16. O jardim de Mendeleiev

 

EM 1945 FOI REABERTO O SCIENCE MUSEUM, em South Kensington (estivera fechado durante grande parte da guerra), e vi pela primeira vez a gigantesca tabela periódica ali exposta. A estrutura da tabela ocupava toda uma parede no patamar superior; era um gabinete feito de madeira escura com noventa e tantos cubículos, cada qual com a inscrição do nome, peso atômico e símbolo químico de seu elemento. E em cada cubículo havia uma amostra do próprio elemento (pelo menos daqueles que haviam sido obtidos em sua forma pura e que podiam ser expostos com segurança). Intitulava-se “Classi cação periódica dos elementos — segundo Mendeleiev”.

Minha primeira visão foram os metais, dúzias deles em todas as formas possíveis: bastões, nacos, cubos, lamentos, folhas, discos, cristais. A maioria era cinzenta ou prateada, alguns tinham um leve toque de azul ou rosa. Uns poucos tinham superfícies com um pálido brilho amarelado, e por m havia as cores vivas do cobre e do ouro.

No canto superior direito cavam os metaloides, os elementos não metálicos — o enxofre em espetaculares cristais amarelos e o selênio em cristais vermelhos translúcidos, o fósforo, como cera de abelha descorada, mantido em água, e o carbono, em minúsculos diamantes e brilhante gra te preta. Havia o boro, um pó pardacento, e o silício encrespado e cristalino, com um intenso brilho negro como gra te ou galena.

À esquerda estavam os álcalis e os metais alcalinoterrosos — os metais de Humphry Davy —, todos (exceto o magnésio) em banhos protetores de nafta. Espantei-me com o lítio, no canto superior, que de tão leve

utuava na nafta, e também com o césio, mais abaixo, que formava uma

poça cintilante sob a nafta. O césio, eu sabia, tinha um ponto de fusão baixíssimo, e aquele era um dia quente de verão. Mas eu não havia percebido plenamente, nos pedacinhos parcialmente oxidados que vira, que o césio puro era dourado — de início emitia apenas um lampejo, um clarão dourado, parecendo iridescente nos tons áureos; e então, olhado de um ângulo inferior, ele era de um dourado puro, fazia pensar em um mar de ouro ou mercúrio dourado.

Havia outros elementos que até então haviam sido para mim apenas nomes (ou, o que é quase tão abstrato, nomes associados a algumas propriedades físicas e pesos atômicos), e agora, pela primeira vez, eu os via concretos, em toda a sua diversidade. Naquele primeiro vislumbre sensorial, vi a tabela como um suntuoso banquete, uma gigantesca mesa servida com oitenta e tantos pratos diferentes.

Na época eu já estava familiarizado com as propriedades de muitos elementos, e sabia que formavam famílias naturais, como os metais alcalinos, os metais alcalinoterrosos e os halogênios. Essas famílias (que Mendeleiev chamou de “grupos”) compunham as verticais da tabela, com os álcalis e os metais alcalinoterrosos à esquerda, os halogênios e gases inertes à direita e todo o resto em quatro grupos intermediários. Não estava tão clara a condição de “grupo” desses conjuntos intermediários — por exemplo, no Grupo VI eu via o enxofre, o selênio e o telúrio. Sabia que esses três (meus “malcheirogênios”) eram muito semelhantes, mas o que o oxigênio estava fazendo ali, encabeçando o grupo? Devia haver algum princípio mais profundo em ação — e de fato havia. Estava impresso no topo da tabela, mas na impaciência de ver os elementos propriamente ditos, eu não prestara atenção. O princípio mais profundo, enxerguei então, era a valência. O termo valência não aparecia em meus livros vitorianos mais antigos, pois só fora desenvolvido adequadamente no nal da década de 1850; Mendeleiev foi um dos primeiros a aproveitá-lo e usá-lo como base para classi cação, a apresentar o que nunca antes estivera claro: um fundamento racional, uma base para o fato de os elementos parecerem formar famílias naturais, terem profundas analogias químicas e físicas uns com os outros. Mendeleiev então reconheceu oito desses grupos de elementos segundo suas valências.

Assim, os elementos do Grupo I, os metais alcalinos, tinham valência 1: um átomo desses elementos combinava-se a um átomo de hidrogênio, formando compostos como LiH, NaH, KH etc. (Ou com um átomo de cloro, formando compostos como LiCl, NaCl, KCl.) Os elementos do Grupo II, metais alcalinoterrosos, tinham valência 2, formando compostos como CaCl2, SrCl2, BaCl2 etc. A maior valência, 8, pertencia aos elementos do Grupo VIII.

