Como ya sabrá, la Asamblea General de las Naciones Unidas declaró el año el 20 de diciembre de 2017 2019 como el Año Internacional de la Tabla Periódica de los Elementos Químicos, para conmemorar el 150 aniversario de su proclamación por el químico Dmitri Mendeleev. En CONADEIP cerramos este año conmemorativo con una serie de artículos dedicados a la tabla periódica y los distintos elementos químicos. En este primer artículo damos una descripción general de la tabla periódica y damos una breve descripción de su importancia y desarrollo histórico.
Figura 1. Tabla periódica de elementos químicos
los Tabla periódica es una organización tabular de elementos químicos en orden ascendente de su número atómico, dispuestos en filas (períodos) y columnas (grupos) para resaltar sus propiedades recurrentes (Figura 1). Esta ley periódica observa que las propiedades químicas y físicas de los elementos son periódicamente similares cuando están dispuestos en orden ascendente de su número atómico (el número de protones en el núcleo). Actualmente se reconocen 118 elementos en 18 grupos. La tabla periódica es una herramienta de uso diario en química e ingeniería química, pero también en arqueología, astronomía, biología, física, geología y diversas ciencias de la ingeniería.
Un primer aspecto que debe aclararse es que el desarrollo de la tabla periódica, como cualquier desarrollo de la ciencia, no fue el resultado de la inspiración de un científico en particular, en este caso Dmitri Mendeleev, como parece en el imaginario popular. Los avances más importantes en la dirección de un sistema organizado para la clasificación de los elementos químicos se dieron en los años 1862 a 1872 con obras de Chancourtois, Newlands, Odling, Meyer y Mendeleev, entre otros. Este esfuerzo conjunto condujo a la publicación de la primera versión moderna de la tabla periódica en 1869, dispuesta en orden ascendente de pesos atómicos. Este hecho, el uso de pesos atómicos, fue una de las mayores dificultades que tuvo que atravesar la primera versión de la tabla. Por ejemplo, el orden lógico (según sus propiedades químicas) de varios pares no se correspondía con sus pesos atómicos: argón-potasio, cobalto-níquel y telurio-yodo. Este tipo de discrepancias se resolvió años después con los sucesivos descubrimientos de la estructura de los átomos y el uso del número atómico para determinar el orden de los elementos. A pesar de los problemas provocados por la discrepancia entre ciertos pesos atómicos, la tabla periódica moderna, gracias al coraje de Mendeleev, tuvo éxitos rotundos que confirmaron su vigencia.
Quizás el mayor de estos éxitos fue la capacidad de predecir el descubrimiento de nuevos elementos. Cuando Mendeleev descubrió que un elemento no encajaba en la posición correcta, asumió que el peso atómico se había determinado incorrectamente y lo indicó con un signo de interrogación en el símbolo. En otras ocasiones, dejaba huecos en la mesa cuando no podía encontrar un artículo que se ajustara a esta posición. También predijo el peso atómico que debería tener y describió las propiedades químicas que, aún no descubiertas, tendría este elemento. Así procedió en la versión de la tabla periódica de 1871, con la predicción de cuatro elementos químicos por descubrir: eka-boro, eka-aluminio, eka-silicio y eka-manganeso. El prefijo eka- (del sánscrito) significa “uno” y denota la posición del elemento “desconocido” en relación con el elemento ya conocido. El primer gran éxito se produjo en 1875 cuando el químico francés Paul Émile Lecoq anunció el descubrimiento de un nuevo elemento encontrado en el mineral esfalerita (sulfuro de zinc), al que llamó galio (Gallia en latín) en honor a Francia … o por él mismo. incluso después de las malas lenguas (Lecoq, el gallo, de Gallus en latín). El galio fue el elemento eka-aluminio predicho por Mendeleev. Ese hecho en sí mismo fue un éxito para la tabla periódica, pero no se detuvo allí. Según las medidas de Lecoq, el galio tenía una densidad de 4,7 g / cm3, valor que difería del valor predicho por Mendeleev para Eka-aluminio (5,9 g / cm3). En un voto de confianza, el químico ruso envió una carta a la Academia de Ciencias de París asegurando que las medidas eran incorrectas y que la densidad debería estar entre 5,9 y 6,0 g / cm3, sugiriendo que Lecoq repite el análisis con una muestra más limpia. El químico francés repitió esta prueba y encontró que el valor de la densidad del galio (Eka-aluminio) era exactamente de 5,9 g / cm³. Esta espectacular confirmación de la ley periódica de Mendeleev fue confirmada en los años siguientes por el descubrimiento del escandio (eka-boro) y el germanio (eka-silicio).
