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La historia de la Tabla Peri贸dica

馃懆馃徏鈥嶐煍燣os primeros descubrimientos

Un requisito previo necesario para la construcci贸n de la tabla peri贸dica era el descubrimiento de los elementos individuales. Aunque elementos como el oro, plata, esta帽o, cobre, plomo y mercurio son conocidos desde la antig眉edad, el primer descubrimiento cient铆fico de un elemento ocurri贸 en 1649 cuando Hennig Brand descubri贸 el f贸sforo.

Durante los siguientes 200 a帽os, un vasto conjunto de conocimientos sobre las propiedades de los elementos y sus compuestos fue adquirido por qu铆micos (ver un art铆culo de 1790 sobre los elementos).

En 1869, un total de 63 elementos hab铆an sido descubiertos. A medida que crec铆a el n煤mero de elementos conocidos, los cient铆ficos empezaron a reconocer patrones en las propiedades y comenzaron a desarrollar esquemas de clasificaci贸n.

 

馃懆馃徏鈥嶐煉悸燣a ley de Tr铆adas

En 1817 Johann Dobereiner not贸 que el peso at贸mico del estroncio cay贸 a mitad de camino entre los pesos del calcio y el bario, elementos que poseen propiedades qu铆micas similares.

En 1829, despu茅s de descubrir la tr铆ada hal贸gena compuesta de cloro, bromo y yodo y la tr铆ada alcalina de litio, sodio y potasio, propuso que la naturaleza conten铆a tr铆adas de elementos, el elemento medio ten铆a propiedades que eran un promedio de los otros dos miembros ordenados por el peso at贸mico (la Ley de las Tr铆adas).

Esta nueva idea de las tr铆adas se convirti贸 en un 谩rea de estudio popular. Entre 1829 y 1858 un n煤mero de cient铆ficos (Jean Baptiste Dumas, Leopold Gmelin, Ernst Lenssen, Max von Pettenkofer y J. P. Cooke) descubrieron que estos tipos de relaciones qu铆micas se extendieron m谩s all谩 de la tr铆ada.

Durante este tiempo se agreg贸 el fl煤or al grupo de hal贸genos; ox铆geno, azufre, selenio y telurio se agruparon en una familia mientras que nitr贸geno, f贸sforo, ars茅nico, antimonio y bismuto se clasificaron como otro.

Desgraciadamente, la investigaci贸n en esta 谩rea se vio obstaculizada por el hecho de que no siempre se dispon铆a de valores exactos.

 

馃懆馃徏鈥嶐煆燣os primeros intentos de dise帽ar una tabla peri贸dica

Si una tabla peri贸dica es considerada como un pedido de los elementos qu铆micos que demuestran la periodicidad de las propiedades qu铆micas y f铆sicas, el cr茅dito para la primera tabla peri贸dica (publicada en 1862) probablemente deber铆a ser dado a un ge贸logo franc茅s, A. E. Beguyer de Chancourtois.

De Chancourtois transcribe una lista de los elementos colocados en un cilindro en t茅rminos de aumento del peso at贸mico. Cuando el cilindro se construy贸 de manera que se pod铆an escribir 16 unidades de masa en el cilindro por vuelta, los elementos estrechamente relacionados se alineaban verticalmente. Esto llev贸 a de Chancourtois a proponer que “las propiedades de los elementos son las propiedades de los n煤meros”.

De Chancourtois fue el primero en reconocer que las propiedades elementales recurren cada siete elementos, y usando esta carta, fue capaz de predecir la estequiometr铆a de varios 贸xidos met谩licos. Desafortunadamente, su tabla inclu铆a algunos iones y compuestos adem谩s de elementos.

 

La Ley de Octavas

John Newlands, un qu铆mico ingl茅s, escribi贸 un art铆culo en 1863 que clasific贸 los 56 elementos establecidos en 11 grupos basados en propiedades f铆sicas similares, notando que exist铆an muchos pares de elementos similares que difer铆an por un m煤ltiplo de ocho en peso at贸mico.

En 1864 Newlands public贸 su versi贸n de la tabla peri贸dica y propuso la Ley de Octavas (por analog铆a con los siete intervalos de la escala musical). Esta ley estableci贸 que cualquier elemento dado exhibir谩 un comportamiento an谩logo al octavo elemento que lo sigue en la tabla.

