Tabla periódica: Historia

Química. Atomismo. Berzelius. Döberenier. Mendeliev. Clasificación

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HISTORIA DE LA TABLA PERIÓDICA

Desde los tiempos de Aristóteles, se reconoció la naturaleza atómica de la materia; a pesar de que sus ideas fueron producto de sus disertaciones filosóficas.

Aristóteles no apoyo el atomismo. Concibió los elementos como combinaciones de dos pares de propiedades opuestas: frío y calor; humedad y sequedad. De este modo se forman cuatro posibles parejas distintas, cada una de las cuales dará origen a un elemento; calor y sequedad origina el fuego; calor y humedad, el aire, etcétera, explicándolo como exceso o carencia.

Para el año de 1495 - 1551 d.C., Paracelso trató de relacionar el funcionamiento de la Tría Prima de Alberto Magno con el mercurio, azufre y sal.

A partir de la teoría atómica de Dalton, los químicos intentaron conjugar las masas atómicas de los elementos con sus propiedades. Así, en 1813, Berzelius dividió los cuerpos simples en dos grupos según su electroafinidad, lo que permitió a Davy en ese mismo año aislar otros elementos nuevos, como el sodio y el potasio.

Esta clasificación de Berzelius fue notoriamente insuficiente por ser excesivamente general y por no permitir comparación entre los elementos análogos.

En 1860, los científicos no percibían claramente la diferencia entre los pesos atómicos y los pesos equivalentes y pesos moleculares; eran 54 los elementos descubiertos y las relaciones de combinación entre los elementos estaban equivocados en algunos casos.

Entre 1817 y 1830, Johan Döbereiner realizó uno de los primeros intentos para agrupar elementos con propiedades similares de tres en tres (tríadas) y sugirió que en elementos como el Ca, Sr, Ba; Cl, Br, I y S, Se, Te, el peso atómico del elemento de en medio era la medida de los otros dos.

A. Series de tríadas en las que existen diferentes constantes en los pesos atómicos de los elementos.

ELEMENTOS

PESO ATÓMICO

DIFERENCIA

ELEMENTOS

PESO ATÓMICO

DIFERENCIA

Litio

6.94

Azufre

32.06

Sodio

23.00

16.06

Selenio

79.20

47.14

Potasio

39.10

16.10

Telurio

127.50

48.30

Calcio

137.37

Cloro

35.46

Estroncio

97.63

47.58

Bromo

79.92

44.46

Bario

40.07

49.74

Yodo

126.92

47.70

B. Serie de tríadas donde los pesos atómicos casi no cambian entre sí.

ELEMENTOS

DIFERENCIA

ELEMENTOS

DIFERENCIA

ELEMENTOS

DIFERENCIA

Hierro

58.84

Rutenio

101.7

Osmio

190.90

Níquel

58.68

Rodio

102.9

Iridio

193.10

Cobalto

58.97

Paladio

106.7

Platino

195.20

El químico Jean Baptiste André Dumas, escribió en 1840 su Ensayo de la filosofía química, en donde manifestaba haber perfeccionado las tríadas de Döberenier, acomodando al flúor antes que al cloro y al oxígeno antes que al calcio, lo que permitía completar algunas familias de elementos afines; a la familia del sodio le añadió el rubidio y el cesio.

Además comprobó que aparte de las variaciones del peso atómico anteriormente observadas existían otras regularidades cuando se pasa de una familia a otra, por ejemplo:

O = 16 S = 32

d = 3 d = 3.5

F = 19 Cl = 35.5

d = 4 d = 3.5

Na = 23 K = 39

d = 1 d = 1

Mg = 24 Ca = 40

Si comparamos las diferencias de peso atómico d =3 entre el oxígeno y el flúor, encontramos una diferencia en el mismo orden, 3.5 entre el azufre y el cloro.

De esta manera las regularidades corresponden a las diferencias de energía en la misma familia y la exactitud de esta ley es menor cuando aumenta el peso atómico, y es sólo válida para los primeros miembros de cada familia.

Tabla periódica: Historia
En 1862, A.E. Beguyer de Chancourtois (1819-1886) graficó las masas atómicas de los elementos en forma de hélice arrollada regularmente sobre un cilindro. Al dividir la base del cilindro en 16 partes se registró una lista de los elementos con propiedades similares en columnas verticales. Tituló a su trabajo Tornillo telúrico.

En 1865 John Alexander Reina Newlands (1837 - 1888) propuso que los elementos se colocarán en orden creciente de su masa atómica, para que se pudieran notar las similitudes de las propiedades cada 8 elementos (Ley de las octavas).

Y a pesar de que fue ridiculizado por dejar algunos espacios en blanco para los elementos que aún no habían sido descubiertos, fue el primer antecesor de nuestra actual tabla periódica.

