Tabla periódica de los elementos
| Tabla periódica de los elementos | |
|---|---|
| Qué es | Disposición tabular de los elementos químicos ordenados por número atómico y agrupados por configuración electrónica |
| Primera publicación | 1869, por Dmitri Mendeléyev |
| Publicación simultánea | Julius Lothar Meyer, de forma independiente, ese mismo año |
| Criterio de ordenación actual | Número atómico, establecido por Henry Moseley en 1913 |
| Estructura | 18 grupos (columnas) y 7 periodos (filas) |
| Bloques | s, p, d y f, según el orbital que se llena |
| Elementos confirmados | 118, del hidrógeno (Z = 1) al oganesón (Z = 118) |
| Elementos naturales | Los 94 primeros; del 95 al 118 sólo existen por síntesis |
| Autoridad normativa | Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) |
| Año internacional | 2019, declarado por la Unesco en el 150.º aniversario |
1. Resumen[editar]
La tabla periódica de los elementos es la disposición de los elementos químicos en forma de tabla, ordenados por su número atómico y organizados según su configuración electrónica, de modo que los elementos situados en una misma columna comparten propiedades químicas semejantes.
Es, probablemente, la herramienta de síntesis más eficaz que ha producido ninguna ciencia: un solo diagrama que contiene la estructura de toda la materia ordinaria y que permite predecir el comportamiento de un elemento por su posición. Cuando Dmitri Mendeléyev la publicó en 1869, dejó huecos vacíos y describió las propiedades que tendrían los elementos que debían ocuparlos. Cuando esos elementos se descubrieron años después, coincidían con la predicción. Ese es el episodio que convirtió la tabla en algo más que una clasificación.
Hoy contiene 118 elementos confirmados, del hidrógeno al oganesón, repartidos en 7 periodos y 18 grupos. Los 94 primeros existen en la naturaleza; del 95 al 118 sólo se han obtenido por síntesis en laboratorio.
La Unesco declaró 2019 Año Internacional de la Tabla Periódica, en el 150.º aniversario de su publicación.
2. Los precursores[editar]
Antes de Mendeléyev hubo varios intentos de encontrar un orden en el desorden de los elementos conocidos:
| Autor | Años | Aportación |
|---|---|---|
| Johann Wolfgang Döbereiner | 1817-1827 | La ley de las tríadas: grupos de tres elementos en los que las propiedades del intermedio son aproximadamente la media de los otros dos |
| Alexandre-Émile Béguyer de Chancourtois | 1862 | El tornillo telúrico: una disposición helicoidal de los elementos por peso atómico que hacía visible la periodicidad |
| John Newlands | 1863-1866 | La ley de las octavas: las propiedades se repiten cada ocho elementos, como las notas de una escala musical |
| Julius Lothar Meyer | 1864 y 1869 | Una tabla de 44 elementos ordenados por valencia y, en 1869, una versión ampliada basada en la periodicidad del volumen atómico |
La ley de las octavas de Newlands fue ridiculizada por la Sociedad Química de Londres cuando la presentó —le preguntaron si no había probado a ordenar los elementos por orden alfabético—, y hubo de pasar más de una década antes de que se le reconociera el mérito. Es uno de los episodios más citados de la historia de la ciencia sobre el coste de adelantarse.
3. Mendeléyev (1869)[editar]
Dmitri Mendeléyev publicó su tabla en 1869, en la revista de la Sociedad Química Rusa y, simultáneamente, en alemán. Ese mismo año Julius Lothar Meyer publicó de forma independiente una versión ampliada de la suya.
La diferencia entre ambos —y la razón por la que la historia retuvo el nombre de Mendeléyev— no está en la tabla sino en lo que hizo con ella:
- Dejó huecos donde el orden exigía un elemento que nadie había encontrado, en lugar de forzar la secuencia.
- Predijo las propiedades de esos elementos ausentes: los llamó eka-boro, eka-aluminio y eka-silicio, y describió su masa atómica, su densidad y su comportamiento químico.
