segunda-feira, 5 de junho de 2017

A tabela periódica e a evidência de um projetista cósmico

    No princípio não havia tempo, nem espaço, nem matéria. No instante inicial do espaço-tempo como o conhecemos, o “relógio universal” já marcava cerca de 10-43s. As três dimensões de espaço expandiram-se rapidamente com a passagem do tempo. A Criação do tempo induziu a criação de energia, que excitou o vácuo e criou partículas com grande quantidade de energia cinética, o que elevou a temperatura. Devido às propriedades do espaço-tempo, houve uma grande expansão e depois um resfriamento. Entrou em cena uma minúscula partícula conhecida como Bóson de Higgs que começou a conferir massa aos férmions e às demais partículas. Então, uma força nuclear mediada por glúons entrou em ação e os quarks (um tipo de férmions) começaram a se unir e formaram os prótons e nêutrons, depois os elétrons começaram a formar a eletrosfera dos primeiros átomos, em seguida foi produzido o primeiro elemento químico, o mais simples e o mais abundante no Universo: o Hidrogênio. Este elemento possui três formas semelhantes que são chamadas de isótopos (Prótio, Deutério e Trítio).


    Todavia, esse foi apenas o começo. Então, os isótopos Deutério e Trítio através de um processo denominado de fusão nuclear formaram o Hélio. Então, as nuvens de hidrogênio e hélio começaram a interagir e surgiu a primeira estrela, diferente de qualquer outra que conhecemos. As estrelas são verdadeiras fábricas de elementos químicos. Por esse motivo, essa estrela precisou explodir para espalhar os elementos fabricados em seu interior pelo Universo. Novamente, a gravidade começou agir e formou, com esses elementos lançados pelas estrelas, os planetas ricos em elementos essenciais à vida, o objetivo final do plano, para que, assim, ela pudesse surgir com toda a sua beleza e ordem, bem como todo o processo que a antecedeu.

    Essa breve e simplória descrição acima relata o que foi o Big Bang[1] e como surgiram os ingredientes necessários para que a vida pudesse surgir. Quando estudamos Química, nos deparamos
com a tabela dos elementos presentes na natureza (Tabela Periódica) e, por sua aparente complexidade, não nos damos conta de sua ordem e beleza. Será que o acaso sem propósito pode criar algo tão magnífico?

    Ao analisarmos o alfabeto, verificamos 26 símbolos que chamamos de letras e que são capazes de expressar de forma escrita todas as palavras em diversos idiomas. Se alguém afirmasse que esses símbolos surgiram do acaso, ninguém o levaria a sério. O mesmo acontece quando observamos a Tabela Periódica e identificamos atualmente 118 elementos em perfeita ordem, que podem ser agrupados em famílias. Tudo que vemos, desde rochas, água, ar, plantas, insetos, animais, até ao homem são constituídos por esses elementos. Alguns dão a impressão de existirem somente para benefício do próprio homem. A Tabela Periódica apresenta-se como sendo o alfabeto da vida. Sua beleza e ordem testemunham a favor de uma Inteligência agindo nos bastidores.

    É possível inferir que essa Inteligência brincou conosco e escondeu vários deles em compostos complexos em uma natureza repleta de beleza, como alguém que desejava fornecer pistas para não ficarmos sem saber de nossa origem e nos beneficiou, ainda, com um extremo apreço pelo o que é belo. Como um pai que estimula no filho o desejo pela leitura só pra que ele possa ler a sua biografia e conhecê-lo melhor.

Cyril Stanley Smith
    Veja o que Cyril Stanley Smith, um dos historiadores da metalurgia, afirma: “A metalurgia começou com a confecção de contas para colares e ornamentos malhados em cobre, o que ocorria naturalmente, muito antes de serem feitas facas e armas ‘úteis’”.[2] Dessa forma, não foi o instinto pela preservação e proteção da vida que impulsionou a descoberta dos elementos químicos, mas sim a arte, a beleza. Talvez seja por esse motivo que o ouro, “o metal menos prático é o mais valioso, valorizado porque os seres humanos são mais fundamentalmente artistas do que guerreiros” [3]. A existência da beleza por amor à própria beleza foi um desafio para Darwin que o levou a assumir que isso “seria totalmente fatal para sua teoria”[4].

