1. As tríades de Döbereiner
No início do século XIX valores aproximados para a massa dos átomos de alguns elementos (denominada massa atômica) haviam sido estabelecidos.
Em 1829, o químico alemão Johann Döbereiner, analisando 3 elementos quimicamente semelhantes - o cálcio (Ca), o estrôncio (Sr) e o bário (Ba) - percebeu uma relação simples entre suas massas atômicas: a massa do átomo de estrôncio apresenta um valor bastante próximo da média das massas atômicas do cálcio e do bário.
Ele também observou o mesmo efeito para outras tríades (trios) de elementos químicos, por exemplo, cloro/bromo/iodo e enxofre/selênio e telúrio.
Os químicos da época não se impressionaram muito com as observações de Döbereiner e estas passaram praticamente despercebidas. Seu mérito foi ter sido, aparentemente, o primeiro a mostrar relações entre elementos conhecidos.
2. O parafuso telúrico de Chancourtois
Em 1862, o geólogo francês Alexandre Chancourtois (1819-1886) dispôs os elementos químicos conhecidos em ordem crescente de suas massas atômicas numa linha espiral em volta de um cilindro. Tal disposição ficou conhecida como parafuso telúrico de Chancourtois (telúrico significa relativo à Terra).
Ao redor do cilindro foram feitas dezesseis divisões, e os elementos com propriedades semelhantes apareciam uns sobre os outros em voltas consecutivas da espiral. Chancourtois estava sugerindo que as propriedades dos elementos estavam relacionadas ao número que o elemento ocupava na seqüência. As regularidades que ele encontrou não funcionavam para todos os elementos conhecidos e a idéia não recebeu muita atenção.
3. As oitavas de Newlands
Em 1864, o inglês John Newlands, um amante da música, organizou os elementos em ordem crescente de suas massas atômicas em linhas horizontais, contendo sete elementos cada. O oitavo elemento apresentava propriedades semelhantes ao primeiro e assim por diante, numa relação periódica que lembra a periodicidade das notas musicais.
A essa repetição de propriedades dentro da seqüência o químico inglês deu o nome de lei das oitavas. Por buscar essa relação entre Química e Música, Newlands sofreu o desprezo e o escárnio dos membros da Sociedade de Química de Londres. Ao apresentá-lo aos membros dessa entidade, um deles teria perguntado sarcasticamente se ele já teria tentado organizar os elementos na ordem alfabética das letras iniciais dos nomes.
Entretanto seu trabalho foi reconhecido cerca de duas décadas mais tarde, por ser um precursor das idéias de Mendeleiev. O grande mérito de Newlands foi introduzir a idéia da periodicidade das propriedades dos elementos em função das massas atômicas.
4. Mendeleev: periodicidade e previsões
Dmitri Mendeleev foi professor universitário na Rússia e fez uma importante descoberta na história da Ciência enquanto estava escrevendo um livro de Química. Ele registrou as propriedades de cada um dos elementos químicos conhecidos (na época eram 63; hoje são mais de 100) em fichas de papel, cada ficha para um elemento. Manipulando as fichas, na tentativa de encadear as idéias antes de escrever determinada parte da obra, Mendeleev percebeu algo extraordinário.
Como já dissemos, na época havia evidências científicas de que os átomos de cada elemento têm massas diferentes. Mendeleev organizou as fichas de acordo com a ordem crescente da massa dos átomos de cada elemento. Notou que essa seqüência apareceiam, a intervalos regulares, elementos com propriedades semelhantes, de modo similar ao que Newlands fizera.
Havia uma periodiciade, ou seja, uma repetição nas propriedades dos elementos. Entre os muitos exemplos de elementos com propriedades semelhantes, podemos citar:
- sódio (Na), potássio (K) e rubídio (Rb) - reagem explosivamente com a água; combinam-se com o cloro e o oxigênio formando, respectivamente compostos de fórmulas ECl e E₂O (E representa o elemento);
- magnésio (Mg), cálcio (Ca) e estrôncio (Sr) - reagem com água, mas não tão violentamente; combinam-se com o cloro e o oxigênio formando, respectivamente, compostos de fórmulas ECl₂ e EO.