Mendeleev continuaría refinando y actualizando la versión de la tabla periódica con nuevas versiones en 1889 y 1903 hasta su muerte. Lógicamente, los avances no se detuvieron allí, y en los años siguientes, la tabla periódica fue una fuerza impulsora de nuevos descubrimientos como la radiactividad y la mecánica, que a su vez ayudaron a hacer que la ley periódica de Mendeleev fuera aún más robusta.
Otro aspecto poco conocido es que la representación más aceptada de la tabla periódica (Figura 1) no es la única. Algunas fuentes citan hasta 700 tipos diferentes de tablas, que se pueden dividir en tablas 2D o 3D, tablas cortas o largas y tablas de configuración química o electrónica. En muchos casos estas mesas alternativas respondieron a un intento de mejorar la visualización real con los elementos lantánidos y actínidos fuera del bloque principal de la mesa, en otros casos respondieron a criterios estéticos de dudosa utilidad. Algunas de las representaciones alternativas de la tabla periódica se muestran en la Figura 2. Por ejemplo, la IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada) está estudiando actualmente el cambio en la distribución actual de la tabla periódica, incluida la tabla de lantánidos y actínidos, una tabla con 32 grupos. El principal motivo es que la forma tradicional de mostrar la tabla (Figura 1) con ausencia de lantánidos y actínidos no se debe a razones químicas, sino a facilitar la visualización e impresión, dificultades que actualmente se están superando. Las diferentes formas en que se presenta la tabla subrayan un hecho que a veces se olvida, no existe “la” tabla periódica. La ley periódica de los elementos se puede representar de muchas formas igualmente válidas.
Figura 2. A). Tabla periódica de Charles Janet; B). Tabla periódica hecha de cinta doblada. Rezmason – CC BY-SA 4.0; C) mesa en espiral. C. Buckley, CC BY 3.0 y D) Cuadro ADOMAH. De Piep – CC BY-SA 3.0.
En palabras del químico inglés John Emsley: “Cada civilización inteligente en una galaxia diferente tiene una tabla periódica muy similar a la nuestra: es un icono universal en el sentido más amplio”. La tabla periódica es una herramienta para el uso diario.Además, se ha convertido en un icono cultural, una de las imágenes más populares de la ciencia en general. ¡La tabla periódica es casi un meme usado para la clasificación “periódica” de casi todo, desde cerveza hasta emociones y posiciones sexuales! Encontramos referencias más o menos directas a la tabla periódica en todo tipo de obras culturales, desde series de televisión (Figura 3) hasta obras de teatro, películas (evolución, arsénico por compasión, Gilda, Dirty Wolves, etc.) y por supuesto, obras literarias. .
Figura 3. Breaking Bad y la tabla periódica.
Hay muchos libros que permiten un enfoque divertido y riguroso de la tabla periódica: Tabla periódica de Primo Levi, Uncle Wolfram: Memories of a Precocious Chemist de Oliver Sacks, El año de Wolfram de Raúl Guerra y El secreto de Prometheus de Alejandro Navarrese.
En CONADEIP Queremos contribuir a esta alegre y rigurosa difusión de la tabla periódica y los elementos químicos.. Durante las próximas semanas desde CONADEIP rendiremos un especial homenaje a la Tabla Periódica de los Elementos Químicos con cinco artículos que se centran en diferentes elementos y que hemos agrupado en los siguientes temas:
Elementos en las estrellas.
-Elementos que respiramos.
Elementos en humanos.
Elementos por asesinato.
Elementos para la medicina.
Elementos para la tecnología.
Referencias.
Bloques de construcción de la naturaleza. John Emsley
La tabla periódica de los elementos químicos. J. Elguero, P. Goya, P. Román
Los elementos del asesinato. John Emsley
Enciclopedia de los elementos. P. Enghag
Tío Wolfram: Recuerdos de un químico precoz, Oliver Sacks
El año de Wólfram, Raúl Guerra
El secreto de Prometeo de Alejandro Navarro.
