Elementos previstos de Mendeleev - Mendeleev's predicted elements
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| Tabela periódica |
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Dmitri Mendeleev publicou uma tabela periódica dos elementos químicos em 1869 com base em propriedades que apareciam com alguma regularidade enquanto ele apresentava os elementos do mais leve ao mais pesado. Quando Mendeleev propôs sua tabela periódica, ele notou lacunas na tabela e previu que elementos então desconhecidos existiam com propriedades apropriadas para preencher essas lacunas. Ele os nomeou eka-boro, eka-alumínio, eka-silício e eka-manganês, com as respectivas massas atômicas de 44, 68, 72 e 100.
Prefixos
Para dar nomes provisórios para os elementos previstos, Mendeleev utilizado o prefixos EKA - / i k ə - / , dvi - ou dwi- , e tri -, a partir dos sânscritos nomes dos algarismos 1, 2 e 3, dependendo se o elemento predito era uma, duas ou três posições abaixo do elemento conhecido do mesmo grupo em sua mesa. Por exemplo, o germânio foi chamado EKA-silício até a sua descoberta em 1886, e o rénio foi chamado DVI manganês antes da sua descoberta em 1926.
O prefixo eka- foi usado por outros teóricos, e não apenas nas próprias previsões de Mendeleev. Antes da descoberta, o frâncio era conhecido como eka-césio e astato como eka-iodo . Às vezes, eka- ainda é usado para se referir a alguns dos elementos transurânicos , por exemplo, eka- radium para o unbinilium . Mas a prática oficial atual da IUPAC é usar um nome de elemento sistemático com base no número atômico do elemento como o nome provisório, em vez de ser baseado em sua posição na tabela periódica, conforme esses prefixos exigem.
Previsões originais
Os quatro elementos previstos mais leve do que os elementos de terras raras , eka- boro ( Eb , sob boro, B, 5), eka- alumínio ( Ea ou El , sob Al, 13), eka- manganês ( In , sob Mn, 25 ), e eka- silício ( Es , sob Si, 14), provaram ser bons preditores das propriedades de escândio (Sc, 21), gálio (Ga, 31), tecnécio (Tc, 43) e germânio (Ge, 32) respectivamente, cada um dos quais ocupando o lugar na tabela periódica atribuída por Mendeleev.
Os nomes foram escritos por Dmitri Mendeleev como экаборъ ( ekaborʺ ), экаалюминій ( ekaaljuminij ), экамарганецъ ( ekamarganecʺ ) e экасилицій ( ekasilicij -1917 ), respectivamente, seguindo a ortografia russa pré-1917 , respectivamente .
As versões iniciais da tabela periódica não distinguiam elementos de terras raras de elementos de transição , ajudando a explicar por que as previsões de Mendeleev para elementos desconhecidos mais pesados não se saíram tão bem quanto aquelas para os mais leves e por que não são tão conhecidas ou documentadas.
O óxido de escândio foi isolado no final de 1879 por Lars Fredrick Nilson ; Per Teodor Cleve reconheceu a correspondência e notificou Mendeleev no final daquele ano. Mendeleev previu uma massa atômica de 44 para o eka-boro em 1871, enquanto o escândio tem uma massa atômica de 44.955908.
Em 1871, Mendeleev previu a existência de um elemento ainda não descoberto que ele chamou de eka-alumínio (por causa de sua proximidade com o alumínio na tabela periódica ). A tabela a seguir compara as qualidades do elemento previstas por Mendeleev com as características reais do gálio, que foi descoberto, logo depois que Mendeleev previu sua existência, em 1875 por Paul Emile Lecoq de Boisbaudran .
| Propriedade | Eka-aluminio | Gálio | |
|---|---|---|---|
| Massa atômica | 68 | 69,723 | |
| Densidade (g / cm 3 ) | 6,0 | 5,91 | |
| Ponto de fusão (° C) | Baixo | 29,76 | |
| Óxido | Fórmula | Ea 2 O 3 | Ga 2 O 3 |
| Densidade | 5,5 g / cm 3 | 5,88 g / cm 3 | |
| Solubilidade | Solúvel em álcalis e ácidos | ||
| Cloreto | Fórmula | Ea 2 Cl 6 | Ga 2 Cl 6 |
| Volatilidade | Volátil | Volátil | |
O tecnécio foi isolado por Carlo Perrier e Emilio Segrè em 1937, bem depois da vida de Mendeleev, de amostras de molibdênio que haviam sido bombardeadas com núcleos de deutério em um ciclotron por Ernest Lawrence . Mendeleev previu uma massa atômica de 100 para o eka-manganês em 1871, e o isótopo mais estável do tecnécio é 98 Tc.