Embora Mendeleiev estivesse organizando os elementos segundo a valência, também cava fascinado com os pesos atômicos e com o fato de cada elemento ter seu peso único e especí co e por ser esse peso, em certo sentido, a assinatura atômica de cada elemento. E se, mentalmente, ele começou a indexar os elementos segundo suas valências, fez o mesmo tomando por base os pesos atômicos. Então, como por mágica, as duas classi cações coincidiram. Pois se Mendeleiev organizasse os elementos simplesmente na ordem de seus pesos atômicos, em “períodos” horizontais, como os denominava, evidenciavam-se recorrências das mesmas propriedades e valências em intervalos regulares.

Cada elemento imitava as propriedades do elemento acima dele e era um membro ligeiramente mais pesado da mesma família. A mesma melodia, por assim dizer, era tocada em cada período — primeiro um metal alcalino, depois um metal alcalinoterroso, em seguida mais seis elementos, cada qual com sua valência ou tom —, mas tocada em um registro diferente (não pude deixar de pensar em oitavas e escalas, pois vivia em uma casa musical, e as escalas eram a periodicidade que eu ouvia diariamente). Era o agrupamento em oito que dominava a tabela periódica à minha frente, embora também se pudesse ver, na parte inferior da tabela, que elementos extras se interpunham nos octetos básicos: dez elementos extras para cada um nos Períodos 4 e 5, e dez mais catorze no Período 6.

E nessa progressão cada período completava-se e conduzia ao seguinte em uma série de voltas vertiginosas — pelo menos, essa foi a forma assumida em minha imaginação, fazendo com que a discreta tabela retangular diante de mim se transformasse, mentalmente, em espirais ou voltas. A tabela era uma espécie de escadaria cósmica, ou uma escada de Jacó que nos comunicava com um céu pitagórico.

Percebi subitamente, assombrado, quanto a tabela periódica deve ter surpreendido os primeiros que a viram — químicos que conheciam a fundo as sete ou oito famílias químicas, mas nunca se tinham dado conta da base daquelas famílias (a valência), nem de que todas elas podiam ser reunidas em um único sistema abrangente. Eu me perguntei se eles teriam reagido como eu àquela primeira revelação, exclamando: “Mas é claro! É tão óbvio! Como foi que não pensei nisso?”.

Analisando com base nas verticais ou nas horizontais, chegava-se à mesma grade. Era como um jogo de palavras cruzadas, podiam-se procurar as chaves pela horizontal ou pela vertical, só que as palavras cruzadas são uma criação arbitrária, puramente humana, ao passo que a tabela periódica re etia uma ordem intrínseca da natureza, pois mostrava todos os elementos organizados em uma relação fundamental. Tive a sensação de que a tabela guardava um segredo maravilhoso, mas era um criptograma sem uma chave; por que essa relação era assim?

Quase não dormi naquela noite, de tão empolgado com a tabela periódica — que façanha incrível, pensei, arranjar todo o vasto e aparentemente caótico universo da química em uma ordem abrangente. A primeira grande elucidação intelectual ocorrera com a de nição de elementos por Lavoisier, com a descoberta de Proust de que os elementos se combinavam apenas em proporções distintas, e com a ideia de Dalton de que os elementos tinham átomos com pesos atômicos únicos. Com essas noções, a química entrou na maturidade e se tornou a química dos elementos. Mas os próprios elementos não eram vistos como organizados em alguma ordem; podiam ser listados alfabeticamente (como fez Pepper em Playbook of metals) ou segundo famílias ou grupos locais isolados. Nada além disso foi possível antes do feito de Mendeleiev. Ter percebido uma organização geral, um princípio abrangente unindo e relacionando todos os elementos tinha algo de milagroso, de genial. E isso me deu, pela primeira vez, a noção do poder transcendente da mente humana, do fato de que ela poderia estar equipada para descobrir ou decifrar os segredos mais íntimos da natureza, para ler a mente de Deus.

Não parei de sonhar com a tabela periódica durante o sono leve e agitado daquela noite — sonhei que ela era um cata-vento ou uma rodinha de fogos de artifício que girava e faiscava, depois que era uma grande nebulosa que ia do primeiro ao último elemento e continuava, depois do urânio, a avançar para o in nito. No dia seguinte eu mal podia esperar que o museu abrisse; corri para o andar superior, onde estava a tabela, assim que as portas foram destrancadas.

