Tabla Periódica Explicada

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Lgicamente, un requisito previo necesario a la construccin de la tabla peridica era el descubrimiento de un nmero suficiente de elementos individuales, que hiciera posible encontrar alguna pauta en comportamiento qumico y sus propiedades. Durante los siguientes dos siglos se fue adquiriendo un mayor conocimiento sobre estas propiedades, as como descubriendo muchos elementos nuevos.

La palabra elemento procede de la ciencia griega, pero su nocin moderna apareci a lo largo del siglo XVII d. C., aunque no existe un consenso claro respecto al proceso que condujo a su consolidacin y uso generalizado. Algunos autores citan como precedente la frase de Robert Boyle en su famosa obra El qumico escptico, donde denomina elementos ciertos cuerpos primitivos y simples que no estn formados por otros cuerpos, ni unos de otros, y que son los ingredientes de que se componen inmediatamente y en que se resuelven en ltimo trmino todos los cuerpos perfectamente mixtos. En realidad, esa frase aparece en el contexto de la crtica de Robert Boyle a los cuatro elementos aristotlicos.

A lo largo del siglo XVIII d. C., las tablas de afinidad recogieron un nuevo modo de entender la composicin qumica, que aparece claramente expuesto por Lavoisier en su obra Tratado elemental de qumica. Todo ello condujo a diferenciar en primer lugar qu sustancias de las conocidas hasta ese momento eran elementos qumicos, cules eran sus propiedades y cmo aislarlas.

El descubrimiento de gran cantidad de elementos nuevos, as como el estudio de sus propiedades, pusieron de manifiesto algunas semejanzas entre ellos, lo que aument el inters de los qumicos por buscar algn tipo de clasificacin.

A principios del siglo XIX d. C., John Dalton (1766-1844) desarroll una concepcin nueva del atomismo, a la que lleg gracias a sus estudios meteorolgicos y de los gases de la atmsfera. Su principal aportacin consisti en la formulacin de un atomismo qumico que permita integrar la nueva definicin de elemento realizada por Antoine Lavoisier (1743-1794) y las leyes ponderales de la qumica (proporciones definidas, proporciones mltiples, proporciones recprocas).

Dalton emple los conocimientos sobre proporciones en las que reaccionaban las sustancias de su poca y realiz algunas suposiciones sobre el modo como se combinaban los tomos de las mismas. Estableci como unidad de referencia la masa de un tomo de hidrgeno (aunque se sugirieron otros en esos aos) y refiri el resto de los valores a esta unidad, por lo que pudo construir un sistema de masas atmicas relativas. Por ejemplo, en el caso del oxgeno, Dalton parti de la suposicin de que el agua era un compuesto binario, formado por un tomo de hidrgeno y otro de oxgeno. No tena ningn modo de comprobar este punto, por lo que tuvo que aceptar esta posibilidad como una hiptesis a priori.

Dalton saba que una parte de hidrgeno se combinaba con siete partes (ocho, afirmaramos en la actualidad) de oxgeno para producir agua. Por lo tanto, si la combinacin se produca tomo a tomo, es decir, un tomo de hidrgeno se combinaba con un tomo de oxgeno, la relacin entre las masas de estos tomos deba ser 1:7 (o 1:8 se calculara en la actualidad). El resultado fue la primera tabla de masas atmicas relativas (o pesos atmicos, como los llamaba Dalton), que fue modificada y desarrollada en aos posteriores. Las inexactitudes antes mencionadas dieron lugar a toda una serie de polmicas y disparidades respecto a las frmulas y los pesos atmicos, que solo comenzaran a superarse, aunque no totalmente, en el congreso de Karlsruhe en 1860.

En su nueva tabla consigna el criterio de ordenacin de las columnas, las cuales se basan en los hidruros y xidos que puede formar esos elementos y por tanto, implcitamente, las valencias de esos elementos. An segua dando resultados contradictorios (Plata y Oro aparecen duplicados, y no hay separacin entre berilio y magnesio con boro y aluminio), pero signific un gran avance. Esta tabla fue completada con un grupo ms, constituido por los gases nobles descubiertos en vida de Mendelyev, pero que, por sus caractersticas, no tenan cabida en la tabla, por lo que hubo de esperar casi treinta aos, hasta 1904, con el grupo o valencia cero, quedando la tabla ms completa.

La tabla peridica de Mendelyev presentaba ciertas irregularidades y problemas. En las dcadas posteriores tuvo que integrar los descubrimientos de los gases nobles, las tierras raras y los elementos radioactivos. Otro problema adicional eran las irregularidades que existan para compaginar el criterio de ordenacin por peso atmico creciente y la agrupacin por familias con propiedades qumicas comunes. Ejemplos de esta dificultad se encuentran en las parejas telurio-yodo, argn-potasio y cobalto-nquel, en las que se hace necesario alterar el criterio de pesos atmicos crecientes en favor de la agrupacin en familias con propiedades qumicas semejantes.

