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viernes, marzo 29, 2024

La tabla periódica

Por el  Dr. Oracio Barbosa

La tabla periódica de los elementos químicos ha guardado enorme importancia para el conocimiento científico y tecnológico sin precedentes desde su creación, tanto para químicos como para la físicos y biólogos en particular.  Con ella los científicos es esos campos han podido predecir la apariencia y propiedades de la materia tanto en la tierra como en todo el universo. Este año, 2019, se cumplen 150 años en que Dmitir Mendeleev (químico ruso, 1834-1907) propuso un ordenamiento de los 63 elementos químicos conocidos en ese entonces, año de 1869, y prediciendo la existencia de otros más asignando los lugares específicos correspondientes. Es por su trascendencia e importancia de la tabla periódica de los elementos químicos y por su 150 aniversario que la Asamblea General de las Naciones Unidas y la UNESCO proclamaron al año 2019 como el año Internacional de la Tabla Periódica de los Elementos Químicos. Las figuras 1 y 2 muestran, respectivamente, la tabla periódica publicada por Mendeleev en 1871, versión mejorada que la publicada en 1869, y la tabla periódica moderna.

La tabla periódica es un arreglo de los elementos químicos basado en los números atómicos de los mismos, de la configuración electrónica y propiedades químicas; sus renglones están conformados por periodos y las columnas por grupos/familias. En el año de 1894 se descubrieron los primeros “gases nobles” los cuales ampliaron en una columna a la tabla periódica original. El arreglo de los elementos es de izquierda a derecha y de la parte superior a la inferior en orden creciente de los correspondientes números atómicos. Existen 18 grupos/familias de elementos, que van de la extrema izquierda, grupo de alcalinos, a la extrema derecha, grupo de gases nobles/inertes. El estudio y uso de los elementos químicos han sido fuente de prosperidad, pero también de enormes desgracias para la humanidad.

El estudio y conformación de elementos químicos en una tabla periódica data desde los años 330 A.C., pero fue hasta el año de 1869 que se publicó la primera versión que sirvió de base para tener una tabla periódica como es conocida por cualquier estudiante que recuerde sus estudios básicos de química. Aristóteles y Empédocles fueron los primeros en señalar que toda materia estaba conformada por una mezcla de una o más raíces (elementos), y que deberían guardar un orden basado en la mezcla. Durante la revolución científica, siglos XV-XVII, se desarrolló la alquimia y con ella el descubrimiento de nuevos compuestos químicos. Estos descubrimientos fueron el resultado de la alteración, mediante el calor, de la estructura de diferentes compuestos; tal fue el caso del fósforo que fue descubierto en los intentos por crear la “piedra filosofal” que transformara cualquier compuesto en oro.  Dentro del desarrollo de estos experimentos en el S XVII Boyle estableció que un “elemento” (químico) era una sustancia que no se podía romper en una sustancia/compuesto más simple.  Esto marcó con claridad la definición de lo que hoy entendemos como elemento químico, pero a la vez dio inicio la idea de considerar dentro de cada elemento, átomos, partículas más pequeñas, subatómicas, que integrarían al elemento químico correspondiente.

Para el siglo XVIII Lavoisier escribió por primera vez un tratado sobre “elementos químicos” y en el se describía al oxígeno, nitrógeno, hidrógeno, fósforo, mercurio, cobre y azufre. Sin embargo, reconoció que estos elementos aún podrían aún romperse en nuevas sustancias, partículas subatómicas.  Adicionalmente su trabajo científico le permitió clasificar a esos elementos en metales y no-metales.

Para el S. XIX se identificaban 63 elementos y el químico inglés John Newlands observó que las propiedades de estos elementos estaban relacionas mediante su masa y de esta manera se introdujo la masa atómica de los elementos. Mendeleev en 1869 fue más allá y observó que era posible un arreglo de grupos de elementos no solo mediante la masa atómica sino por su valencia y por sus propiedades químicas inherentes. Cuando Mendeleev publicó su tabla periódica aún se desconocía la estructura atómica. Fue en la última década del S XIX que se descubre al electrón, la partícula subatómica de carga negativa. Este descubrimiento dió inicio al estudio y comprensión de la estructura atómica de la materia que se desarrolla en las dos primeras décadas del S. XX. En el año de 2016 fueron integrados los 4 últimos elementos por lo que actualmente existen 118 elementos químicos en la tabla periódica.

Figura 1, Tabla Periódica de los 63 elementos químicos conocidos
en el año de 1871. Publicada por D. Mendeleev.
Figura 2 Tabla Periódica de elementos químicos moderna. Note que al igual que la Fig. 1, los metales están localizados en la parte izquierda, mientras que en la parte derecha están los no-metales.
Los huecos en la Fig. 1 están ahora ocupados y el número de elementos es de 118.
Columna del CIO
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