 

馃懆馃徏鈥嶐煄撀犅縌ui茅n es el Padre de la Tabla Peri贸dica?

Ha habido alg煤n desacuerdo sobre qui茅n merece el cr茅dito por ser el “padre” de la tabla peri贸dica, el alem谩n Lothar Meyer聽o el ruso Dimitri Mendeleev.

Ambos qu铆micos produjeron resultados notablemente similares al mismo tiempo que trabajaban independientemente el uno del otro.

Lothar Meyer

El libro de texto de Meyer de 1864 inclu铆a una versi贸n m谩s bien abreviada de una tabla peri贸dica usada para clasificar los elementos. 脡ste consist铆a en aproximadamente la mitad de los elementos conocidos listados en orden de su peso at贸mico y demostraba que los jaulas de valencia peri贸dica en funci贸n del peso at贸mico. En 1868, Meyer construy贸 una tabla extendida que entreg贸 a un colega para su evaluaci贸n. Desafortunadamente para Meyer, la tabla de Mendeleev se puso a disposici贸n de la comunidad cient铆fica mediante una publicaci贸n (1869) antes de la aparici贸n de Meyer (1870).

Dimitri Mendeleev

Dmitri Ivanovich Mendeleev (1834-1907), el menor de 17 hijos, naci贸 en la ciudad siberiana de Tobol’ sk, donde su padre fue profesor de literatura y filosof铆a rusa. Mendeleev no fue considerado un estudiante sobresaliente en su educaci贸n temprana en parte debido a su aversi贸n a las lenguas cl谩sicas que eran un requisito educativo importante en ese momento, a pesar de que mostraba proeza en matem谩ticas y ciencias.

Despu茅s de la muerte de su padre, 茅l y su madre se mudaron a San Petersburgo para cursar estudios universitarios. Despu茅s de que se le negara la admisi贸n en la Universidad de Mosc煤 y la Universidad de San Petersburgo debido a su formaci贸n provincial y a su formaci贸n acad茅mica excepcional, finalmente obtuvo un puesto en el Instituto Pedag贸gico Principal (Instituto de San Petersburgo).

Los grandes 茅xitos de Mendeleev

Despu茅s de graduarse, Mendeleev tom贸 una posici贸n ense帽ando ciencias en un gimnasio. Despu茅s de un tiempo como profesor, fue admitido a trabajar en la Universidad de San Petersburgo, donde obtuvo una maestr铆a en 1856. Mendeleev impresion贸 tanto a sus instructores que fue contratado para dar clases de qu铆mica. Despu茅s de pasar 1859 y 1860 en Alemania para ampliar sus estudios de qu铆mica, obtuvo un puesto como profesor de qu铆mica en la Universidad de San Petersburgo, cargo que mantuvo hasta 1890. Mientras escrib铆a un libro de texto sobre qu铆mica inorg谩nica sistem谩tica, Principios de la Qu铆mica, que apareci贸 en trece ediciones siendo la 煤ltima en 1947, Mendeleev organiz贸 su material en t茅rminos de las familias de los elementos conocidos que mostraban propiedades similares. La primera parte del texto se dedic贸 a la qu铆mica bien conocida de los hal贸genos. Luego, eligi贸 cubrir la qu铆mica de los elementos met谩licos en orden de poder combinado — metales alcalinos primero (potencia combinada de uno), tierras alcalinas (dos), etc.

Sin embargo, era dif铆cil clasificar metales como el cobre y el mercurio que ten铆an m煤ltiples poderes de combinaci贸n, a veces uno y otras veces dos. Mientras trataba de resolver este dilema, Mendeleev not贸 patrones en las propiedades y pesos at贸micos de los hal贸genos, metales alcalinos y metales alcalinos. Observ贸 similitudes entre las series Cl-K-Ca, Br-/Rb-Sr e I-Cs-Ba.

El inicio de la Tabla Peri贸dica

En un esfuerzo por extender este patr贸n a otros elementos, cre贸 una tarjeta para cada uno de los 63 elementos conocidos. Cada tarjeta conten铆a el s铆mbolo del elemento, su peso at贸mico y sus propiedades qu铆micas y f铆sicas caracter铆sticas. Cuando Mendeleev coloc贸 las cartas en una mesa en orden ascendente de peso at贸mico agrupando elementos de propiedades similares en una manera no muy diferente a la disposici贸n de las cartas en su juego de cartas solitario favorito, se form贸 la tabla peri贸dica.

