Com mais de 150 anos de existência, o símbolo mais forte da química é marcado por embates entre cientistas e por questionamentos quanto ao futuro dos elementos

No dia 17 de fevereiro de 1869, o russo Dimitri Ivanovich Mendeleiev (1834-1907) adormeceu sobre a sua mesa. Na manhã seguinte, traçou linhas e colunas que mudaram a história da química. “Vi em um sonho uma tabela em que todos os elementos se encaixavam como requerido. Ao despertar, escrevi-a imediatamente numa folha de papel”, declarou tempos depois. Nascia a tabela periódica.

No 150º aniversário desse acontecimento, a Assembleia Geral da Organização das Nações Unidas (ONU) e da Unesco instituiram 2019 como o ano internacional da tabela periódica. Enquanto as contribuições do sistema para a ciência são indiscutíveis, a celebração levanta questionamentos políticos sobre sua origem e como o uso dos elementos afeta o meio ambiente.

Antes dela, cientistas trabalhavam sem que houvesse um agrupamento unificado das substâncias. Isso tornava o entendimento das ligações químicas, por exemplo, menos democrático e dificultava até o descobrimento de novos componentes. Um cenário caótico.

“À medida que os químicos foram sofisticando as teorias sobre propriedades elétricas, começaram a melhorar os métodos de quantificar os dados. Até que chegou o momento em que havia mais de 50 elementos conhecidos — e era preciso organizá-los”, conta Guilherme Marson, professor do Instituto de Química da Universidade de São Paulo (USP). “A tabela periódica é o instrumento mais poderoso para trafegar das coisas materiais para o mundo das ideias químicas.”

Quebra-cabeça

A inovação de Mendeleiev foi a proposição de uma organização lógica com base na massa atômica — soma de prótons e nêutrons — dos 63 elementos conhecidos naquela época. O mais surpreendente, porém, é que ele estimou valores de massa e propriedades de elementos que ainda não haviam sido descobertos, deixando espaços em brancos para serem preenchidos.

Em O Sonho de Mendeleiev (Zahar, 268 páginas), Paul Strathern conta que o russo dispôs na mesa cartões com dados dos elementos para entender como estavam relacionados. Assim, acabou descobrindo a Lei Periódica, cujo conceito é o de que substâncias com características químicas semelhantes ocorrem em intervalos regulares.

A primeira tabela de Mendeleiev foi publicada pela Sociedade Russa de Química em março de 1869. O sistema, no entanto, não foi aceito imediatamente por outros cientistas. Somente duas décadas depois, elementos “ausentes” foram descobertos, comprovando a teoria. É caso do gálio (1875), escândio (1879) e germânio (1886).

Guerra fria

Contudo, a organização dos elementos não foi um feito só de Mendeleiev. Em setembro de 1860, o italiano Stanislao Cannizzaro (1826-1910) apresentara uma pesquisa sobre o peso atômico durante um congresso na Alemanha. Mendeleiev estava presente e aproveitou o conceito para criar sua tabela anos depois. O trabalho de Canizzaro também influenciou o químico alemão Julius Lothar Meyer (1830-1895). Em 1870, ele publicou um artigo com uma tabela semelhante à de Mendeleiev. Registros apontam, porém, que Meyer havia iniciado o agrupamento dos elementos antes do russo.

Donald Kelling, químico da Universidade de Richmond (EUA), relata que a proximidade das publicações gerou um conflito. Em 1892, a Real Sociedade de Londres premiou os dois com a Medalha Davy, que reconhece as descobertas mais recentes na química. “Suspeito que a Sociedade tinha, de algum modo, esperança de acalmar a disputa, mas não vi nenhuma confirmação oficial de tal suspeita”, ele comenta. “Mendeleiev e Meyer são mencionados em livros didáticos. Alguns se referem apenas a Mendeleiev. Citar um protagonista é mais simples, e mesmo em áreas tão distintas, como esportes e política, as pessoas gostam de ter apenas um alguém para elogiar ou culpar.”

Henrique Eisi Toma, professor do Instituto de Química da USP, considera que Meyer publicou uma versão “quimicamente melhor”, mas não teve uma comunicação científica eficiente. “Era mais bonita, e ele explicou a semelhança dos elementos e explorou o conceito de periodicidade e valência [capacidade de combinação dos átomos]. Mas não ganhou fama.”

