Tabla periódica de Mendeléyev

La tabla periódica de Mendeléyev, publicada en el año 1869, fue la primera tabla periódica de los elementos, en los que el conjunto de elementos químicos conocidos se clasificaron en su totalidad. El punto de partida de esta clasificación de los elementos químicos, se basa en la hipótesis, ya apuntada por otros científicos anteriores, de que ciertas propiedades de los elementos son función periódica de sus pesos atómicos y que al colocarlos en columnas verticales, las propiedades se repetían a intervalos regulares, lo que permitió a J. W. Döbereiner o a John A. R. Newlands, realizar algunas clasificaciones parciales para familias o grupos de elementos.^[1][2]En la tabla periódica de Mendeléyev, Dmitri Mendeléyev colocó todos los elementos conocidos en aquella época, inicialmente unos 60, y los ordenó en columnas de peso atómico creciente, procurando que los elementos con propiedades similares aparecieran en la misma fila. En algún caso, para que las propiedades coincidiesen, sobre todo la valencia, que fue la principal propiedad seguida por Mendeléyev, tuvo que alterar el orden y en otros casos, dejar huecos.^[3][4]

Primera tabla periódica de Mendelejev (1869)

Primeros intentos

Desde los comienzos del desarrollo de la química moderna, los químicos intentaron sistematizar, en la medida de los posibles, las diferentes relaciones que pudieran existir entre los diferentes elementos o sus compuestos, de forma que su estudio si hiciera lo mas sencillo posible. Esto, en un primer momento, supuso una tarea muy compleja, pues solo se conocían unos pocos elementos y algunos, que se consideraban elementos, como el calórico y el lumínico de Lavoisier, ni siquiera lo eran, pues eran forma de energía que antevenían en la reacciones para transformar las sustancia químicas. Los primeros intentos de clasificación de los elementos químicos empezaron ha darse a comienzos del siglo XIX, cuando ya se conocían un importante número de elementos. Por estas fechas ya era posible agrupar algunos elementos en familias o grupos con propiedades o reactividades análogas. A medida que empezó a generalizarse el empleo de los pesos atómicos y a tener clara la diferencia entre pesos equivalentes y pesos atómicos, los químicos pudieron disponer de ciertos valores numéricos, característicos de cada elemento, que podían facilitar la búsqueda de relaciones entre elementos. En este sentido, Wolfgang Döbereiner, hacia 1816, descubrió que el peso atómico del estroncio era aproximadamente igual al valor medio de la suma delos pesos atómicos del calcio y del bario. Igualmente, encontró que esta misma situación se daba con el bromo, cuyo peso atómico era intermedio a los pesos atómicos del cloro y del yodo. En otras palabras, existía una relación numérica entre ciertos elementos pertenecientes a una misma familia. Esta predicción fue posteriormente confirmada por Berzelius, que tras la publicación de su tabla de pesos atómicos, permitió a Döbereiner establecer la posibilidad de la existencia de otros casos, denominado a estas agrupaciones de tres elementos con propiedades químicas similares y pesos atómicos relacionados, tríadas. A medida que se fueron descubriendo nuevos elementos se pudo establecer que existía la tríada formada por litio, sodio y potasio y la formada por azufre, selenio y teluro.^[5]

Clasificación de Newlands publicada en 1966. Cada columna vertical es una "octava". El elemento G (glucinio) corresponde al actual Berilio.

Más tarde, en 1863 y años posteriores, Jon Alexander R. Newlands, publicó una serie de trabajos en los que mostró que, si los elementos se colocaban en orden creciente a su masa atómica, sus propiedades generales se repetían cada ocho elementos (todavía no se conocían los gases nobles). Newlands, que tenía formación musical, notó cierta similitud con la escala musical, formada por siete notas, de forma que la siguiente, la octava, es una repetición de la primera, por lo que denominó a esta relación entre elementos químicos, Ley de Octavas. Esta ley se cumplía con bastante exactitud para las dos primeras octavas (columnas), pero a partir de esta, aparecían entremezclados metales con no metales y algunos elementos con propiedades claramente diferentes, por lo que su propuesta no fue aceptada e incluso algunos la tomaron a broma y la ridiculizaron.^[1][6]