    Foi exatamente o apreço pelo o que é belo que levou os cientistas a procurar por padrões ou modelos entre os elementos químicos. “Haviam visto sempre a natureza engenhosamente elaborada, suspeitando que houvesse uma ordem escondida com significado”[5]. Benjamin Wiker e Jonathan Witt trazem este tema em seu livro “Um Mundo com Significado” de maneira bem interessante.

Evolução Histórica

Johann Döbereiner
    Em 1800, a quantidade de elementos descoberta era suficiente para que a buscar por padrões que demonstrassem uma ordem fosse realizada pelos cientistas da época. 

 O primeiro a identificar a existência de modelos entre os elementos foi o alemão, Johann Döbereiner, que em 1817, criou, o que é considerado por alguns, o primeiro esboço da Tabela Periódica. Ele percebeu o que denominou de “Lei das tríade”, grupo composto por três elementos onde o peso atômico do elemento do centro aproximava-se da média entre os outros dois elementos. Mas não foi aceito porque compreendia um número pequeno de elementos. 

 Entretanto, essas tríades se encontram alinhadas verticalmente em Grupos diferentes (Li, Na e K no Grupo 1; Ca, Sr e Ba, no Grupo 2; S, Se e Te, no Grupo 16; Cl, Br e I, no Grupo 17) e, horizontalmente, no Período 4, os elementos Fe, Co e Ni.
Esboço do primeiro modelo da Tabela periódica, conhecida como Lei das tríade - 1817.
      Ainda no século XIX, Jean Baptiste André Dumas identificou padrões matemáticos nos elementos químicos. Sem que ele percebesse, acabou descobrindo a ordem de quatro grupos da Tabela Periódica.

Chancourtois
    O geólogo francês Alexandre-Émile Béguyer de Chancourtois foi o primeiro cientista a ver a periodicidade dos elementos quando foram arranjados em ordem de seus pesos atômicos. Creditado como sendo o descobridor original do periodicidade dos elementos e o criador do método tridimensional de acordo elemento e representação. 

    Ele desenhou os elementos como uma espiral contínua em torno de um cilindro de metal dividido em 16 partes. O peso atômico do oxigênio foi tomado como 16 e foi utilizado como padrão contra o qual todos os outros elementos foram comparados. Telúrio foi situado no centro, o que levou o nome "Parafuso telúrica". Em 1862, a invenção de Chancourtois, o parafuso de telurídeo calculou os pesos atômicos de todos os elementos conhecidos na época. Entretanto, o parafuso de telúrico não era confiável.
Modelo Parafuso Telúrico do cientistas Chancourtois em 1862
    Apesar do trabalho de Chancourtois, sua publicação atraiu pouca atenção dos químicos em todo o mundo. A razão é que o diagrama original de Chancourtois foi deixado fora da publicação, fazendo o papel difícil de compreender. 

Jonh Newlands
    Jonh Newlands, levando em consideração o entendimento de Dumas, observou que alinhando os elementos em ordem de peso atômico, iniciando com o Hidrogênio, cada oitavo elemento da ordem possuía propriedades semelhantes entre si. 

   Por exemplo: Se desconsiderássemos os Elementos de Transição e os Gases Nobres e iniciássemos em Li, o oitavo seria o Na, que possui características semelhantes ao Li; se iniciássemos com o Be, o oitavo seria o Mg, que possui características semelhantes ao Be. Ele chamou essa descoberta de “lei das oitavas”, semelhante às notas musicais. 

    Para Newlands, que era músico, os elementos químicos poderiam ser organizados em forma de um instrumento musical.
Teoria das "Leis das oitavas" de Jonh Newlands - 1864
    Entretanto, Newlands não persistiu em seus estudos e acabou cometendo alguns equívocos e isso maculou sua pesquisa. Se tivesse insistência em sua ideia inicial teria ido muito longe, já que muitos elementos químicos ainda estavam para ser descobertos. Newlands poderia ter, até mesmo, previsto esses elementos, bem como seus pesos e propriedades químicas.

Dmitri Mendeleev
    Em 1871, Dmitri Mendeleev, o profeta da descoberta dos elementos químicos, como uma criatura que ama padrões, acreditou que a natureza não interromperia os padrões que ele havia descoberto nos pesos e nas propriedades químicas crescentes nos elementos. Insistiu em sua teoria [Teoria da Ordem de Massa Atômica] e quando não havia um elemento descoberto com as características necessárias para se encaixar em um grupo, ele deixava o espaço em branco e afirmava que deveria haver um elemento na natureza a ser descoberto que preencheria os requisitos.