Evolução

Desde a primeira publicação, a tabela passou por várias mudanças [leia a linha do tempo]. Mendeleiev havia separado os elementos pela massa atômica, mas agora a ordem é pelo número atômico (número de prótons no núcleo). A versão inicial continha 63 elementos; atualmente, são 118 — entre naturais, aqueles encontrados na natureza, e sintéticos, que são produzidos artificialmente. A alteração mais recente ocorreu em 2015, com a adição de nihônio (Nh), moscóvio (Mc), tennessino (Ts) e oganessono (Og), elementos sintéticos que têm, respectivamente, os números atômicos 113, 115, 117 e 118.

Entretanto, enquanto alguns elementos são adicionados, outros podem desaparecer. Segundo a Sociedade Europeia de Química (EuChemS, na sigla em inglês), 45 elementos naturais correm risco de extinção [veja gráfico completo na próxima página]. Para Toma, da USP, as comemorações dos 150 anos da tabela periódica são uma oportunidade de destacar e enfrentar esse problema. “É um recado para o mundo acordar e pensar nos elementos como um bem da natureza”, reflete.

“Os elementos não são eternos.” Os mais comprometidos são os usados na fabricação de eletrônicos. David Cole-Hamilton, vice-presidente da EuChemS, chegou a declarar publicamente que o suprimento de índio, metal prateado usado para criar telas sensíveis ao toque, como as de celulares e tablets, está “extremamente pouco distribuído” no mundo. Suas principais ameaças são o consumo e o descarte excessivos de equipamentos.

Outro que causa preocupação é o hélio. O segundo elemento mais presente no Universo pode ter apenas algumas décadas restantes por causa — acredite — das bexigas que enchemos. Enquanto o gás usado em equipamentos de ressonância magnética ou cilindros para mergulhadores pode ser reciclado, a substância que sai dos balões vai diretamente para a atmosfera e pode se perder no espaço.

“A lógica, na verdade, não é que o elemento em extinção está desaparecendo. O problema é consumir e não reciclar, pois o descarte incorreto espalha o elemento, que ficará tão diluído na Terra que será praticamente inviável ou caríssimo concentrá-lo novamente”, explica Marson. Para minimizar os impactos há vários caminhos: redução do consumo, produção de aparelhos mais duráveis ou com elementos menos raros e investimento na cultura de reaproveitamento.

Menos é mais

A futura aparência da tabela periódica gera divergências entre os químicos para além das modificações que devem ocorrer com a extinção de elementos. Segundo Mark Lorch, professor de Química na Universidade de Hull, no Reino Unido, o cenário deve ser de crescimento, já que há estudos em andamento que miram a chamada “ilha da estabilidade” — região da tabela para elementos pesados, com números atômicos do 121 até o 153. “Na parte inferior há duas linhas, dos actinídeos e lantanídeos. Em algum momento, provavelmente criaremos elementos sintéticos para se juntarem a eles — que, atualmente, são chamados hipoteticamente de ‘superactinídeos’”, informa.

Os pesquisadores da USP ouvidos pela reportagem, contudo, são pessimistas quanto a isso. É que quanto maior o número atômico, mais rápido o elemento ocorre, é quase imperceptível. E para ser identificado é preciso ser, pelo menos, estável. “Essa previsão é de elementos muito pesados, que vivem milionésimos de segundos. Você nem termina de falar e já acabaram. Eu diria que a chance de descobrir novos elementos é zero”, opina Toma.

Já Guilherme Marson podera que “à medida que técnicas de detecção ficam mais sofisticadas, pode acontecer”. “Mas estamos deixando a ideia de descobrir novos elementos da tabela. Agora é hora de planejar novas coisas com os já existentes.” Uma possibilidade, segundo ele, está na nanotecnologia. “Desenvolver dispositivos com os mesmos elementos em quantidades pequenas para conseguir efeitos melhores”, exemplifica. “Elementos na escala nano são completamente diferentes, mais reativos, cheios de propriedades”, concorda Toma. “Na minha visão, o futuro é procurar nanoelementos.”

Independentemente de quais sejam as mudanças, o que se prevê é que somas ou subtrações de elementos vão acabar encontrando encaixe na tabela — ainda que sejam realidades com que Mendeleiev nem poderia sonhar.

Fonte: Revista Galileu.

Obs: As informações acima são de total responsabilidade da Fonte declarada. Não foram produzidas pelo Instituto Pinheiro, e estão publicadas apenas para o conhecimento do público. Não nos responsabilizamos pelo mau uso das informações aqui contidas.