HISTORIA DE LA TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS. Alquimistas racionales (II)

Dimitri Ivanovich Mendeleiev

Como vimos en el post anterior hasta 1869 se habían hecho avances considerables en la identificación y clasificación de los elementos pero faltaba el paso definitivo. La tabla periódica de los elementos se ha convertido en una de las construcciones teóricas más consistentes y duraderas de las todas las ciencias. Tiene un mérito especial si se considera que la química se ha transformado radicalmente desde que la tabla fue enunciada, para que os hagáis una idea no se había siquiera propuesto la existencia de los protones, neutrones o electrones, no se conocía como interaccionaba la materia a nivel atómico y aún así Mendeleiev realizó un trabajo extraordinario.

En 1869 Dimitri Ivanovich Mendeleiev había presentado en la Sociedad Rusa de Químico-Física un trabajo que sería posteriormente publicado en la revista alemana Zeirschrift für Chemie y en el que proponía una ordenación de los 63 elementos conocidos hasta ese momento.

La genialidad de Mendeleiev consistió en que diseñó un sistema de ordenación basado en la masa atómica al que se ajustaban muchos de los datos disponibles de los 63 elementos conocidos. Pero en ciertos casos, como el Berilio (Be), los datos no seguían el nuevo modelo, de ello Mendeleiev no dedujo que su sistema era incorrecto si no que la masa atómica de los elementos había sido medida de forma errónea, cosa que a la larga resultó ser cierta. El segundo punto de genialidad lo tuvo cuando dejó huecos en su tabla periódica puesto que no había ningún elemento conocido que satisfaciese los requisitos para ocupar tal posición, propuso que dichos elementos existían pero no habían sido aún descubiertos y enunció sus propiedades. Los denominó eka-aluminiun, eka-boron y eka-siliciun (eka en eslavo significa uno más). En la figura de abajo se puede ver la tabla que conocía Mendeleiev en base a la actual.

Elementos en la tabla de Mendeleiev

Esos “elementos eka” acabaron apareciendo y tuvieron justo las propiedades que Mendeleiev había previsto que tendrían. Fueron descubriéndose poco a poco, en 1875 el Galio (Ga), en  1886 el Escandio (Sc) y en 1886 el Germanio (Ge). Con el Galio pasó algo curioso, fue descubierto por el francés Lecoq de Boisbaudran y anunció que su densidad era de 4,9 g/cm³ lo cual no coincidía con la predicción de Mendeleiev de 6 g/cm³. El ruso le escribió una carta al francés y le dijo que revisase sus cálculos y experimentos porque se había confundido… Después de una corta e intensa polémica se descubrió que Mendeleiev era el que llevaba razón y que la determinación de densidad del Galio se había hecho mal.

Cuando ya parecía que la tabla periódica estaba totalmente contrastada por la realidad experimental surgió un problema muy grave. En 1895 se descubren los gases nobles, en concreto el Neón (Ne). Son gases, no son reactivos y por volumen atómico les corresponde una posición en la tabla que no está acorde con la que les corresponde por masa. El problema de estos elementos evidenciaba un fallo básico de la tabla que hasta aquel momento había pasado totalmente desapercibido, el hecho de que se basase en la masa atómica y no en el número atómico (nº de protones en el núcleo) aunque es un fallo excusable ya que protones, neutrones y electrones no habían sido descubiertos. El debate se extendió durante muchos años y aunque el sistema periódico siguió vigente todo el mundo era consciente de que tenía lagunas importantes.

Mendeleiev murió en 1907, nunca le dieron el premio Nobel de Química y el único homenaje que se le ha rendido ha sido nombrar un elemento, el 101, con su nombre, Mendelevio (Md).

Una vez se descubrieron los protones, neutrones y electrones y se enunció la teoría del núcleo atómico así como el modelo de Bohr se reorganizó la tabla de acuerdo a las nuevas teorías. Henry Moseley fue el encargado de tal labor en 1914, ordenó los elementos por número atómico y modificó las posiciones de Argón (Ar), Potasio (K), Teluro (Te), Yodo (I), Cobalto (Co) y Níquel (Ni). Básicamente esa es la tabla que conocemos hoy.

