DO MICROCOSMO AO MACROCOSMO – OS CRISTAIS
NÚMERO 3 – MARÇO DE 1998 – ANO 28

SUPLEMENTO DA FOLHA CRIACIONISTA NÚMERO 58

Desejamos focalizar neste encarte da “Folha Criacionista” – a já conhecida e bem aceita “Folhinha Criacionista” publicada em policromia – a harmonia existente no planejamento do Universo, a partir de considerações que serão feitas sobre a estrutura dos elementos químicos. De fato, verifica-se na estrutura de todo o Universo a existência de planejamento e propósito, de um delineamento inteligente que se faz sentir ao pesquisador em qualquer campo da ciência. Já na “Folhinha Criacionista” Número 2 tratamos das estrelas e galáxias. Abordaremos rapidamente agora a harmonia das estruturas da matéria, de maneira geral, para então nos determos um pouco mais na estética das espetaculares estruturas da matéria cristalina.

OS ELEMENTOS QUÍMICOS

Apresenta-se a seguir a Tabela Periódica dos Elementos, em uma versão atual, que permite visualizar a classificação de todos os elementos existentes, com detalhes relativos a diversas características pertinentes às suas propriedades químicas, e na qual se pode verificar a existência de ordem e harmonia na estrutura da matéria – uma estrutura lógica que aponta para planejamento, desígnio e propósito.



Toda a matéria é composta de elementos químicos que se combinam de formas variadas para formar substâncias das mais diferentes categorias que podemos observar na natureza, tanto em nosso planeta, como no sistema solar, e no restante do Universo. Alguns elementos são observáveis em seu estado isolado, sem combinação com outros, mas a maior parte da matéria que podemos observar corresponde a associações de elementos que apresentam variado grau de complexidade.

Um elemento químico isolado é composto de átomos, que constituem a menor partícula que ainda mantém as propriedades e características do todo.

Na crosta terrestre existem 82 elementos químicos estáveis, e muitos outros instáveis (isto é, elementos que se desintegram no decorrer do tempo, dando origem a outros elementos distintos). Cerca de 98% da crosta terrestre correspondem a somente 8 elementos químicos, apresentando-se os demais elementos de forma bastante rara.

A cada elemento químico está associado um número próprio, chamado de número atômico, que representa a quantidade de partículas positivas (“prótons”) existentes no núcleo de seus átomos.

Assim, por exemplo, o Hidrogênio, o elemento mais simples existente, possui em seu núcleo somente um próton, e recebe o número atômico 1.

Os elementos podem ser classificados em ordem crescente de seus números atômicos, levando em conta também outras peculiaridades de seus átomos, como por exemplo o número de elétrons que se situam em torno do núcleo, e que determinam o comportamento químico do átomo. O Bismuto, elemento de número atômico 83, é o elemento estável de maior número atômico que se conhece na natureza. Acima dele, todos os elementos são instáveis. O Meitnérnio até recentemente era o elemento de maior número atômico, obtido artificialmente, em laboratório

A classificação dos elementos permite identificar grupos com características que apresentam certa periodicidade, razão pela qual a sua apresentação é feita na forma de uma “Tabela Periódica”, que mantém ainda as linhas gerais que foram introduzidas na classificação em 1869 pelo cientista russo Dmitri Ivanovich Mendeeyev.

No núcleo do átomo encontram-se dois tipos de partículas subatômicas com massa significativa: – o próton (com carga elétrica positiva), e o nêutron (sem carga elétrica). A soma do número de prótons e de nêutrons do núcleo atômico é chamada de número de massa atômica do elemento. Um mesmo elemento químico, caracterizado pelo seu número atômico (ou seja, pelo número de prótons contidos no núcleo de seu átomo), pode apresentar diferentes massas atômicas por conter no núcleo de seu átomo número distinto de nêutrons. Neste caso diz-se que o elemento se apresenta sob a forma de diferentes isótopos. Dos pouco mais de cem elementos químicos conhecidos, existem cerca de 1.700 isótopos, dos quais pouco mais de 330 ocorrendo na natureza, e os restantes só produzidos em laboratório.

As substâncias químicas são compostos formados pela união de dois ou mais elementos químicos, através de reações químicas de maior ou menor complexidade. Embora sendo conhecidos somente pouco mais de 100 elementos químicos, milhões de substâncias químicas são encontradas na natureza, e outro tanto podem ser sintetizadas.

A abundância dos elementos na crosta terrestre, indicada na figura ao lado, considera a sua existência na forma de substâncias químicas compostas.

Não é possível representar graficamente o átomo e sua estrutura, de forma precisa. Existem, entretanto, modelos que podem ser utilizados para facilitar a compreensão do seu comportamento.

No modelo de Bohr, por exemplo, o átomo mais simples, o de Hidrogênio, é considerado como tendo um núcleo, constituído de um próton, em torno do qual um único elétron descreve uma órbita fixa. No estado fundamental, o raio da órbita é igual a 0,53 angstroms.

 

No modelo quântico, há uma “nuvem” de carga eletrônica em torno do núcleo do átomo, sendo maior a probabilidade de se encontrar um elétron à distância equivalente ao raio da órbita caracterizada no modelo de Bohr.

Na Tabela Periódica são indicados com o símbolo n os números quânticos principais correspondentes ao número de camadas de elétrons associadas a cada átomo. Cada camada pode conter um número máximo de elétrons igual a 2.n2. Quanto mais externa for a camada, maior o número de elétrons que pode acomodar. Assim, por exemplo, a camada mais próxima ao núcleo (n=1) pode acomodar 2 elétrons (= 2.12). A camada seguinte (n=2), 8 elétrons (= 2.22), e assim por diante.

Os compostos químicos são formados mediante ligações que se estabelecem entre os átomos que os compõem. Essas ligações podem ser de tipos diferentes, como ligação iônica e ligação covalente.

Um átomo que possui um elétron a mais ou a menos que o número de prótons existentes em seu núcleo é denominado íon. Compostos iônicos são formados por associações de átomos ionizados, como pode ser ilustrado na figura ao lado, no caso bastante ilustrativo do cristal de cloreto de potássio, formado por ligações iônicas.

 

 

No “Modelo de Bohr”, considera-se que os elétrons giram em torno do núcleo dos átomos obedecendo órbitas concêntricas, associadas aos seus níveis de energia correspondentes. No caso ilustrativo de um átomo de flúor, mostrado na figura ao lado, têm-se duas órbitas concêntricas, ou camadas, de elétrons. Forma-se uma configuração estável com a união dos dois átomos de flúor compartilhando entre si um par de elétrons, mediante uma ligação que recebe a denominação de covalente.

 

PARTE 2