AGRUPAMIENTO DE MENDELEIEV

Basándose en la idea de la periodicidad que proponía Döbereiner, De Chancourtois y Newlands, y relegando un poco la idea de un orden riguroso en la sucesión de los 63 elementos (descubiertos hasta ese momento) de acuerdo con sus pesos atómicos, en 1863 el ruso Dimitri Ivanovich Mendeleiev ideo una clasificación periódica de los elementos casi perfecta, que presentó en 1869 como Tabla de los elementos; aunque no debemos olvidar el esquema del químico alemán Julius Lothar Meyer, quien en 1870 presentó una gráfica como forma de clasificar los elementos en la que la colocación de los elementos estaba de acuerdo con su peso atómico y la relación de los pesos concordaba con otras propiedades que tenían los elementos clasificados.

En su tabla Mendeleiev colocó los elementos de acuerdo con el orden creciente de sus pesos atómicos relativos, de manera que los elementos con propiedades parecidas quedaban en el mismo grupo y dejó algunos espacios en blanco para los elementos que aún no habían sido descubiertos; en 1871 revisó nuevamente su tabla y clasificó grupos de elementos colocándolos en columnas verticales, tomando en cuenta además la composición de los óxidos comunes que formaban.

Para los elementos que aún o habían sido descubiertos, detalló cuidadosamente las propiedades físicas y químicas que tendrían y les asigno los nombres de eka-boro, eka-aluminio, y eka-silicio; que corresponderían al escandio, el galio y el germanio, elementos descubiertos en 1886.

En 1864 Julius Lother Meyer, escribió un tratado de química en el cual manifestaba que el comportamiento de los átomos podía depende de sus pesos atómicos. Sin embargo Meyer se empezó a interesar por el volumen atómico de los elementos (espacio que ocupan los átomos), y encontró que si trazaba una curva de sus volúmenes atómicos de acuerdo a las coordenadas de sus pesos moleculares, los valores atómicos que obtenían crecían y descendían, primero en dos periodos cortos y después en dos largos.

Calculó el volumen atómico dividiendo el peso atómico entre la densidad de una muestra sólida o líquida del elemento indicado por medio de los valores que tenía. Publicó su trabajo un año mas tarde que Mendeleiev.

La comunidad científica advirtió que Mendeleiev había acertado en sus conclusiones, demostrando que su tabla periódica era un instrumento útil y verídico, aunque nadie en ese momento lograba explicarse como funcionaba, ya que dicha tabla nos enseña que existe una ley natural que no era fácil de entender de manera teórica.

Los óxidos previstos por Mendeleiev también están de acuerdo con la realidad y esto lo podemos ver en la tabla de la clasificación periódica moderna, basada en la tabla original de Mendeleiev, donde los pesos atómicos corresponden a los que determinó Meyer; los elementos que se encuentran en los cuadros no se conocían en 1869, los que están entre paréntesis tenían grandes errores y los que tiene un signo e interrogación son los elementos predichos por Mendeleiev.

LA TABLA PERIÓDICA HOY EN DÍA

De la clasificación de Mendeleiev y sus comprobaciones experimentales se deduce que las propiedades químicas de los átomos se repiten periódicamente; esto se convierte en una ley natural aunque en la actualidad no se expresa en función del peso atómico, sino del número atómico.

En 1914, cuando Henry Gwyn-Jeffreys Moseley trabajaba con Henry Rutherford y dio a conocer los resultados e varios experimentos, concluyo que en la ley periódica las propiedades de los elementos están en función periódica de sus números atómicos, por lo que la tabla tuvo que ser modificada, y ahora todos los elementos conocidos están colocados de acuerdo con su número atómico en orden creciente.

La tabla se puede dividir en filas horizontales y columnas verticales. Las filas constituyen periodos, a lo largo de los cuales el número atómico aumenta (y el peso atómico, por tanto aumenta también). A su vez, los electrones van completando la capa de valencia, lo que provoca variaciones armónicas en las propiedades físico-químicas de los elementos. Todos los elementos de un periodo tienen el mismo número de capas electrónicas completas. Es la última capa la que se va completando a medida que se avanza por éste.

Las columnas de la tabla constituyen familias de elementos, que tienen en común la estructura electrónica. Debido a ello presentan importantes similitudes en sus propiedades químicas y físicas y variaciones muy regulares de las mismas. Ejemplos de familias importantes son la de los metales alcalinos(IA), familia del oxígeno (VIA) halógenos(VIIA)

De izquierda a derecha aumenta el número atómico y la electronegatividad, a la vez que disminuye el radio. De arriba a abajo aumenta el radio y el número atómico, y disminuye la electronegatividad. Teniendo en cuenta la periodicidad de los elementos de la tabla, podemos hacernos una idea de lo enormemente útil que nos resulta la tabla periódica, ya que nos permite predecir las propiedades de un elemento a partir de su posición en la tabla periódica, por similitud con las de otros conocidos de su familia o periodo.

Para conseguir un ejemplar de la tabla periódica puedes utilizar la Red, en la que circulan ejemplares sueltos o interesantes programas que permiten seleccionar cómo quieres que sea tu tabla, de acuerdo con las propiedades que deseas incluir. Actualmente, la tabla periódica es una de las obras de las que más versiones se han hecho.

BIBLIOGRAFÍA

  • Rosalía Allier. LA MAGIA DE LA QUÍMICA. Editorial. EPSA. México D.F. 1995. Págs. 181-186