    Mendeleev previu a descoberta do escândio (Sc), ele o chamava de eka boron, previu seu peso e suas características e acertou em cheio. Do mesmo modo, previu a descoberta do gálio (Ga) e germânio (Ge). Este ilustre russo não viveu suficiente para testemunhar as descobertas de J. J. Thomson, Ernest Rutherford, Niels Bohr, Erwin Schrödinger e Werner Heisenberg, pois teria ele ficado maravilhado com tamanha beleza e ordem que a natureza ainda estava para revelar.

              Moseley
    Contudo, em 1913, o inglês Henry Gwyn Jeffreys Moseley, descobriu uma relação entre o espectro de raios X de um elemento químico e seu número atômico. Foi o primeiro a conseguir determinar os números atômicos dos elementos com precisão, esta teoria ficou conhecida como Ordem de Número Atômico

    Ele mostrou que, quando os átomos eram bombardeados pelos raios catódicos, eles emitiam raios X, e, já que cada um tinha sua propriedade, determinava os valores dos números atômicos, e ainda previu lugares na tabela periódica para outros elementos, que foram descobertos anos mais tarde. Desta forma, a disposição dos elementos na tabela periódica ficou com um parâmetro mais adequado, que persiste até hoje. Cientistas posteriores foram determinando os números de prótons de outros elementos a partir desta técnica.

    Como o acaso sem propósito pôde realizar uma tarefa de tamanha elegância e ordem? Seria mera coincidência? Evidências de ordem e beleza estão presentes na Natureza. Ela está repleta de insight de uma Inteligência. Essa mesma Inteligência dotou o homem com um interesse impressionante pela beleza, ordem e curiosidade para descobrir sua origem e destino, para que soubesse que não foi fruto de um acidente. Como disse Henri Poincaré: “O cientista não estuda a natureza porque ela é útil. Estuda-a porque encontra grande prazer nisso; ele encontra prazer no estudo porque a natureza é bela. Se não fosse bela, não valeria a pena conhecê-la e a vida não valeria a pena ser vivida”[6]. A natureza é bela e é inerente ao homem o amor e a busca pela beleza. Isso faz-nos crer que por trás de toda beleza existente no Universo há um Ser que ama o belo e atribuiu às suas criaturas o mesmo sentimento.

Autor: Hilton Bastos 

Referências

[1] Acreditamos que o modelo do Big Bang não é totalmente incompatível com o Criacionismo Científico, embora haja quem discorde. A ideia de um Universo ainda em expansão e a cronologia utilizada parece ser cabível de revisão. Entretanto acreditamos que o modelo inicial utilizado nos dois primeiros parágrafos, onde subtraímos a cronologia evolucionista, não parece, a priori, contradizer a teologia.
[1] Cyril Stanley Smith. “Aestethic curiosity, the root of invention”, Anvil's ring, 1996. Disponível em http://www.pennabilli.org/testi/Smith_EN.htm, último acesso em 22 de fevereiro de 2017.
[2] Benjamin Wiker e Jonathan Witt. Um mundo com significado – como as artes e a ciência revelam o gênio da natureza. São Paulo, Cultura Cristã, 2009, p. 110.
[3] De “Utilitarian Doctrine, How Far True: Beauty, How Acquired”, cap. 6 de Charles Darwin, The Origin of Species, 6ª ed. Nova York: Mentor, 1958, p. 188. Extraído de Benjamin Wiker e Jonathan Witt. Um mundo com significado – como as artes e a ciência revelam o gênio da natureza. São Paulo, Cultura Cristã, 2009, p. 111.
[4] Benjamin Wiker e Jonathan Witt. Um mundo com significado – como as artes e a ciência revelam o gênio da natureza. São Paulo, Cultura Cristã, 2009, p. 127.
[5] Henri Poincaré, The Value of Science, Nova York, Dover, 1958, p. 8. Extraído de Benjamin Wiker e Jonathan Witt. Um mundo com significado – como as artes e a ciência revelam o gênio da natureza. São Paulo, Cultura Cristã, 2009, p. 109.



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