Nessa segunda visita, eu me peguei olhando a tabela de uma perspectiva quase geográ ca, como uma região, um reino com diferentes territórios e fronteiras. Ver a tabela como uma região geográ ca permitiu que eu me colocasse acima dos elementos individuais e distinguisse certos gradientes e tendências gerais. Os metais desde muito tempo já vinham sendo considerados uma categoria especial de elementos, e agora era possível ver, em um relance quase sinóptico, que eles ocupavam três quartos do reino, todos do lado oeste, a maioria ao sul, deixando apenas uma área pequena, principalmente a nordeste, para os metaloides. Uma linha recortada, como um Muro de

Adriano,* separava os metais do resto, com alguns “semimetais”, metaloides — arsênio, selênio — em cima do muro. Podíamos ver os gradientes de ácido e base, ver que os óxidos dos elementos “ocidentais” reagiam com a água formando álcalis, e os óxidos dos elementos “orientais”, a maioria metaloides, formavam ácidos. Podíamos perceber, também em um relance, que os elementos nas duas fronteiras do reino — os metais alcalinos e os halogênios, como o sódio e o cloro, por exemplo — mostravam a maior avidez um pelo outro e se combinavam com força explosiva, formando sais cristalinos com pontos de fusão elevados que se dissolviam formando eletrólitos, enquanto os elementos do meio formavam um tipo bem diferente de composto — líquidos ou gases voláteis que resistiam à corrente elétrica. Podíamos ver, lembrando como Volta, Davy e Berzelius classi caram os elementos em uma série elétrica, que aqueles mais fortemente eletropositivos estavam todos à esquerda, e os mais fortemente eletronegativos, à direita. Assim, não era apenas a localização dos elementos individuais, mas tendências de todo tipo que saltavam à vista quando olhávamos a tabela.

Ver a tabela, “entendê-la”, mudou minha vida. Passei a visitá-la sempre que podia. Copiei-a em meu caderno de exercícios, andava com ela por toda parte; acabei por conhecê-la tão bem — visual e conceitualmente — que era capaz de traçar em minha mente os seus caminhos em todas as direções, subindo por um grupo, virando à direita em um período, parando, descendo por outro, e sempre sabendo onde eu estava. Era como um jardim, o jardim de números que eu amava quando pequeno — mas, diferentemente deste, a tabela era real, uma chave para o universo. Eu passava horas fascinado, totalmente absorto,

vagueando e fazendo descobertas no jardim encantado de Mendeleiev.1

Havia no museu uma fotogra a de Mendeleiev ao lado da tabela periódica; ele parecia uma mistura de Fagin e Svengali, barbudo, de cabeleira densa e olhos penetrantes, hipnóticos. Uma gura selvagem, extravagante, bárbara — mas tão romântica, a seu modo, quanto o byrônico Humphry Davy. Eu precisava saber mais sobre ele, ler seu célebre Princípios de química, o livro no qual ele publicara sua tabela periódica pela primeira vez.

Seu livro, sua vida, não me desapontaram. Ele foi um homem de interesses enciclopédicos. Foi amante da música e amigo próximo de Borodin (que também era químico). E foi o autor do mais envolvente e

vívido texto sobre química já publicado, 2 Princípios de química.

Como meus pais, Mendeleiev provinha de uma família enorme — era o mais novo de catorze lhos. Sua mãe com certeza reconheceu nele a inteligência precoce; quando o lho fez catorze anos, pressentindo que estaria perdido sem uma educação adequada, ela saiu da Sibéria e percorreu milhares de quilômetros a pé com ele, primeiro até a Universidade de Moscou (que não o aceitou por ser siberiano), e depois até São Petersburgo, onde lhe foi concedida uma bolsa de estudos para a carreira do magistério. (Sua mãe, na época com quase sessenta anos, aparentemente morreu de exaustão depois desse esforço prodigioso. Mendeleiev, muito ligado a ela, mais tarde dedicaria Princípios de química à sua memória.)

Mesmo quando estudante em São Petersburgo, Mendeleiev demonstrou não só uma insaciável curiosidade, mas uma avidez por todo tipo de princípio organizador. Lineu, no século XVIII, classi cara os animais e as plantas, e também os minerais (com muito menos êxito). Dana, na década de 1830, substituíra a antiga classi cação física dos minerais por uma classi cação química com cerca de uma dúzia de categorias principais (elementos nativos, óxidos, sulfetos etc.). Mas não existia uma classi cação desse tipo para os próprios elementos, e já se conheciam aproximadamente sessenta deles. De fato, parecia quase impossível categorizar alguns. Onde situar o urânio, ou o berílio, esse intrigante metal ultraleve? Alguns dos elementos descobertos posteriormente eram ainda mais difíceis — o tálio, por exemplo, descoberto em 1862, em certos aspectos assemelhava-se ao chumbo, em outros, à prata, em outros, ao alumínio e, em outros ainda, ao potássio.