Otros intentos se llevaron a cabo por las mismas fechas en que Newland intentaba clasificar los elementos en "octavas". William Odling hizo pública, en 1864, una clasificación global de los elementos conocidos hasta entonces. Los colocó en orden creciente de sus pesos atómicos, distribuyéndolos en cinco columnas, dejando huecos entre elementos y haciendo coincidir en la misma fila elementos con propiedades similares, pero, al contrario que Newlands, no propuso ninguna ley de periodicidad. En 1862, el geólogo francés Béguyer de Chancourtois preparó un gráfico con los elementos ordenados según su peso atómico y los representó en una especie de hélice, de forma que se produjera una vuelta completa cada 16 unidades de masa (peso atómico del oxígeno). Al enrollar el gráfico formando un cilindro, los elementos con propiedades similares tendían a coincidir en la misma vertical. Aunque Chancourtois publicó su trabajo, este pasó desapercibido.^[4][7]

Clasificación de Mendeléyev

Los avances en la clasificación de los elementos llevados a cabo por Newland, Odling o Chancourtois, así como por otros químicos de la época, solo fue posible tras el congreso de Karslruhe, en 1860, donde quedo definitivamente zanjada la cuestión entre pesos atómicos y pesos equivalentes y las diferencias entre ambos conceptos. No obstante, los trabajos y propuestas de Newland, Odling o Chancourtois pasaron bastante desapercibidos, por lo que probablemente no influyeron en el enfoque que dio Mendeléyev a su clasificación periódica. La Ley de Octavas de Newlands fue desacreditada por la Sociedad Química de Londres y solo fue reconocida como aportación a la periodicidad de los elementos después de la publicación de las primeras tablas periódicas de Mendeléyev, una vez que quedó plenamente demostrada y aceptada la periodicidad de las propiedades de los elementos. Respecto al denominado Tornillo Telúrico de Chancourtois, el hecho de que sus observaciones y estudios los publicara en una revista de geología, utilizando un lenguaje poco químico y sin la aportación del gráfico o diagrama que demostraba la periodicidad, hizo que esta aportación fuera de escasa aceptación. Como en el caso de Newlands, una vez que fue aceptado el concepto de periodicidad, la Academia Francesa de las Ciencias publico un diagrama del tornillo como reivindicación de esta aportación.^[3] Por último, respecto a la clasificación de Odling, la tabla que publicó tenía cierto parecido con la que años después publicaría Mendeléyev, pero no indicó ninguna relación entre los pesos atómicos y la periodicidad de las propiedades químicas de los elementos lo que, unido a ciertas inconsistencias mostradas, hizo que este trabajo también pasara desapercibido.^[7]

En cuanto a Mendeléyev, este acometió la cuestión de la clasificación utilizando el conjunto de propiedades físicas y químicas de los elementos conocidos hasta ese momento. Para ello, preparó un conjunto de tarjetas y en cada una de ellas escribió el nombre, símbolo y propiedades de los elementos. Con ellas hizo numerosas combinaciones buscando algún patrón en las propiedades que permitieran vincular a los grupos de elementos similares hasta que encontró un patrón según el cual, cuando se colocaban en orden de pesos atómicos crecientes, había ciertas propiedades químicas, como la valencia y tipos de combinaciones que formaban con otros elementos, especialmente el oxígeno, que se repetían a intervalos periódicos, que no regulares; es decir, algo parecido al descubrimiento de Newlands, pero con menos rigidez que la Ley de Octavas. Además, con muy buen criterio, supuso que debería haber elementos por descubrir, por lo que alineó los elementos de la misma familia en filas dejando huecos y como el hidrógeno no parecía encajar en ninguna de esta filas, lo dejó aparte, separado del resto de los elementos.^[3] Al ordenar los elementos bajo estas premisas pronto empezaron a aparecer los grupos mejor conocidos en aquella época, como el de los halógenos, los metales alcalinos, la familia del nitrógeno (elementos nitrogenoideos) o los de la familia del oxígeno (elementos anfígenos). De este modo preparó la primera tabla periódica que se publico en 1869 en Zhurnal Russkovo Khimitcheskovo Obschestva ( Revista de la Sociedad Química Rusa) y en una versión en alemán, ese mismo año en Zeitschirft für Chemie (Revista de química).^[7]

