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La tabla periódica de los elementos

Fuentes: www.historiasdelaciencia.com, es.wikipedia.org, www.alipso.com

La Tabla Periódica de los elementos clasifica, organiza y distribuye los distintos elementos químicos conforme a sus propiedades y características. Suele atribuirse a Dimitri Mendeleiev, quien ordenó los elementos basándose en la variación manual de las propiedades químicas, si bien Julius Lothar Meyer, trabajando por separado, llevó a cabo un ordenamiento a partir de las propiedades físicas de los átomos.

Aunque los elementos como el oro, plata, estaño, cobre, plomo y mercurio se conocen desde la antigüedad, no se descubrió el siguiente hasta 1669 cuando Henning Brand aisló fósforo de una muestra de orina. Desde ahí y durante los siglos XVIII y XIX hubo una avalancha de descubrimientos. A mediados del siglo XIX se conocían 63 elementos de los 90 que existen en la naturaleza, e incluso predecía la existencia de algunos de los restantes.   Aquí se planteaba una cuestión: si las especies animales se podían organizar en categorías basadas en características distintivas (como había hecho Linneo), ¿podría existir un orden similar para los elementos químicos incluso los que todavía habían de descubrirse?

El primero que intentó diseñar un sistema de clasificación de los elementos fue John Dalton. Propuso que la materia estaba compuesta de átomos de pesos distintos y que se combinaban en proporciones ponderales sencillas. De Chancourtois fue el primero en reconocer que las propiedades químicas se repetían cada 7 elementos, lo que incluyó el término “periodicidad”.  

MendeleievEl camino estaba preparado para la entrada en escena de Dimitri Mendeleiev (1834-1907). Era un hombre extraño, que no se amilanaba ante normas sociales ni de institución alguna. Mendeleiev fue un agitador político y un gran defensor de sus alumnos de la Universidad de San Petersburgo. Pero también era un científico consumado, incluso obsesivo.  

Cuando se le nombró para una cátedra de química no pudo encontrar un texto aceptable para sus clases, así que escribió uno. En él propuso la sencilla idea de colocar los elementos químicos conocidos según el orden de sus pesos atómicos y para ello jugó a las cartas. Escribió en cada una de ellas el símbolo de un elemento, su peso atómico y algunas características. Por ejemplo: sodio: metal activo; argón: gas inerte; etc. Llevaba esas cartas a todas partes, incluidos sus viajes en tren. Uno puede imaginar qué pensarían los viajeros que iban con él.  

Descubrió una cierta periodicidad: cada 8 cartas reaparecían propiedades químicas parecidas. Por ejemplo, el litio, el sodio y el potasio eran metales activos correspondientes a las posiciones 3, 11 y 19. Análogamente el hidrógeno, flúor y cloro correspondían a posiciones 1, 9 y 17 y eran gases activos, aunque eso ya se sabía.  

Pero dio un paso más: los reorganizó dejando huecos blancos allí donde no existía un elemento que él esperara. Razonó que no todos los elementos tenían que estar descubiertos y era mejor dejar huecos para que futuros científicos los rellenaran. Pero no sólo eso: prefirió dar preferencia a las características del elemento y no a su peso atómico. De este modo corrigió muchos pesos atómicos mal obtenidos en la época.  

Así, bajo el aluminio y el silicio quedaron huecos vacíos a los que él llamó “eka-aluminio” y “eka-silicio”. Y es que “eka” en sánscrito significa “uno”, así como “dvi” significa dos. Bajo el manganeso estaban el eka-manganeso y el dvi-manganeso. A partir de las características de los elementos que se encontraban en la misma columna pudo predecir con cierto detalle cuáles serían las propiedades de aquellos elementos desconocidos.

En 1869, Mendeleiev publica su primera Tabla Periódica en Alemania. Un año después lo hace Lothar Meyer.

Mendeleiev recibió muchísimas burlas por su trabajo, en especial por esos huecos en blanco. Pero en 1875 Lecoq de Boisbaudran mostró en la Academia de Ciencias de París un nuevo metal, el galio, anunciando una serie de propiedades. Mendeleiev dijo que no podía ser, la densidad medida era incorrecta, y tenía razón. Cuando el material se purificó más, se determinó un valor algo más alto, que era el esperado por Mendeleiev. Boisbaudran quedó estupefacto. En 1886 Clemens Winkler encontró otra sustancia que correspondía al eka-silicio y ese elemento quedó como germanio. También en 1879 se descubrió otro hueco a rellenar por el escandio.  

Resultó que la chaladura de los huecos en blanco no era tal. Así como antes se habían reído de Mendeleiev ahora la risa se había transformado en admiración. El cumplimiento de estas "predicciones químicas" tuvo una enorme repercusión, y contribuyó a que la Tabla Periódica se impusiera universalmente, incluso hoy en día, más de ciento cuarenta años después (aunque la versión actual de la tabla periódica, también llamada sistema periódico de los elementos, difiere en algunos detalles de la original de Mendeleiev). 

De repente, había nacido un orden de las sustancias elementales, aunque nadie fuera capaz de explicar por qué. Los átomos de Dalton y la Tabla Periódica de Mendeleiev parecen cerrar el gran capítulo clásico de la historia de la Química como ciencia, inaugurado por Lavoisier, con las preguntas básicas de la química contestadas y el camino hacia delante esbozado para el futuro de los grandes químicos por llegar.

La Tabla Periódica facilitó el estudio sistemático de los elementos, permitió corregir las masas atómicas de algunos y pronosticar las propiedades de elementos no conocidos hasta ese momento. Además, permitió conocer la valencia principal de un elemento, que determina su reactividad para la formación de moléculas.

A pesar de todo, sus colegas en vida no llegaron a apreciarlo del todo. Seguramente por ello no ganó el Nobel, pese a que vivió algunos años tras la institución del premio. Sin embargo, a su muerte recibió el mayor honor que le cabe a un maestro: grupos de estudiantes acompañaron al cortejo fúnebre llevando en alto reproducciones de su tabla periódica.

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