Quase vinte anos se passaram desde que Mendeleiev começou a se interessar pela classi cação até o surgimento de sua tabela periódica em 1869. Esse longo período de re exão e incubação (tão semelhante, de certa forma, ao de Darwin antes da publicação de A origem das espécies) talvez explique por que, ao publicar Princípios de química, Mendeleiev pôde apresentar uma vastidão de conhecimentos e uma visão muito mais abrangente que as de qualquer um de seus contemporâneos — alguns dos quais também tinham uma clara ideia da periodicidade, mas não foram capazes de dar uma estrutura à profusão de detalhes que ele organizou.

Mendeleiev contou que escrevia as propriedades e pesos atômicos dos elementos em cartões, embaralhava-os e os estudava constantemente durante suas longas viagens de trem pela Rússia, jogando uma espécie de “paciência química” (como ele a chamava), tateando à procura de alguma ordem, de um sistema que pudesse dar um sentido a todos os elementos, suas propriedades e pesos atômicos.

Houve outro fator crucial. Durante décadas existira uma grande confusão com respeito aos pesos atômicos de muitos elementos. Só quando ela foi nalmente esclarecida, na conferência de Karlsruhe de 1860, Mendeleiev e outros puderam começar a pensar na elaboração de uma taxonomia completa dos elementos. Mendeleiev fora a Karlsruhe com Borodin (uma viagem musical além de química, pois foram parando pelo caminho para tocar nos órgãos das igrejas). Com os antigos pesos atômicos da era pré-Karlsruhe, podia-se ter uma ideia de tríades ou grupos locais, mas não era possível ver que havia uma relação numérica

entre os próprios grupos.3 Só quando Cannizzaro mostrou como era possível obter pesos atômicos con áveis e salientou, por exemplo, que os pesos atômicos corretos dos metais alcalinoterrosos (cálcio, estrôncio e bário) eram 40, 88 e 137 (e não 20, 44 e 68, como antes se acreditava),

cou claro quanto esses elementos eram próximos dos metais alcalinos

— potássio, rubídio e césio. Essa proximidade, e por sua vez a proximidade dos pesos atômicos dos halogênios — cloro, bromo e iodo —, foi o que impulsionou Mendeleiev, em 1868, a elaborar uma pequena tabela justapondo esses três grupos:

Cl 35,5 K 9 Ca 40 Br 80 Rb 85 Sr 88

I 127 Cs 133 Ba 137

E foi nessa etapa, quando viu que o arranjo dos três grupos de elementos em ordem de peso atômico produzia um padrão repetitivo — um halogênio seguido por um metal alcalino e então por um metal alcalinoterroso —, que Mendeleiev, julgando que esse poderia ser um fragmento de um padrão mais amplo, avançou para a ideia de que haveria uma periodicidade governando todos os elementos — uma Lei Periódica.

A primeira tabela pequena de Mendeleiev tinha de ser preenchida e então ampliada em todas as direções, como quem completa um jogo de palavras cruzadas; isso, em si, requeria algumas especulações ousadas. Que elemento, ele se perguntou, seria quimicamente a m dos metais alcalinoterrosos, mas seguiria o lítio em peso atômico? Aparentemente não existia um elemento com tais características — ou seria o berílio, em geral considerado trivalente, com um peso atômico de 14,5? E se, em vez disso, ele fosse bivalente, e portanto com um peso atômico não de 14,5 mas de 9? Nesse caso, ele se seguiria ao lítio e se encaixaria perfeitamente no espaço vago.

Movendo-se entre o cálculo consciente e o palpite, entre a intuição e a análise, Mendeleiev em poucas semanas chegou a uma tabulação de trinta e tantos elementos em ordem ascendente de peso atômico, uma tabulação que agora indicava haver uma recapitulação de propriedades a cada oitavo elemento. E na noite de 16 de fevereiro de 1869, conta-se, Mendeleiev teve um sonho no qual viu quase todos os elementos conhecidos organizados em uma grande tabela. Na manhã seguinte, ele

a pôs no papel.4

A lógica e o esquema da tabela de Mendeleiev eram tão claros que certas anomalias sobressaíam de imediato. Certos elementos pareciam estar no lugar errado, enquanto alguns lugares não tinham elementos. Com base em seu imenso conhecimento da química, Mendeleiev reposicionou meia dúzia de elementos, contestando a valência e o peso atômico que na época lhes eram atribuídos. Com isso, demonstrou uma audácia que chocou alguns de seus contemporâneos (Lothar Meyer, por exemplo, julgou monstruoso mudar pesos atômicos simplesmente porque eles não se “enquadravam”).