Durante algn tiempo, esta cuestin no pudo resolverse satisfactoriamente hasta que Henry Moseley (1867-1919) realiz un estudio sobre los espectros de rayos X en 1913. Moseley comprob que al representar la raz cuadrada de la frecuencia de la radiacin en funcin del nmero de orden en el sistema peridico se obtena una recta, lo cual permita pensar que este orden no era casual, sino reflejo de alguna propiedad de la estructura atmica. Hoy sabemos que esa propiedad es el nmero atmico (Z) o nmero de cargas positivas del ncleo.

Actualmente, la tabla peridica se compone de 118 elementos distribuidos en 7 filas horizontales llamadas periodos y 18 columnas verticales, conocidas como grupos. Su descubridor, el qumico ruso Dmitri Mendeliev, no fue premiado con el Nobel por lo que es una de las contribuciones capitales en la historia de la qumica. A cambio, en 1955 recibi el honor de prestar su nombre al mendelevio (Md), el elemento qumico de nmero atmico 101 en la tabla peridica.

La tabla peridica fue diseada por el qumico ruso Dmitri Mendeliev en 1869 y contena 63 de los 118 elementos conocidos hoy en la naturaleza. Es un cuadro que presenta todos los elementos qumicos que existen ordenados segn sus propiedades fsicas. Es considerado por muchos como el descubrimiento ms importante de la qumica.

Pero antes de este hito, los qumicos no se ponan de acuerdo sobre cmo nombrar y ordenar los elementos. As, en 1860 se organiz el primer Congreso Internacional de Qumicos en la ciudad alemana de Karlsruhe, donde se gest la manera en la que actualmente organizamos los elementos qumicos.

El primer paso fue establecer el concepto de peso atmico-masa atmica de un elemento, lo que logr el qumico italiano Stanislao Cannizzaro. En este concepto se inspiraran tres jvenes participantes en el congreso, William Odling, Julius Lothar Meyer y Dimitri Ivnovich Mendeliev, para crear las primeras tablas.

La fecha oficial tomada por la Unin Internacional de Qumica Pura y Aplicada (IUPAC) como referencia para el aniversario del nacimiento de la tabla peridica es el 1 de marzo de 1869 segn el calendario gregoriano (en Rusia, en aquella poca, utilizaban el calendario juliano, por lo que el aniversario segn este calendario sera el 17 de febrero).

A pesar de que est internacionalmente aceptado a Dimitri Mendeliev como creador de la tabla peridica, para algunos autores, la versin definitiva de la tabla fue posible gracias a la ley peridica que present el britnico Henry Moseley a comienzos del siglo XX.

Actualmente la tabla peridica actual cuenta con 118 elementos (94 de los cuales se dan de manera natural en la Tierra) sin embargo, los cientficos estn intentando sintetizar nuevos elementos artificiales, por lo que no se descarta que esta lista aumente en el futuro. De hecho los grandes laboratorios de Japn, Rusia, Estados Unidos y Alemania compiten por ser los primeros en obtener los siguientes: el 119 y el 120

La tabla peridica de los elementos est organizada de menor a mayor segn su nmero atmico, es decir, el nmero total de protones que tiene cada tomo de ese elemento. Adems estn distribuidos en 7 filas horizontales llamadas periodos y 18 columnas verticales conocidas como grupos, de modo que los elementos que pertenecen al mismo grupo tienen propiedades similares

Cada casilla de la tabla peridica corresponde a un elemento qumico con unas propiedades determinadas. En dicha casilla se especifica su nombre, el smbolo qumico del elemento, su nmero atmico (cantidad de protones), su masa atmica, la energa de ionizacin, la electronegatividad, sus estados de oxidacin y la configuracin electrnica. Gracias a los smbolos qumicos se pueden abreviar los elementos de ciertas materias, como el agua, que est compuesta por dos molculas de hidrgeno y una de oxgeno, es decir: H2O

Las 18 columnas verticales conforman los conocidos como grupos de la tabla peridica y son elementos que tienden a tener propiedades qumicas similares. por ejemplo, la columna ms a la izquierda de la tabla, la conocida como el grupo de los metales alcalinos, contiene elementos como el sodio, el potasio o el litio, todos ellos slidos a temperatura ambiente, con puntos de fusin bajos, muy reactivos y con tendencia a ennegrecerse en contacto con el aire. Su nomenclatura ha cambiado, tanto a lo largo del tiempo como de los pases donde se nombren.

Una tabla peridica muda es la misma tabla peridica pero sin los elementos, ni sus nmeros atmicos. Es decir, una tabla peridica en blanco. Es un recurso muy utilizado para aprender a colocar los elementos qumicos en la tabla y analizar sus distintas cualidades.

Uno de los grupos ms importantes de la tabla peridica es de los metales, es decir, aquellos situados en el centro y la parte izquierda de la tabla peridica. De manera ms exacta lo conforman los elementos de los grupos 1 al 12 (exceptuando el hidrgeno) y algunos de los elementos de los grupos 13, 14, 15 y 16. Todos ellos presentan todas o gran parte de las siguientes propiedades fsicas: se mantienen en estado slido a temperatura ambiente (con excepcin del mercurio), son opacos, son buenos conductores elctricos y trmicos, tienen una estructura cristalina en estado slido y adquieren brillo cuando se pulen.

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