La Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO, por sus siglas en inglés), declaró al 2019 como el Año Internacional de la Tabla Periódica de los Elementos Químicos.

Año Internacional de la Tabla Periódica

Esta institución en su documento explicativo señala que la iniciativa responde a la necesidad de reconocer la importancia de la Tabla Periódica en el desarrollo de ciencias como la Química, la Física y la Biología, pero además, al aporte que hace a diario para el avance de la ciencia y la tecnología en general.

En ocasión de esta celebración, he decidido traer un breve recuento de lo que ha sido la evolución de la Tabla Periódica desde sus versiones más sencillas, hasta la versión que conocemos hoy.

A pesar de que desde muy jóvenes comenzamos a tratar con la Tabla Periódica, pocas veces reflexionamos sobre el impacto que ha generado sobre el estudio de los elementos Químicos a través del tiempo. Clasificar los elementos fue un problema desde la época de los alquimistas. Hoy podemos representar las propiedades químicas de los elementos en un arreglo sistemático y de gran utilidad.

La primeras elaboraciones que intentaban ordenar los elementos, se basaban en el conocimiento que tenían los químicos de la época en torno a lo que llamaban peso atómico de los elementos. Para ese momento era muy limitado el conocimiento que se tenía sobre átomos y moléculas y se desconocía la existencia de los electrones y protones, sin mencionar otras partículas subatómicas conocidas hoy día.

En vista de que se habían realizado mediciones exactas de pesos atómicos de muchísimos elementos, parecía lógico pensar que esta propiedad podría determinar el comportamiento de estos y ser criterio válido para agruparlos.

Las Primeras Teorías

Es así como para el año 1815 William Prout, químico y médico inglés, formuló una primera teoría según la cual todos los elementos químicos estaban conformados por hidrógeno condensado. Por esta razón, el peso atómico de los elementos correspondería al peso del Hidrógeno multiplicado por un número entero en orden ascendente. De esta manera sería posible ordenar los elementos químicos conocidos. Sin embargo, fueron tales las inconsistencias de esta teoría al intentar ser llevadas a la práctica que fue abandonada del todo una vez que se logran determinar con precisión los pesos atómicos.

Las Triadas de Dobereiner

Un profesor de Química en Jena, Alemania, llamado Johann Wolfgang Dobereiner realizó observaciones que le llevaron a elaborar agrupaciones de tres elementos que tenían ciertas características. Determinó que cada una de estas “triadas” de elementos tenía propiedades químicas similares y propiedades físicas ascendentes. Además, Dobereiner descubrió que el elemento central de las triadas tenía un peso atómico que resultaba ser el promedio de los pesos atómicos de los elementos que se encontraban en los extremos de ella. A pesar de las interesantes observaciones, no encontró suficientes triadas para plantear un sistema convincente que demostrara la idea de periodicidad de las propiedades de los elementos.

La hélice de Chancourtouis

La periodicidad de los elementos químicos también fue identificada por el geólogo francés Alexandre Emile Beguyer de Chancourtois. Él ordenó los elementos de manera ascendente en atención a su peso atómico, dispuestos en una especie de cilindro de papel sobre los que eran ubicados en forma de espiral. Cada vuelta constaba de 16 elementos, pues tomaba como referencia el valor del peso atómico del Oxígeno (16 unidades de masa atómica). Sus observaciones lo llevaron a descubrir grandes similitudes en las propiedades de los elementos que se encontraban en la misma línea vertical. Este modelo se conoce como la hélice, la espiral o el tornillo telúrico, puesto que el telurio se encontraba en el centro de la gráfica.

Las octavas de Newlands

El Químico inglés John Alexander Newlands también realizó observaciones que conducían a la idea de periodicidad en la disposición de los elementos químicos y sus propiedades. Sus experimentos le llevaron a reportar que al disponer los elementos químicos en tablas, que constaban de columnas de siete elementos y ordenándolos en forma creciente de sus pesos atómicos, era posible descubrir que los elementos que quedaban en las filas horizontales en la fila número 7 tenían propiedades similares. En vista de que estas propiedades similares aparecían en intervalos de 8, se le comparaba con las octavas musicales y, de allí, la denominación de Ley de las Octavas a su modelo.

La Tabla Periódica de Mendeleiev

Para 1869, el químico ruso Dimitri Ivanovich Mendeleiev presentó un trabajo titulado “Ensayo de un Sistema de los Elementos basados en su Peso Atómico y el Parecido Químico”. En este escrito se mostraba su primera tabla periódica y se enunciaba su Ley Periódica que constaba de ocho aspectos. Un resumen de esta Ley sería que cuando los elementos se estudian atendiendo al orden creciente de sus pesos atómicos, las propiedades de los elementos varían periódicamente. En otras palabras, las propiedades de los elementos químicos son una función periódica de sus pesos atómicos.

Esta tabla constaba de siete grupos, contenía los 63 elementos conocidos, pero además agregó otros 4, cuyos pesos atómicos eran 45, 68, 70 y 180, con lo cual predecía la existencia del Escandio, el Galio, el Germanio y el Tecnecio.

La Tabla Periódica de Mendeleiev se caracterizó por el arrojo y atrevimiento de este al dejar espacios vacíos que permitían considerar la existencia de elementos desconocidos, pero además, adelantar algunas de sus propiedades fisicoquímicas. Además, se atrevió a cambiar de posición elementos que no cumplían con la ley periódica aun cuando sus pesos atómicos le indicaban una posición específica.

Para 1871 Mendeleiev propuso una Tabla Periódica con 8 columnas, esta vez, los elementos se reagrupaban en atención a su capacidad de formar óxidos o Hidruros.

Otros científicos han sido responsables de perfeccionar el trabajo de Mendeleiev hasta lograr presentar la Tabla Periódica que conocemos hoy y que dista mucho de la propuesta por este químico ruso. Alfred Werner y Friedrich Adolf Paneth se encargaron de la presentación de una tabla más larga, en la que los elementos de tierras raras aparecen fuera del cuerpo de ella, en la parte inferior, como es familiar verlas para nosotros.

Moseley, por su parte, es el responsable del ordenamiento actual de los elementos en función del número atómico de los elementos. En 1940, La Tabla Periódica sufre otro cambio cuando Glenn Seaborg incluyó la serie de los actínidos para ubicar a los elementos transuránidos, descubiertos por él y posteriormente se incorporaron los elementos transactínidos del período siete.

Aunque la idea era solo hacer un recorrido histórico por lo que ha sido la evolución de la Tabla Periódica hasta su versión actual, ésta sigue siendo una herramienta en transformación. La UNESCO también celebra este 2019 el descubrimiento y denominaciones más recientes de elementos químicos superpesados, cuyos números atómicos son 113 (nihonio), 115 (moscovio), 117 (teneso) y 118 (oganesón). Así que la versión mas reciente debe incluir estos elementos.

Sin duda alguna resulta fascinante imaginar toda la ciencia detrás de este instrumento que empleamos con tanta regularidad en nuestras aulas y laboratorios, sin comprender del todo el trabajo de investigación detrás de la Tabla Periódica de los Elementos Químicos

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Referencias

• Bellandi, F. (2003). Propiedades y Tabla Periódica
• Brown, LeMay y Bursten (2011). Química la Ciencia Central
• Mahan, B. (1977). Química. Curso universitario
• Marcos, B., Pikabea, k., Olivera, M. y Sánchez, C. Dimitri Mendeleiev y la Tabla Periódica de los Elementos.
• UNESCO (2017). Proclamación por las Naciones Unidas de 2019 Año Internacional de la Tabla Periódica de los Elementos Químicos