Os elementos químicos surgiram por acaso?

“TODO objeto no Universo, até a estrela mais distante, é composto de átomos”, explica The Encyclopedia of Stars & Atoms (Enciclopédia de Estrelas e Átomos). Átomos isolados são tão pequenos que é difícil observá-los, mas quando eles se juntam, formam os conhecidos elementos químicos. Alguns deles são sólidos e visíveis; outros são gases invisíveis. Pode-se explicar a existência de todos esses elementos químicos como simples obra do acaso?

Os elementos 1 a 92

Embora seja o átomo mais simples que existe, o hidrogênio serve de combustível para estrelas como o Sol e é essencial para a vida. O átomo de hidrogênio tem um próton no núcleo e um elétron se movendo ao redor do núcleo. Outros elementos químicos, como o carbono, o oxigênio, o ouro e o mercúrio, são compostos de átomos com muitos elétrons se movendo ao redor de um núcleo composto de muitos prótons e nêutrons.

Há uns 450 anos, só se conheciam 12 elementos químicos. À medida que mais foram sendo descobertos, os cientistas notaram que eles seguiam uma ordem natural. E descobriram que, quando colocados numa tabela com linhas e colunas, os elementos na mesma coluna tinham características similares. Mas também havia lacunas na tabela, representando elementos desconhecidos. Isso levou o cientista russo Dmitri Mendeleyev a predizer a existência do elemento com número atômico 32, o germânio, bem como sua cor, peso, densidade e ponto de fusão. “As predições [de Mendeleyev] sobre outros elementos que faltavam — o gálio e o escândio — também se mostraram bem exatas”, afirma o compêndio científico Chemistry (Química), de 1995.

Mais tarde, outros cientistas previram a existência de certos elementos desconhecidos e algumas de suas características. Com o tempo, todos os elementos que faltavam foram descobertos. A tabela não tem mais lacunas. A ordem natural dos elementos se baseia no número de prótons no núcleo dos átomos. Começa com o elemento número 1, o hidrogênio, e vai até o elemento número 92, o último que em geral ocorre naturalmente na Terra: o urânio. Será que isso é só coincidência?

Veja também a grande variedade que existe entre os elementos químicos. O ouro e o mercúrio têm uma cor brilhante característica. Um é sólido e o outro, líquido. Mas na tabela periódica, eles vêm um após o outro — são os elementos número 79 e 80. O átomo de ouro tem 79 elétrons, 79 prótons e 118 nêutrons. O de mercúrio só tem um elétron e um próton a mais, e mais ou menos o mesmo número de nêutrons.

Será por mero acaso que pequenas mudanças na disposição de partículas atômicas permitem essa ampla variedade de elementos? E o que descobrimos ao analisar as forças que mantêm unidas as partículas atômicas? “Da menor partícula à maior galáxia, tudo no Universo segue regras que são descritas pelas leis da física”, explica The Encyclopedia of Stars & Atoms. Imagine o que ocorreria se uma dessas regras fosse mudada. Por exemplo, o que aconteceria se fosse feita uma pequena mudança na força que mantém os elétrons girando ao redor do núcleo atômico?

Forças físicas bem reguladas

Veja o que aconteceria se a força eletromagnética enfraquecesse. “Os elétrons não ficariam presos ao átomo”, diz o Dr. David Block no livro Star Watch. Qual seria o resultado disso? “Nenhuma reação química seria possível no Universo”, ele responde. Como somos gratos pelas leis fixas que tornam possíveis as reações químicas! Por exemplo, dois átomos de hidrogênio se combinam com um átomo de oxigênio para formar uma molécula da preciosa água.

A força eletromagnética é cerca de 100 vezes mais fraca que a força nuclear forte, que mantém o núcleo atômico intacto. O que ocorreria se essa proporção fosse mudada? “Se as potências relativas das forças nuclear forte e eletromagnética fossem ligeiramente diferentes, os átomos de carbono não poderiam existir”, explicam os cientistas John Barrow e Frank Tipler. Sem essa substância, não haveria vida, pois os átomos de carbono representam 20% do peso de todos os organismos vivos.

A correta potência da força eletromagnética em relação à força da gravidade também é essencial. “A mínima mudança nas potências relativas das forças gravitacional e eletromagnética”, explica a revista New Scientist, “transformaria estrelas como o Sol em gigantes azuis [quentes demais para a vida] ou em anãs vermelhas [insuficientemente quentes para sustentar a vida]”.

