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La tabla periódica de los elementos

Tabla periódica moderna, con 18 columnas, que incluye los símbolos de los últimos cuatro nuevos elementos aprobados el 28 de noviembre de 2016 por la IUPAC: Nh, Mc, Ts y Og.

¿Qué es la tabla periódica de los elementos?

Aunque los científicos conocen muchos elementos, las propiedades de muchos de ellos son similares. Por lo tanto, si se agrupan en base a sus propiedades, se hace fácil estudiar y comparar sus propiedades. La tabla periódica de elementos es una forma de organizar todos los elementos conocidos. En los primeros tiempos, los elementos se clasificaban en sólo dos grupos: metales y no metales. Pero algunos elementos mostraban las propiedades tanto de los metales como de los no metales. Se llamaban metaloides.

Historia de la tabla periódica de los elementos

La primera tabla periódica

Dmitri Mendeleev, también escrito Dmitry Mendeleyev, un químico ruso nacido en Siberia, fue el primer científico en hacer una tabla periódica muy parecida a la que usamos hoy en día. Mendeleiev dispuso los elementos en una tabla ordenada por masa atómica. El 6 de marzo de 1869 se hizo una presentación formal a la Sociedad Química Rusa, titulada La dependencia entre las propiedades de los pesos atómicos de los elementos. Su tabla fue publicada en una poco importante revista rusa, pero rápidamente se volvió a publicar en una revista alemana, Zeitschrift für Chemie, en 1869. Decía...

• Los elementos, si se ordenan de acuerdo a sus pesos atómicos, exhiben una aparente periodicidad de propiedades.
• Los elementos que son similares en cuanto a sus propiedades químicas tienen pesos atómicos que o bien tienen casi el mismo valor (por ejemplo, Pt, Ir, Os) o bien aumentan regularmente (por ejemplo, K, Rb, Cs).
• La disposición de los elementos, o de los grupos de elementos en el orden de sus pesos atómicos, corresponde a sus llamadas valencias, así como, en cierta medida, a sus propiedades químicas distintivas; como se aprecia entre otras series en la de Li, Be, Ba, C, N, O y Sn (probablemente un error para Li, Be, B, C, N, O y F, ya que los símbolos para los elementos no estaban todavía completamente normalizados en esa época).
• Los elementos más difundidos tienen pequeños pesos atómicos.
• La magnitud del peso atómico determina el carácter del elemento, así como la magnitud de la molécula determina el carácter de un cuerpo compuesto.
• Debemos esperar el descubrimiento de muchos elementos aún desconocidos, por ejemplo, elementos análogos al aluminio y al silicio, cuyo peso atómico estaría entre 65 y 75.
• El peso atómico de un elemento puede a veces ser modificado por el conocimiento de los de sus elementos contiguos. Así pues, el peso atómico del telurio debe situarse entre 123 y 126, y no puede ser 128.
• Ciertas propiedades características de los elementos pueden predecirse a partir de sus pesos atómicos.

Ventajas

• Mendeleev predijo el descubrimiento de otros elementos y dejó espacio para estos nuevos elementos, a saber, eka-silicio (germanio), eka-aluminio (galio) y eka-boro (escandio). Así pues, no hubo ninguna perturbación en la tabla periódica.
• Predijo (a menudo con exactitud) las propiedades de algunos de estos elementos que entonces faltaban, así como las propiedades de algunos de sus compuestos.
• Señaló que algunos de los pesos atómicos asociados entonces a algunos elementos eran incorrectos.
• Previó la variación del orden de los pesos atómicos

Inconvenientes

• No había lugar para los isótopos de los diversos elementos.
• Su tabla no incluía ninguno de los gases nobles, que no habían sido descubiertos. Pero estos fueron añadidos por Sir William Ramsay como Grupo 0, sin alterar el concepto básico de la tabla periódica.

Sin que Mendeleev lo supiera, Lothar Meyer también estaba trabajando en una tabla periódica. En su trabajo publicado en 1864, Meyer presentó sólo 28 elementos, clasificados no por peso atómico sino por valencia solamente. Además, Meyer nunca llegó a la idea de predecir nuevos elementos y corregir los pesos atómicos. Sólo unos meses después de que Mendeleev publicara su tabla periódica de todos los elementos conocidos (y predijo varios elementos nuevos para completar la tabla, además de algunos pesos atómicos corregidos), Meyer publicó una tabla prácticamente idéntica. Algunas personas consideran que Meyer y Mendeleev son los cocreadores de la tabla periódica, aunque la mayoría está de acuerdo en que la precisa predicción de Mendeleev sobre las cualidades de los elementos no descubiertos le otorga la mayor parte del crédito. En cualquier caso, en ese momento las predicciones de Mendeleev impresionaron enormemente a sus contemporáneos y finalmente fueron consideradas correctas. Un químico inglés, William Odling, también elaboró una tabla que es notablemente similar a la de Mendeleev en 1864.

Henry Moseley

En 1914, Henry Moseley encontró una relación entre la longitud de onda de los rayos X de un elemento y su número atómico y, por lo tanto, resecuenció la tabla por carga electrónica en lugar de por peso atómico. Antes de este descubrimiento, los números atómicos eran sólo números secuenciales basados en el peso atómico de un elemento. El descubrimiento de Moseley demostró que los números atómicos tenían una base medible experimentalmente.

La investigación de Moseley también mostró que había lagunas en su tabla en los números atómicos 43 y 61, que ahora se sabe que son radioactivos y no se encuentran en la naturaleza de forma natural. Siguiendo los pasos de Dmitri Mendeleyev, Henry Moseley también predijo nuevos elementos.

Glenn T. Seaborg

Durante su investigación en el Proyecto Manhattan en 1944, Glenn T. Seaborg encontró una inesperada dificultad para aislar el Americio (95) y el Curio (96). Empezó a preguntarse si estos elementos pertenecían más propiamente a una serie diferente que explicase por qué las propiedades químicas esperadas de los nuevos elementos eran diferentes. En 1945, fue en contra del consejo de sus colegas y propuso un cambio significativo en la tabla de Mendelev: la serie de actínidos.

El concepto de actínidos de Seaborg de estructura electrónica de elementos pesados, que predice que los actínidos forman una serie de transición análoga a la serie de los elementos lantánidos (llamados también tuerras raras), es ahora aceptado por la comunidad científica e incluido en todas las configuraciones estándar de la tabla periódica. La serie de actínidos es la segunda fila del bloque f (serie 5f) y comprende los elementos de Actinio al Laurencio. Las elaboraciones posteriores de Seaborg del concepto de actínidos predijeron una serie de elementos superpesados en una serie de transactínidos que comprende los elementos 104 a 121 y una serie de superactínios que incluye los elementos 122 a 153.

Referencias

• La tabla periódica de los elementos en Wikipedia

Enlaces externos

• Artículo sobre la tabla periódica de los elementos en www.nationalgeographic.com.es