Em um ato de suprema con ança, Mendeleiev reservou diversos espaços vazios em sua tabela para elementos “ainda desconhecidos”. A rmou que, inferindo com base nas propriedades dos elementos acima e abaixo (e também, em certo grau, nas propriedades dos elementos de ambos os lados), era possível fazer uma previsão con ante de como seriam esses elementos desconhecidos. E foi exatamente o que ele fez em sua tabela de 1871, predizendo com detalhes um novo elemento (“eca-alumínio”) que estaria abaixo do alumínio no Grupo III. Quatro anos depois, um elemento exatamente com essas características foi descoberto pelo químico francês Lecoq de Boisbaudran, recebendo o nome de gálio (por patriotismo ou em matreira referência a seu próprio nome, Lecoq, que signi ca galo).

A exatidão da previsão de Mendeleiev foi espantosa: ele predisse um peso atômico de 68 (Lecoq calculou 69,9) e uma gravidade especí ca de 5,9 (Lecoq calculou 5,94), e supôs corretamente um grande número de outras propriedades físicas e químicas do gálio — sua fusibilidade, seus óxidos, sais e valência. Houve, de início, algumas discrepâncias entre as observações de Lecoq e as predições de Mendeleiev, mas todas foram rapidamente elucidadas, dando razão ao segundo. De fato, a rmou-se que Mendeleiev tinha mais noção das propriedades do gálio — um elemento que ele nunca vira — do que o homem que o descobrira.

Subitamente, Mendeleiev deixou de ser visto como um mero teórico ou sonhador e foi reconhecido como um homem que descobrira uma lei básica da natureza; a tabela periódica transformou-se de um esquema bonitinho mas não comprovado em um guia inestimável capaz de permitir que uma imensa quantidade de informações químicas antes desconexas viesse a ser coordenada. A tabela também poderia ser usada para sugerir todo tipo de pesquisas no futuro, incluindo uma busca sistemática de elementos “faltantes”. “Antes da promulgação desta lei”, diria Mendeleiev quase vinte anos mais tarde, “os elementos químicos eram meros fatos fragmentários e acidentais da Natureza; não havia razão especial para esperarmos a descoberta de novos elementos.”

Agora, com a tabela periódica de Mendeleiev, não só se poderia esperar que fossem descobertos, como predizer suas propriedades. Mendeleiev fez duas outras previsões igualmente detalhadas, que se con rmaram com a descoberta do escândio e do germânio alguns anos

depois.5 Também nesses casos, como ocorrera com o gálio, ele fez suas predições com base em analogias e linearidades, intuindo que as propriedades físicas e químicas desses elementos desconhecidos, bem como seus pesos atômicos, estariam entre as dos elementos vizinhos em

seus grupos verticais.6

Curiosamente, a chave de toda a tabela não foi antevista por Mendeleiev, e talvez não pudesse ter sido, pois o problema não era faltar um elemento, mas toda uma família ou grupo. Quando o argônio foi descoberto, em 1894 — um elemento que não parecia enquadrar-se em lugar nenhum na tabela —, Mendeleiev a princípio negou que ele pudesse ser um elemento, julgando que se tratasse de uma forma mais pesada de nitrogênio (N3, análogo ao ozônio, O3). Mas então cou evidente que havia um espaço para ele, exatamente entre o cloro e o potássio, e, na verdade, para todo um grupo situado entre os halogênios e os metais alcalinos em cada período. Isso foi percebido por Lecoq, que foi além e predisse os pesos atômicos dos outros cinco gases ainda não conhecidos — os quais, de fato, não tardaram a ser descobertos. Com a descoberta do hélio, neônio, criptônio e xenônio, cou claro que esses gases formavam um grupo periódico perfeito, um grupo tão inerte, tão modesto, tão discreto que durante um século escapou à atenção dos

químicos.7 Os gases inertes eram idênticos em sua incapacidade de

formar compostos; aparentemente, tinham valência zero.8

A tabela periódica era incrivelmente bela, a coisa mais bela que eu já vira. Eu nunca seria capaz de analisar adequadamente o que “beleza” signi cava neste caso para mim — simplicidade? coerência? ritmo? inevitabilidade? Ou talvez a simetria, a abrangência do fato de cada elemento estar rmemente encerrado em seu lugar, sem lacunas, sem exceções, cada coisa subententendo todo o resto.