Outra força, a força nuclear fraca, controla a velocidade das reações nucleares no Sol. “É fraca justamente o necessário para que o hidrogênio no Sol queime num ritmo lento e constante”, explica o físico Freeman Dyson. Poderíamos dar muitos outros exemplos de como a vida depende do equilíbrio delicado das leis e condições encontradas no Universo. O escritor de assuntos científicos professor Paul Davies comparou essas leis e condições universais a um conjunto de botões e disse: “É como se os diferentes botões tivessem de ser sintonizados com enorme precisão para ter um Universo onde a vida pudesse florescer.”

Muito antes de Sir Isaac Newton descobrir a lei da gravidade, a Bíblia já fazia referência a essas regras ou leis fixas. A seguinte pergunta foi feita a Jó: “Você conhece as leis que governam o céu e sabe como devem ser aplicadas na terra?” (Jó 38:33, A Bíblia na Linguagem de Hoje) Outras perguntas que levam a refletir na nossa condição humilde foram: “Onde vieste a estar quando fundei a terra?” e “Quem lhe pôs as medidas, caso tu o saibas?” — Jó 38:4, 5.

[Quadro na página 6]

ELEMENTOS VITAIS

Os elementos químicos hidrogênio, oxigênio e carbono compõem cerca de 98% dos átomos do nosso corpo. Depois vem o nitrogênio, que compõe mais 1,4%. Outros elementos são encontrados em quantidades muito pequenas, mas mesmo assim são essenciais para a vida.

[Tabela/Diagrama nas páginas 6, 7]

(Para o texto formatado, veja a publicação)

Até a data da publicação desta matéria, os cientistas já haviam produzido elementos com números atômicos de 93 a 118. Como era de se esperar, esses elementos também se ajustam ao padrão da tabela periódica.

[Crédito]

Fonte: Los Alamos National Laboratory

Nome do elemento Símbolo Número atômico (número de prótons)

hidrogênio H 1

hélio He 2

lítio Li 3

berílio Be 4

oro B 5

carbono C 6

nitrogênio N 7

oxigênio O 8

flúor F 9

neônio Ne 10

sódio Na 11

magnésio Mg 12

alumínio Al 13

silício Si 14

fósforo P 15

enxofre S 16

cloro Cl 17

argônio Ar 18

potássio K 19

cálcio Ca 20

escândio Sc 21

titânio Ti 22

vanádio V 23

cromo Cr 24

manganês Mn 25

ferro Fe 26

cobalto Co 27

níquel Ni 28

cobre Cu 29

zinco Zn 30

gálio Ga 31

germânio Ge 32

arsênio As 33

selênio Se 34

bromo Br 35

criptônio Kr 36

rubídio Rb 37

estrôncio Sr 38

ítrio Y 39

zircônio Zr 40

nióbio Nb 41

molibdênio Mo 42

tecnécio Tc 43

rutênio Ru 44

ródio Rh 45

paládio Pd 46

prata Ag 47

cádmio Cd 48

índio In 49

estanho Sn 50

antimônio Sb 51

telúrio Te 52

iodo I 53

xenônio Xe 54

césio Cs 55

bário Ba 56

lantânio La 57

cério Ce 58

praseodímio Pr 59

neodímio Nd 60

promécio Pm 61

samário Sm 62

európio Eu 63

gadolínio Gd 64

térbio Tb 65

disprósio Dy 66

hólmio Ho 67

érbio Er 68

túlio Tm 69

itérbio Yb 70

lutécio Lu 71

háfnio Hf 72

tantálio Ta 73

tungstênio W 74

rênio Re 75

ósmio Os 76

irídio Ir 77

platina Pt 78

ouro Au 79

mercúrio Hg 80

tálio Tl 81

chumbo Pb 82

bismuto Bi 83

polônio Po 84

astatínio At 85

radônio Rn 86

frâncio Fr 87

rádio Ra 88

actínio Ac 89

tório Th 90

protactínio Pa 91

urânio U 92

netúnio Np 93

plutônio Pu 94

amerício Am 95

cúrio Cm 96

berquélio Bk 97

califórnio Cf 98

einstênio Es 99

férmio Fm 100

mendelévio Md 101

nobélio No 102

laurêncio Lr 103

rutherfórdio Rf 104

dúbnio Db 105

seabórgio Sg 106

bóhrio Bh 107

hássio Hs 108

meitnério Mt 109

110

111

112

114

116

118

[Diagrama]

(Para o texto formatado, veja a publicação)

A ordem e harmonia dos elementos da tabela periódica refletem mero acaso ou projeto inteligente?

Átomo de hélio

Elétron

Próton

Nêutron

[Diagrama/Foto na página 7]

(Para o texto formatado, veja a publicação)

A que se atribui a regulagem precisa das quatro forças físicas?

ELETROMAGNETISMO

FORÇA NUCLEAR FORTE

GRAVIDADE

FORÇA NUCLEAR FRACA

Molécula de água

Núcleo atômico

Gigante azul

Anã vermelha

Sol