A partir de esta tabla, Mendeleev desarroll贸 su declaraci贸n de la ley peri贸dica y public贸 su obra sobre la Relaci贸n de las Propiedades de los Elementos con sus Pesos At贸micos en 1869.

La ventaja de la tabla de Mendeleev sobre los intentos anteriores era que mostraba similitudes no s贸lo en peque帽as unidades como las tr铆adas, sino que mostraba similitudes en toda una red de relaciones verticales, horizontales y diagonales. En 1906, Mendeleev obtuvo el Premio Nobel por su trabajo.

quimica
El Padre de la Tabla Peri贸dica

 

馃懇馃徏鈥嶐煍燛l descubrimiento de los gases nobles

En 1895 Lord Rayleigh report贸 el descubrimiento de un nuevo elemento gaseoso llamado arg贸n que result贸 ser qu铆micamente inerte. Este elemento no se ajustaba a ninguno de los grupos peri贸dicos conocidos.

En 1898, William Ramsey sugiri贸 que el arg贸n se colocara en la tabla peri贸dica entre el cloro y el potasio en una familia con helio, a pesar de que el peso at贸mico del arg贸n era mayor que el del potasio. Este grupo se denomin贸 grupo cero debido a la valencia cero de los elementos.

 

馃懇馃徏鈥嶐煄撀燣a estructura At贸mica y la Tabla Peri贸dica

Aunque la tabla de Mendeleev demostr贸 la naturaleza peri贸dica de los elementos, quedaba para los descubrimientos de los cient铆ficos del siglo XX explicar por qu茅 las propiedades de los elementos recurren peri贸dicamente.

En 1911, Ernest Rutherford public贸 estudios sobre la dispersi贸n de part铆culas alfa por n煤cleos at贸micos pesados que condujeron a la determinaci贸n de la carga nuclear. Demostr贸 que la carga nuclear en un n煤cleo era proporcional al peso at贸mico del elemento.

Tambi茅n en 1911, A. van den Broek en una serie de dos documentos propuso que el peso at贸mico de un elemento era aproximadamente igual a la carga sobre un 谩tomo. Esta carga, posteriormente denominada n煤mero at贸mico, podr铆a ser utilizada para numerar los elementos de la tabla peri贸dica.

En 1913, Henry Moseley (ver foto) public贸 los resultados de sus mediciones de las longitudes de onda de las l铆neas espectrales de rayos X de un n煤mero de elementos que mostraban que el orden de las longitudes de onda de las emisiones de rayos X de los elementos coincid铆a con el orden de los elementos por n煤mero at贸mico. Con el descubrimiento de is贸topos de los elementos, se hizo evidente que el peso at贸mico no era el actor significativo en la ley peri贸dica como Mendeleev, Meyers y otros hab铆an propuesto, sino que las propiedades de los elementos variaban peri贸dicamente con el n煤mero at贸mico.

La pregunta de por qu茅 existe la ley peri贸dica fue respondida a medida que los cient铆ficos desarrollaron un entendimiento de la estructura electr贸nica de los elementos comenzando con los estudios de Niels Bohr sobre la organizaci贸n de los electrones en proyectiles a trav茅s de G. N.

Actualidad
La Tabla Peri贸dica actual

 

馃懆馃徏鈥嶁殨锔徛燣a tabla peri贸dica moderna

Los 煤ltimos cambios importantes en la tabla peri贸dica fueron el resultado del trabajo de Glenn Seaborg a mediados del siglo XX. Empezando con su descubrimiento del plutonio en 1940, descubri贸 todos los elementos transur谩nicos de 94 a 102.

Reconfigur贸 la tabla peri贸dica colocando la serie de act铆nidos debajo de la serie de lant谩nidos.

En 1951, Seaborg recibi贸 el Premio Nobel de Qu铆mica por su trabajo. El elemento 106 ha sido nombrado seaborgium (Sg) en su honor.

 

 

Fuentes:

La historia de la Tabla Peri贸dica
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