- Se atrevió a alterar el orden de pesos atómicos en los casos en que la química lo exigía, aun sin poder justificarlo.
Los elementos predichos aparecieron —el galio, el escandio y el germanio— y sus propiedades coincidían con lo anunciado. Una clasificación que predice deja de ser una clasificación: se convierte en una ley.
4. Moseley y el número atómico (1913)[editar]
El sistema de Mendeléyev tenía una anomalía persistente. Ordenados por peso atómico, algunos pares quedaban en una posición que contradecía sus propiedades químicas, y el caso emblemático era el del teluro y el yodo: el teluro pesa más y sin embargo debía ir antes.
Henry Moseley lo resolvió en 1913. Mediante el análisis de los espectros de rayos X, determinó experimentalmente la carga nuclear de los elementos y demostró que el criterio correcto de ordenación no era el peso atómico sino el número atómico —el número de protones del núcleo—. Con ese criterio, las anomalías desaparecían y las alteraciones que Mendeléyev había introducido por intuición quedaban justificadas.
Es uno de los casos más limpios de una intuición confirmada medio siglo después por un fundamento que su autor no podía conocer.
5. Estructura de la tabla moderna[editar]
5.1 Grupos y periodos[editar]
- 18 grupos: las columnas verticales, numeradas del 1 al 18 según la convención que la IUPAC estableció en 1988. Los elementos de un mismo grupo comparten el número de electrones en su capa externa y, por tanto, propiedades químicas semejantes.
- 7 periodos: las filas horizontales. El número de periodo corresponde al nivel de energía que se está llenando.
5.2 Bloques[editar]
La tabla se divide en cuatro bloques según el tipo de orbital que se llena:
| Bloque | Grupos | Contenido |
|---|---|---|
| s | 1 y 2 | Metales alcalinos y alcalinotérreos, más el hidrógeno y el helio |
| p | 13 a 18 | Del boro a los gases nobles |
| d | 3 a 12 | Metales de transición |
| f | — | Lantánidos y actínidos |
5.3 Lantánidos y actínidos[editar]
Los lantánidos y los actínidos son dos series de quince elementos cada una que se representan habitualmente separadas del cuerpo principal, en dos filas al pie de la tabla, por una razón puramente práctica: incluirlas en su lugar haría la tabla desproporcionadamente ancha.
Que los actínidos formen una serie f análoga a la de los lantánidos, en lugar de una fila más del bloque d, fue una propuesta de Glenn Seaborg en 1945 que reorganizó la parte baja de la tabla. Seaborg recibió por sus trabajos el Premio Nobel de Química de 1951.
5.4 Familias con nombre propio[editar]
| Grupo | Nombre |
|---|---|
| 1 | Metales alcalinos |
| 2 | Metales alcalinotérreos |
| 3-12 | Metales de transición |
| 17 | Halógenos |
| 18 | Gases nobles |
6. Las propiedades periódicas[editar]
La utilidad práctica de la tabla está en que la posición de un elemento permite anticipar su comportamiento. Las tendencias principales:
- Radio atómico y radio iónico: aumentan hacia abajo y hacia la izquierda.
- Energía de ionización, afinidad electrónica y electronegatividad: aumentan hacia arriba y hacia la derecha.
De ahí se deducen los dos extremos del comportamiento químico: en el ángulo inferior izquierdo están los elementos que ceden electrones con más facilidad —los metales alcalinos, extremadamente reactivos— y en el superior derecho los que más los atraen —el flúor, el elemento más electronegativo—.
7. Los 118 elementos[editar]
Están confirmados todos los elementos del 1 al 118, del hidrógeno al oganesón.
Los 94 primeros se encuentran en la naturaleza, aunque algunos sólo en cantidades ínfimas y varios fueron sintetizados en el laboratorio antes de ser detectados en muestras naturales. Del 95 al 118 sólo existen por síntesis, en aceleradores de partículas, y muchos de ellos duran fracciones de segundo antes de desintegrarse.
