Sistema periódico
La tabla periódica es una ordenación de los elementos químicos, estructurada por su número atómico, configuración electrónica y propiedades químicas recurrentes. En la forma básica, los elementos se presentan en orden de número atómico creciente, en la secuencia de lectura. A continuación, se crean filas y columnas iniciando nuevas filas e insertando celdas en blanco, de modo que las filas (períodos) y las columnas (grupos) muestran elementos con propiedades recurrentes (denominadas periodicidad). Por ejemplo, todos los elementos del grupo (columna) 18 son gases nobles que apenas tienen reacción química.
La historia de la tabla periódica es también la historia del descubrimiento de los elementos químicos. La primera persona de la que se tiene constancia que descubrió un nuevo elemento fue Hennig Brand, un comerciante alemán en bancarrota. Brand trató de descubrir la piedra filosofal, un objeto mítico que supuestamente convertía los metales comunes baratos en oro. En 1669, o más tarde, sus experimentos con orina humana destilada dieron como resultado la producción de una sustancia blanca y brillante, a la que llamó “fuego frío” (kaltes Feuer)[4]. Mantuvo su descubrimiento en secreto hasta 1680, cuando el químico anglo-irlandés[5] Robert Boyle redescubrió el fósforo y publicó sus hallazgos. El descubrimiento del fósforo contribuyó a plantear la cuestión de qué significaba que una sustancia fuera un elemento.
Explicación de la tabla periódica
Para la física, son los Principia de Newton de 1687, el libro que introdujo las leyes del movimiento y la gravedad. La biología celebra el libro de Darwin Sobre el origen de las especies (1859) junto con su cumpleaños (1809). Los aficionados a la astronomía conmemoran el año 1543, cuando Copérnico situó el sol en el centro del sistema solar.
La tabla de Mendeléyev se ha vuelto tan familiar para los estudiantes de química como las hojas de cálculo para los contables. Resume toda una ciencia en un centenar de cuadros con símbolos y números. Enumera los elementos que componen todas las sustancias terrestres, ordenados de manera que revelan patrones en sus propiedades, guiando la búsqueda de la investigación química tanto en la teoría como en la práctica.
La tabla de Mendeléyev parecía un gráfico ad hoc, pero su intención era expresar una profunda verdad científica que había descubierto: la ley periódica. Su ley revelaba profundas relaciones familiares entre los elementos químicos conocidos -presentaban propiedades similares a intervalos regulares (o períodos) cuando se ordenaban según su peso atómico- y permitía a Mendeléyev predecir la existencia de elementos que aún no se habían descubierto.
Elementos de la tabla periódica
Antoine Lavoisier, ahora conocido como el “padre de la química moderna”, publica una lista de 33 elementos o “sustancias simples”, como él las llama. Aunque su lista incluye cosas como el calor y la luz, supone un gran cambio con respecto a las ideas anteriores sobre los elementos. Para Lavoisier, un elemento representa la etapa final de la descomposición química. Este punto de vista se aleja de las nociones metafísicas anteriores sobre la naturaleza de los elementos y hace hincapié en lo que se puede observar y medir.
John Dalton, profesor de Manchester y cuáquero, recupera la teoría atómica de los antiguos filósofos griegos y la hace cuantitativa. Dalton también proporciona una nueva lista de elementos, pero la suya incluye los pesos relativos de los átomos de cada elemento en comparación con un átomo de hidrógeno, al que se le asigna un peso de una unidad. Este desarrollo proporciona una base a partir de la cual otros químicos pueden empezar a discernir las relaciones entre los diferentes elementos y es un paso esencial en el desarrollo de la tabla periódica.
Durante un periodo de unos cinco años, varios científicos desarrollan de forma independiente importantes precursores de la tabla periódica. El primero es el geólogo francés Alexandre-Emile Béguyer De Chancourtois, que organiza los elementos en una línea en orden de peso atómico creciente. A continuación, esta línea se dispone de forma helicoidal alrededor de un cilindro metálico, de modo que los elementos similares caen a lo largo de líneas verticales trazadas a lo largo del cilindro. Poco después, John Alexander Reina Newlands y William Odling, trabajando de forma independiente en Inglaterra, publican tablas periódicas bidimensionales, al igual que Gustavus Heinrichs, un exiliado danés que trabaja en Estados Unidos. Ninguno de estos sistemas recibe mucho crédito por diversas razones tanto científicas como sociológicas.
Tabla de elementos
La tabla periódica de los elementos es algo habitual en las aulas, los pasillos de los campus y las bibliotecas, pero es algo más que una organización tabular de sustancias puras. Los científicos pueden utilizar la tabla para analizar la reactividad entre los elementos, predecir reacciones químicas, comprender las tendencias de las propiedades periódicas entre los distintos elementos y especular sobre las propiedades de los que aún no se han descubierto.
Un gran avance se produjo con la publicación de una lista revisada de elementos y sus masas atómicas en la primera conferencia internacional de química celebrada en Karlsruhe (Alemania) en 1860. Llegaron a la conclusión de que al hidrógeno se le asignaría el peso atómico de 1 y el peso atómico de otros elementos se decidiría por comparación con el hidrógeno. Por ejemplo, el carbono, al ser 12 veces más pesado que el hidrógeno, tendría un peso atómico de 12.
El químico británico John Newlands fue el primero en organizar los elementos en una tabla periódica con un orden creciente de masas atómicas. Descubrió que cada ocho elementos tenían propiedades similares y lo denominó ley de las octavas. Organizó los elementos en ocho grupos, pero no dejó ningún hueco para los elementos no descubiertos.