História: Mendeleev e as lacunas

Em 1869, cerca de dois terços dos elementos naturais eram conhecidos. Mendeleev deixou espaços para o resto.

Imagine organizar um baralho em que faltam algumas cartas e ninguém disse quais. Você ainda conseguiria dispor os naipes e os números, e as lacunas mostrariam exatamente o que estava faltando. Foi mais ou menos isso que o químico russo Dmitri Mendeleev fez com os elementos em 1869. Ele estava escrevendo um livro de química e pôs cada elemento conhecido num cartão, com a massa atômica e as propriedades, e depois foi mexendo nos cartões até aparecer um padrão.

A tabela de 1869

Em 6 de março de 1869, o artigo de Mendeleev sobre a relação entre as propriedades dos elementos e as massas atômicas deles foi lido na Sociedade Russa de Química, em São Petersburgo. Mendeleev estava viajando, e quem o apresentou foi o colega Nikolai Menshutkin. A tabela punha os elementos em ordem de massa atômica e colocava os de química parecida na mesma família. O químico alemão Lothar Meyer publicou, de forma independente, um arranjo muito parecido em 1870, e em 1882 a Royal Society de Londres deu a Medalha Davy aos dois.

O que destacou Mendeleev foi que ele confiou mais no padrão do que na lista de elementos conhecidos. Quando o elemento seguinte pela massa não combinava com a família em que cairia, ele deixava um espaço em branco e supunha que faltava um elemento. Ele também trocou alguns elementos de lugar, fora da ordem da massa, quando a química exigia. O telúrio é mais pesado que o iodo, mas o iodo claramente pertence ao grupo do cloro e do bromo, então ele pôs o telúrio primeiro. Trabalhos posteriores mostraram que a ordem verdadeira é a do número atômico, e por essa conta ele tinha razão.

Previsões que se confirmaram

Mendeleev descreveu em detalhe os elementos que faltavam, sobretudo em 1871, usando o prefixo eka, "um" em sânscrito, para dizer "um lugar adiante". O eka-alumínio teria massa atômica perto de 68 e densidade de 5.9 g/cm³. Em 1875, Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran encontrou o gálio, de massa atômica 69.7 e densidade 5.91 g/cm³. O eka-boro, perto de 44, acabou sendo o escândio, encontrado por Lars Fredrik Nilson em 1879. O eka-silício foi previsto com cerca de 72 e densidade de 5.5 g/cm³. Clemens Winkler encontrou o germânio em 1886: 72.6 e 5.32 g/cm³.

O resultado do germânio, em especial, convenceu os químicos de que a tabela era mais que um sistema prático de arquivo: ela conseguia prever. Nem toda previsão deu certo. Mendeleev não tinha lugar para os gases nobres, de que ninguém suspeitava até o argônio ser encontrado em 1894, e ele não previu a longa série dos lantanídeos. A explicação de por que o padrão existe só veio no século XX. Em 1913, Henry Moseley mostrou com raios X que cada elemento tem um número atômico inteiro, e a distribuição dos elétrons em camadas explicou por que as propriedades se repetem.

Hoje a tabela está completa até o fim do período 7. Em 2016, a IUPAC aprovou os quatro últimos nomes: nihônio (113), moscóvio (115), tenesso (117) e oganessônio (118). O nihônio foi produzido no instituto RIKEN, no Japão, o primeiro elemento descoberto num país asiático. Esses elementos existem por frações de segundo, mas cada um foi colocado na sua coluna antes de ser produzido, do mesmo jeito que Mendeleev colocou o gálio. Mude o modelo para "Altura: Ano da descoberta" e as peças mais altas ocupam a linha de baixo.