Fiquei transtornado quando um químico de imensa erudição, J. W. Mellor, cujo vasto tratado sobre química inorgânica eu começara a folhear, tachou a tabela periódica de “super cial” e “ilusória”, não mais verdadeira, não mais fundamental que qualquer outra classi cação ad hoc. Isso me fez entrar brevemente em pânico, tornou imperativo veri car se a ideia da periodicidade sustentava-se em outros aspectos além da característica química e da valência.

Essa investigação tirou-me do laboratório e me levou a um novo livro que imediatamente se tornou minha bíblia: CRC Handbook of Physics and Chemistry, um livro grosso, quase cúbico, de quase 3 mil páginas, contendo tabelas de todas as propriedades físicas e químicas imagináveis, muitas das quais decorei obsessivamente.

Aprendi as densidades, pontos de fusão, pontos de ebulição, índices de refração, solubilidade e formas cristalinas de todos os elementos e centenas de seus compostos. Absorvi-me registrando tudo isso em grá cos, relacionando pesos atômicos a cada propriedade física que me viesse à mente. Quanto mais eu explorava, mais empolgado e eufórico

cava, pois quase tudo o que eu analisava apresentava periodicidade: não

só densidade, ponto de fusão, ponto de ebulição, mas também condutividade de calor e eletricidade, forma cristalina, dureza, mudanças de volume com fusão, expansão com calor, potenciais eletrolíticos etc. Portanto, não era só a valência, eram também as propriedades físicas. O poder, a universalidade da tabela periódica aumentaram para mim com essa con rmação.

Havia exceções às tendências mostradas na tabela periódica, e também anomalias — algumas delas gritantes. Por quê, por exemplo, o manganês era tão mau condutor de eletricidade, quando os elementos que o ladeavam eram razoavelmente bons condutores? Por que o magnetismo forte limitava-se aos metais férreos? Mas essas exceções, eu de certa forma estava convencido, re etiam a atuação de mecanismos

adicionais especiais, e em nenhum aspecto invalidavam o sistema geral.9

Usando a tabela periódica, tentei fazer previsões também: procurei predizer as propriedades de dois elementos ainda desconhecidos, como

zera Mendeleiev para o gálio e os outros. Eu tinha observado, ao ver

pela primeira vez a tabela no museu, que havia nela quatro lacunas. O último dos metais alcalinos, o elemento 87, ainda estava faltando, assim como o último dos halogênios, o elemento 85. O elemento 43, abaixo do manganês, também estava ausente, embora no espaço a ele reservado

estivesse escrito “?Masúrio”, sem peso atômico.10 Finalmente, também faltava o elemento 61, das terras-raras.

Era fácil predizer as propriedades do metal alcalino desconhecido, pois os metais alcalinos eram todos muito semelhantes, e bastava inferir com base nos outros elementos do grupo. O 87, calculei, seria o mais pesado, mais fusível e mais reativo de todos; seria líquido em temperatura ambiente e, como o césio, teria um brilho dourado. De fato, poderia ser da cor salmão, como o cobre derretido. Seria ainda mais eletropositivo que o césio, e teria um efeito fotoelétrico ainda mais forte. Como os outros metais alcalinos, daria às chamas uma cor esplêndida — provavelmente azulada, pois as cores das chamas do lítio ao césio tendiam para essa cor.

Era igualmente fácil predizer as propriedades do halogênio desconhecido, pois os halogênios também eram muito semelhantes, e o grupo mostrava tendências lineares simples.

Mas predizer as propriedades dos elementos 43 e 61 seria mais difícil, pois não eram elementos “típicos” (na acepção de Mendeleiev). E foi precisamente com esses elementos atípicos que Mendeleiev teve problemas, sendo impelido a rever sua tabela original. Os metais de transição apresentavam uma espécie de homogeneidade. Eram todos metais, todos os trinta, e a maioria, como o ferro, era dura e resistente, densa e infusível. Isso se aplicava especialmente aos pesados elementos de transição, como os metais do grupo da platina e os metais

lamentosos que tio Dave me revelara. Meu interesse pelas cores me fez

ver outro fato: enquanto os compostos de elementos típicos eram em geral incolores, como o sal comum, os compostos de metais de transição com frequência tinham cores fortes: os minerais, sais de manganês e de cobalto eram rosados, os sais de níquel e cobre, verdes, o vanádio, de muitas cores; e às suas numerosas cores correspondiam numerosas valências. Todas essas propriedades indicaram-me que os elementos de transição eram um tipo especial de animal — diferente, em sua natureza, dos elementos típicos.