En la década de 1940 con la experimentación atómica se descubren múltiples elementos al fisionar los átomos de Uranio (U). Glenn Seaborg descubrió el Plutonio (Pu), el Americio (Am), el Curio (Cm), el Berkelio (Bk), el Californio (Cf), el Einstenio (Es), el Fermio (Fm), el Mendelevio (Md) y el Nobelio (No). Por tan extraordinaria contribución Seaborg recibió el premio Nobel de Física así como un elemento, el 106, nombrado Seaborgio (Sg).

A partir de ese momento la tabla periódica no sufre ya cambio alguno excepto la incorporación de algún elemento. Actualmente la tabla oficial de la IUPAC tiene 111 elementos y la podéis consultar aquí. Los últimos elementos incorporados tienen una vida muy limitada y en algunos casos muy controvertida puesto que no todos los científicos están convencidos de su existencia, por ello en algunas tablas podéis ver algún elemento más con nombres extraños.

Como seguro que os estáis muriendo de ganas por saber cómo se descubren los nuevos elementos aquí os dejo un vídeo del profesor Martyn Poliakoff de la Universidad de Nottingham que lo explica muy bien:

Para acabar voy a enseñaros cómo es una tabla periódica cuántica. Ordena los elementos en función del valor de sus números cuánticos:

  • n: número principal
  • l: número del momento angular (azimutal)
  • m: número magnético
  • s: spin

Tenemos dos ejemplos, el primero es una tabla cuántica clásica

Tabla cuántica de los elementos

Para poder verla bien pinchad aquí. En primer lugar separa los elementos por clases (s,p,d y f) de derecha a izquierda. A continuación en la parte superior coloca el número del momento angular que le toca a cada grupo, y debajo todos los números magnéticos posibles para ese azimutal. Por último como a cada número magnético le corresponden dos posibles spines los asigna en orden a los diferentes elementos. Los números que se encuentran a la derecha del todo en vertical indican el nivel energético del último electrón y van en escalera  como el orden de llenado de los electrones (ver original para una mayor resolución). Esta ordenación es muy práctica para ciertos aspectos de la química, sobre todo estructural.

El otro ejemplo es la denominada tabla Stowe que se basa en lo mismo pero tiene una distribución más “agradable”:

Tabla cuántica Stowe de los elementos

En este caso los niveles del número principal se sitúan uno debajo del otro. Los diferentes valores para números magnéticos se distribuyen transversalmente y los espines longitudinalmente.

Bueno pues esto es todo, la próxima vez que miréis una tabla periódica espero que os deis cuenta de que es una construcción de siglos y siglos de investigación, trabajo y descubrimientos.

Un saludo lunáticos

J. Pellitero

Más información:
Un montón de tablas periódicas y cuánticas: http://www.miguelangelvargascruz.com/colecciontablasperiodicasytablascuanticas_blog_512.html
Página oficial de Mendeleiev: http://www.chem.msu.ru/eng/misc/mendeleev/welcome.html#table
La tabla periódica en cómic: http://www.uky.edu/Projects/Chemcomics/
Tabla periódica en fotos: http://periodictable.com/
Canal de vídeos sobre los distintos elementos de la tabla periódica en Youtube: http://www.youtube.com/user/periodicvideos
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4 Responses to HISTORIA DE LA TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS. Alquimistas racionales (II)

  1. Un artículo muy bueno y muy bien ilustrado.

  2. natystudent dice:

    un artículo bueno, pero quedaría mejor si le agregaran los otros tipod de tablas periódicas que existen como la espiral, la hexagonal, la espiral,… para un mejor aprndizaje

  3. alexa dice:

    esato no dice cuando fue publicada la primera tabla periodicasoy dominica y entiendo por que no lo dice que es esto no entiendo nada de nada solo hay un video y fotos de ese disparate

    alexadijo

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