O germânio foi isolado em 1886 e forneceu a melhor confirmação da teoria até então, por contrastar mais claramente com seus elementos vizinhos do que as duas previsões previamente confirmadas de Mendeleiev fazem com as deles.
| Propriedade | Eka-silicon | Germânio | |
|---|---|---|---|
| Massa atômica | 72 | 72.630 | |
| Densidade (g / cm 3 ) | 5,5 | 5,323 | |
| Ponto de fusão (° C) | Alto | 938 | |
| Cor | Cinza | Cinza | |
| Óxido | Modelo | Dióxido refratário | |
| Densidade (g / cm 3 ) | 4,7 | 4,228 | |
| Atividade | Fracamente básico | Fracamente básico | |
| Cloreto | Ponto de ebulição | Abaixo de 100 ° C | 86,5 ° C (GeCl 4 ) |
| Densidade (g / cm 3 ) | 1,9 | 1.879 | |
Outras previsões
A existência de um elemento entre o tório (90) e o urânio (92) foi prevista por Mendeleev em 1871. Em 1900, William Crookes isolou o protactínio (91) como um material radioativo derivado do urânio que ele não conseguiu identificar. Diferentes isótopos de protactínio foram identificados na Alemanha em 1913 e em 1918, mas o nome protactinium não foi dada até 1948. Desde a aceitação de Glenn T. Seaborg 's conceito actinide em 1945, tório, urânio e protactínio foram classificados como actinides ; daí, Protactínio não ocupa o lugar de eka- tântalo (sob 73) no grupo 5 . Eka-tântalo é na verdade o elemento superpesado sintético dubnium (105).
A tabela de Mendeleev de 1869 previu implicitamente um análogo mais pesado de titânio (22) e zircônio (40), mas em 1871 ele colocou lantânio (57) naquele local. A descoberta do háfnio em 1923 (72) validou a previsão original de Mendeleev de 1869.
Previsões posteriores
Em 1902, tendo aceitado as evidências para os elementos hélio e argônio , Mendeleev colocou esses gases nobres no Grupo 0 em seu arranjo dos elementos. Como Mendeleev duvidava da teoria atômica para explicar a lei das proporções definidas , ele não tinha nenhuma razão a priori para acreditar que o hidrogênio era o mais leve dos elementos e sugeriu que um hipotético membro mais leve desses elementos quimicamente inertes do Grupo 0 poderia ter passado despercebido e ser responsável pela radioatividade . Atualmente, algumas tabelas periódicas de elementos colocam nêutrons solitários neste lugar, e isso corresponde às previsões de Mendeleev bastante bem.
O mais pesado dos hipotéticos elementos de proto-hélio que Mendeleev identificou com corônio , nomeado por associação com uma linha espectral inexplicada na coroa solar . Uma calibração defeituosa deu um comprimento de onda de 531,68 nm, que foi eventualmente corrigido para 530,3 nm, que Grotrian e Edlén identificaram como originário do Fe XIV em 1939.
O mais leve dos gases do Grupo 0, o primeiro na tabela periódica, recebeu uma massa atômica teórica entre 5,3 × 10 −11 e 9,6 × 10 −7 . A velocidade cinética desse gás foi calculada por Mendeleev em 2.500.000 metros por segundo. Quase sem massa, esses gases foram assumidos por Mendeleev como permeando toda a matéria, raramente interagindo quimicamente. A alta mobilidade e a massa muito pequena dos gases trans-hidrogênio resultariam na situação em que eles poderiam ser rarefeitos, embora parecessem muito densos.
Mendeleev posteriormente publicou uma expressão teórica do éter em um pequeno livreto intitulado A Chemical Conception of the Ether (1904). Sua publicação de 1904 novamente continha dois elementos atômicos menores e mais leves que o hidrogênio. Ele tratou o "gás éter" como uma atmosfera interestelar composta de pelo menos dois elementos mais leves que o hidrogênio. Ele afirmou que esses gases se originaram devido a violentos bombardeios internos às estrelas, sendo o Sol a fonte mais prolífica de tais gases. De acordo com o livreto de Mendeleev, a atmosfera interestelar era provavelmente composta de várias espécies elementais adicionais.
Notas
Referências
Leitura adicional
- Scerri, Eric (2007). A tabela periódica: sua história e seu significado . Nova York: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-530573-9.