Ainda assim era possível arriscar o palpite de que o elemento 43 teria algumas das características do manganês e do rênio, os outros metais de seu grupo (por exemplo, teria valência 7 no máximo, e formaria sais coloridos); mas que seria genericamente semelhante aos metais de transição vizinhos em seu período — nióbio e molibdênio à esquerda, e aos metais leves do grupo da platina à direita. Portanto, também se podia predizer que ele seria um metal brilhante, duro, prateado, com densidade e ponto de fusão semelhantes aos daqueles elementos. Seria o tipo de metal que Tio Tungstênio adoraria, e exatamente o tipo de metal que teria sido descoberto por Scheele na década de 1770 — isto é, se existisse em quantidades apreciáveis.

A predição mais difícil, em qualquer detalhe, seria a do elemento 61, o metal faltante das terras-raras, pois esses elementos eram, em muitos aspectos, os mais desnorteantes.

Quem primeiro me falou sobre as terras-raras deve ter sido minha mãe, que era uma fumante inveterada e acendia um cigarro atrás do outro com um pequeno isqueiro Ronson. Certo dia ela me mostrou a “pedra” do isqueiro, retirando-a do mecanismo, e explicou que não era realmente uma pedra, e sim um metal que produzia faíscas quando raspado. Esse “misch metal” — consistindo sobretudo em cério — era uma mistura de meia dúzia de metais, todos eles muito semelhantes, e todos eles terras-raras. Esse nome curioso, terras-raras, tinha algo de mítico, de conto de fadas, e eu imaginava as terras-raras não só como raras e preciosas, mas também dotadas de qualidades secretas, especiais, que nenhum outro elemento possuía.

Mais tarde, tio Dave contou-me sobre as extraordinárias di culdades que os químicos tiveram para separar as terras-raras individuais — havia uma dúzia ou mais delas —, pois eram espantosamente semelhantes, às vezes indistinguíveis em suas propriedades físicas e químicas. Seus minérios (que, por alguma razão, pareciam provir todos da Suécia) nunca continham um único elemento das terras-raras, mas todo um grupo, como se a própria natureza tivesse di culdade para distingui-los. A análise desses elementos compôs toda uma saga na história da química, uma saga de pesquisas empolgantes (e frequentes frustrações) nos cem anos ou mais que foram necessários para identi cá-los. De fato, a separação dos últimos elementos das terras-raras cou além da capacidade da química oitocentista, e foi só com o uso de métodos físicos como a espectroscopia e a cristalização fracionada que eles

nalmente foram separados. Nada menos que 15 mil cristalizações

fracionadas, explorando as diferenças in nitesimais na solubilidade de seus sais, foram necessárias para separar os dois últimos, itérbio e lutécio — um esforço que levou anos.

Apesar disso, houve químicos que caram fascinados com os intransigentes elementos das terras-raras e passaram a vida toda tentando isolá-los, pressentindo que seu estudo poderia lançar uma luz inesperada sobre todos os elementos e suas periodicidades:

As terras-raras [escreveu William Crookes] nos confundem em nossas

pesquisas, nos desnorteiam em nossas especulações e nos assombram

até em nossos sonhos. Estendem-se como um mar desconhecido

diante de nós, zombando, desconcertando e murmurando estranhas

revelações e possibilidades.

Se os químicos se sentiram desnorteados, confusos e assombrados pelos elementos das terras-raras, Mendeleiev exasperou-se tentando situá-los em sua tabela periódica. Só eram conhecidas cinco terras-raras quando ele elaborou sua primeira tabela, em 1869, mas nas décadas seguintes foram sendo descobertas muitas outras, e a cada descoberta o problema aumentava, pois todas, com pesos atômicos consecutivos, situavam-se (ao que parecia) em um único espaço na tabela, espremidas, por assim dizer, entre dois elementos contíguos no Período 6. Outros também lutaram para situar os elementos de semelhança enlouquecedora, frustrados adicionalmente por uma grande incerteza quanto ao número de elementos das terras-raras que poderiam vir a ser descobertos.

Muitos químicos, em ns do século XIX, sentiram-se inclinados a situar os elementos de transição e as terras-raras em “blocos” separados, pois era preciso uma tabela periódica com mais espaço, mais dimensões para acomodar aqueles elementos “adicionais” que pareciam interromper os oito grupos básicos da tabela. Tentei elaborar diferentes formas de tabela periódica para acomodar esses blocos, experimentando tabelas em espiral e tridimensionais. Descobri depois que muitos outros haviam feito o mesmo: mais de cem versões da tabela apareceram enquanto Mendeleiev era vivo.