7.1 Los últimos en incorporarse[editar]
La IUPAC reconoció oficialmente los elementos 113, 115, 117 y 118 el 30 de diciembre de 2015, con lo que quedó completo el séptimo periodo. Sus nombres y símbolos definitivos se anunciaron el 28 de noviembre de 2016:
| Número atómico | Nombre | Símbolo |
|---|---|---|
| 113 | Nihonio | Nh |
| 115 | Moscovio | Mc |
| 117 | Teneso | Ts |
| 118 | Oganesón | Og |
Los nombres siguen la costumbre de honrar lugares o personas: nihonio por Japón (Nihon), moscovio por Moscú, teneso por Tennessee y oganesón por el físico ruso Yuri Oganesián, uno de los pocos científicos que ha visto un elemento nombrado en su honor en vida.
8. La IUPAC[editar]
La Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) es la autoridad que fija la nomenclatura química, valida el descubrimiento de nuevos elementos y aprueba sus nombres y símbolos definitivos.
El procedimiento es deliberadamente lento: un equipo anuncia la síntesis, un grupo de trabajo conjunto verifica los datos, y sólo después se concede al descubridor el derecho a proponer un nombre, que aún debe superar un periodo de consulta pública. Entre la primera síntesis y el nombre definitivo pueden pasar años — en el caso de los cuatro últimos elementos, la validación fue de diciembre de 2015 y los nombres de noviembre de 2016.
9. La tabla en la enseñanza y en la cultura[editar]
La tabla periódica es probablemente el diagrama científico más reproducido del mundo. Cuelga de la pared de prácticamente todas las aulas de secundaria del planeta y es, para la mayoría de las personas, el único objeto de la química profesional con el que tienen contacto directo.
En 2019, la Unesco declaró el Año Internacional de la Tabla Periódica de los Elementos Químicos, en el 150.º aniversario de la publicación de Mendeléyev, con actos en todo el mundo. La declaración la equiparaba, por su papel unificador dentro de su disciplina, con la teoría de la evolución en biología.
10. La tabla en el mundo hispanohablante[editar]
En los sistemas educativos de 
España y de toda Hispanoamérica, la tabla periódica se introduce en la enseñanza secundaria y es contenido troncal de la química de bachillerato y de las pruebas de acceso a la universidad. La memorización de los primeros veinte elementos y de las familias principales es un ejercicio escolar prácticamente universal en la región.
Hay dos particularidades del uso en español que conviene señalar:
- Los nombres de los elementos siguen la adaptación al español recomendada por la IUPAC y por las academias de la lengua: se escribe nihonio, moscovio, teneso y oganesón, y no las formas inglesas. Algunos casos han generado debate, como el del elemento 104, para el que conviven rutherfordio y adaptaciones alternativas.
- La reglas mnemotécnicas para memorizar grupos son un género escolar propio, distinto en cada país, y forman parte del folclore de las aulas hispanohablantes.
En cuanto a la producción científica, varios elementos llevan nombres ligados a la historia de la ciencia española: el platino debe su nombre al diminutivo español de plata, acuñado por los conquistadores que lo encontraron en los ríos de lo que hoy es 
Colombia y lo despreciaron por considerarlo una plata de menor calidad; y el vanadio fue descubierto en 
México en 1801 por Andrés Manuel del Río, aunque su hallazgo fue desestimado en su momento y el elemento se redescubrió y se bautizó en Suecia treinta años después.[1]
Notas y referencias[editar]
El caso de Andrés Manuel del Río es uno de los episodios más citados de la historia de la ciencia en Hispanoamérica. Del Río, mineralogista establecido en Nueva España, identificó en 1801 un nuevo elemento en una muestra de plomo pardo de Zimapán y lo llamó primero pancromio y después eritronio. La comunidad científica europea concluyó que se trataba de cromo y Del Río llegó a retractarse. En 1830 el sueco Nils Gabriel Sefström aisló el mismo elemento y lo bautizó vanadio. La prioridad de Del Río se reconoció mucho después. ↩︎