o hidrogénio era o 1 e o oxigénio o 8.

Listas simples, é claro, são de natureza unidimensional. Mas os químicos estavam cientes de que certos elementos tinham propriedades químicas bastante semelhantes: por exemplo, lítio, sódio e potássio ou cloro, bromo e iodo. Algo parecia repetir-se e a colocar elementos quimicamente semelhantes próximos uns dos outros, uma mesa bidimensional poderia ser construída. Nasceu a tabela periódica.

É importante realçar que a tabela periódica de Mendeleev foi derivada empiricamente com base nas semelhanças químicas observadas de certos elementos. Só no início do século XX é que surgiu um entendimento teórico da sua estrutura.

Os elementos eram agora ordenados pelo número atómico, em vez da massa atómica, mas também por semelhanças químicas. Na década de 1940, a maioria dos livros didáticos apresentava uma tabela periódica semelhante às que vemos hoje.

Uma simples pesquisa na Internet revela todos os tipos de versões da tabela periódica. Existem versões curtas, longas, circulares, espirais e até tridimensionais. Muitas deles, com certeza, são simplesmente maneiras diferentes de transmitir a mesma informação, mas continua a haver desacordo sobre onde alguns elementos devem ser colocados.

O posicionamento preciso de certos elementos depende de quais propriedades particulares desejamos destacar. Assim, uma tabela periódica que dá primazia à estrutura eletrónica dos átomos será diferente das tabelas para as quais os critérios principais são certas propriedades químicas ou físicas.

A nova proposta

A última tentativa de ordenar os elementos dessa maneira foi publicada recentemente no Journal of Physical Chemistry pelos cientistas Zahed Allahyari e Artem Oganov. A sua abordagem, baseada no trabalho anterior de outros, é atribuir a cada elemento o que é chamado de Número de Mendeleev (NM).

Existem várias maneiras de derivar esses números, mas o estudo mais recente usa uma combinação de duas quantidades fundamentais que podem ser medidas diretamente: o raio atómico de um elemento e uma propriedade chamada eletronegatividade, que descreve a força com que um átomo atrai eletrões para si mesmo.

Se alguém ordena os elementos através do seu NM, os vizinhos mais próximos têm, sem surpresa, NMs semelhantes. Porém, mais útil é dar um passo adiante e construir uma grade bidimensional baseada no NM dos elementos constituintes nos chamados “compostos binários”. Estes são compostos por dois elementos, como o cloreto de sódio, NaCl.

Qual é a vantagem desta abordagem? É importante realçar que pode ajudar a prever as propriedades de compostos binários que ainda não foram feitos. Isto é útil na procura de novos materiais que provavelmente serão necessários para tecnologias futuras e existentes.

Olhe-se para os telemóveis, por exemplo. Vários elementos necessários para a sua produção estão a tornar-se escassos – o seu fornecimento futuro é incerto. Se quisermos desenvolver materiais de reposição que evitem o uso de certos elementos, os insights obtidos ao ordenar elementos pelo seu NM podem ser valiosos nessa demanda.

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