Todas as tabelas que z, e todas as que vi, terminavam com incerteza, com um ponto de interrogação, em torno do “último” elemento, o urânio. Eu estava imensamente curioso sobre isso, sobre o Período 7, que começava com o até então desconhecido metal alcalino, o elemento 87, mas só ia até o urânio, o elemento 92. Por quê, eu me perguntava, terminava ali, depois de apenas seis elementos? Não poderia haver mais elementos depois do urânio?

O próprio urânio havia sido colocado por Mendeleiev abaixo do tungstênio, o mais pesado dos elementos de transição do Grupo VI, pois quimicamente os dois eram muito parecidos (o tungstênio formava um hexa uoreto volátil, um vapor muito denso, e o mesmo acontecia com o urânio — esse composto, UF6, foi usado na guerra para separar os isótopos do urânio). O urânio parecia um metal de transição, parecia o ecatungstênio — mas isso de certa forma me incomodava, por isso decidi investigar mais, examinar a densidade e o ponto de fusão de todos os metais de transição. Assim que o z, descobri uma anomalia, pois embora as densidades dos metais aumentassem constantemente através dos Períodos 4, 5 e 6, declinavam de forma inesperada quando chegávamos aos elementos do Período 7. O urânio era, na verdade, menos denso que o tungstênio, embora tudo levasse a crer que fosse mais (de modo analógo, o tório era menos denso que o háfnio, e não mais, como se esperaria). Ocorria precisamente o mesmo com seus pontos de fusão: atingiam um máximo no Período 6, e então de súbito declinavam.

Fiquei empolgado, achei que tinha feito uma descoberta. Seria possível, apesar de todas as semelhanças entre o urânio e o tungstênio, que o urânio não pertencesse realmente ao mesmo grupo, que nem sequer fosse um metal de transição? Isso também poderia aplicar-se aos outros elementos do Período 7, o tório e o protoactínio, e aos elementos (imaginários) seguintes ao urânio? Esses elementos poderiam ser o início de uma segunda série de terras-raras, precisamente análoga à primeira no Período 6? Se isso fosse verdade, o ecatungstênio não seria o urânio, mas um elemento ainda não descoberto, que só apareceria depois que a segunda série das terras-raras se completasse. Em 1945 isso ainda era inimaginável, um assunto de cção cientí ca.

Exultei ao saber, logo depois da guerra, que minhas conjecturas estavam corretas, quando foi anunciado que Glenn Seaborg e seus colaboradores em Berkeley haviam conseguido produzir alguns elementos transurânicos — os elementos 93, 94, 95 e 96 — e descoberto que eles realmente faziam parte de uma segunda série de elementos de

terras-raras.11

O número de elementos na segunda série de terras-raras, a rmou Seaborg, por analogia com a primeira série, também seria catorze, e depois do 14 o elemento (de número 103) poderíamos esperar dez elementos de transição, e só então os elementos nais do Período 7, terminando com um gás inerte no elemento 118. Depois desse elemento, Seaborg aventou, teria início um novo período, começando, como todos os outros, com um metal alcalino, o elemento 119.

Parecia que a tabela periódica poderia, portanto, ser ampliada com novos elementos muito além do urânio, elementos que poderiam nem existir na natureza. Não estava claro se havia algum limite para esses elementos transurânicos; talvez os átomos de elementos assim se tornassem grandes demais para se manter juntos. Mas o princípio da periodicidade era fundamental, e ao que parecia podia ser estendido inde nidamente.

Embora Mendeleiev considerasse a tabela periódica primordialmente uma ferramenta para organizar e prever as propriedades dos elementos, ele também julgou que ela encerrava uma lei fundamental, e de vez em quando re etia sobre “o mundo invisível dos átomos químicos”. Pois estava claro que a tabela periódica olhava para ambos os lados: para fora, para as propriedades manifestas dos elementos, e para dentro, para alguma propriedade atômica ainda desconhecida que as determinava.

Naquele primeiro, longo e extasiado encontro no Science Museum, tive certeza de que a tabela periódica não era arbitrária nem super cial, e sim uma representação de verdades que nunca seriam refutadas; ao contrário, seriam continuamente con rmadas, mostrariam novos níveis com novos conhecimentos, pois ela era tão profunda e simples quanto a própria natureza. E a percepção desse fato produziu em mim, garoto de doze anos, uma espécie de êxtase, o sentimento (nas palavras de Einstein) de que “fora levantada uma pontinha do grande véu”.

* Muralha construída na época do imperador Adriano, século II d. C., que se estendia por cerca de 120 quilômetros de comprimento no norte da Inglaterra. (N. T.)

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