Esta primera clasificación periódica estaba formada por 63 elementos colocados en seis columnas, cada una con diferente número de elementos pero agrupados en filas de elementos con propiedades similares, especialmente la valencia. Algunos elementos está marcados con interrogante previo, pues no estaba claro que esa fuera su masa atómica y otros con un interrogante posterior pues no estaba seguro que pudieran ir en esa posición. Además, había algunos elementos, que Mendeléyev consideraba que estaban por descubrir. Aparecen con un interrogante y la masa atómica que, según Mendeléyev, les correspondería por su posición en la tabla.

Primera Tabla Periódica de Mendeléyev (1869) (extraída y adaptada de la versión en alemán)

I	II	III	IV	V
.	.	.	Ti = 50	Zr = 90	? = 180
.	.	.	V = 51	Nb = 94	Ta = 182
.	.	.	Cr = 52	Mo = 96	W = 186
.	.	.	Mn = 55	Rh = 104,4	Pt = 197,4
.	.	.	Fe = 56	Ru = 104,4	Ir = 198
.	.	.	Ni = Co = 59	Pd = 106,6	Os = 199
H = 1	.	.	Cu = 63,4	Ag = 108	Hg = 200
.	Be = 9,4	Mg = 24	Zn = 65,4	Cd = 112	.
.	B = 11	Al = 27,4	? = 68	Ur = 116	Au = 197?
.	C = 12	Si = 28	? = 70	Sn = 118	.
.	N = 14	P = 31	As = 75	Sb = 122	Bi = 210?
.	O = 16	S = 32	Se = 79,4	Te = 128?	.
.	F = 19	Cl = 35,5	Br = 80	J = 127***	.
Li = 7	Na = 23	K = 39	Rb = 85,4	Cs = 133	Tl = 204
.	.	Ca = 40	Sr = 87,6	Ba = 137	Pb = 207
.	.	? = 45	Ce = 92	.	.
.	.	?Er = 56	La = 94	.	.
.	.	?Yt = 60*	Di = 95**	.	.
.	.	?In = 75,6	Th = 118?	.	.
*Corresponde a Itrio, actualmente Y. **Didimio, una mezcla de Praseodimio y Neodimio, de propiedades tan parecidas que se creía que eran un solo elemento. ***Corresponde a Yodo (posiblemente una errata. En la versión original en ruso aparece como I)

El descubrimiento del helio causó a Mendeléyev una gran contrariedad, ya que este nuevo elemento no tenía un lugar adecuado para colocarse en la Tabla, pero en el fondo fue una brillante confirmación de la ley periódica ya que el helio, junto con los demás gases nobles descubiertos más tarde, constituyeron el grupo 0.

Éstas eran anomalías en la tabla, así que, debido a la universalidad de la ley, él predijo la existencia de los elementos con las características indicadas por el espacio que ocupan en la tabla. Empleó los prefijos numerales sánscritos eka एक, dvi द्व y tri त्रि (uno, dos y tres) evocando los sutras de Shiva en el Aṣṭādhyāyī de Pāṇini. En 1875 el francés Lecoq de Boisbaudran encontró al eka-aluminio y lo llamó galio; en 1879 eka-Boro fue descubierto por el sueco Nilson que lo llamó Escandio; finalmente en 1886 el alemán Winkler encontró al germanio.

Podríamos pensar que Mendéleyev recibió el premio Nobel de Química cuando presentó su tabla periódica al concurso en 1906, pero no fue así. Tenía desavenencias personales con otro científico cercano a algún miembro del jurado y eso influyó en que el premio se lo arrebatara Moissan por sus trabajos de aislamiento del flúor. Y al año siguiente, en 1907, no pudo presentarse porque falleció. Sin embargo, aunque se le escapara el premio Nobel de Química, recibió muchos reconocimientos y honores en su larga carrera científica.

Propiedades del Eka-aluminio y el Galio

Propiedades	Eka-aluminio	Galio
Masa atómica	68	69 . 3
Densidad(g/cm³)	5 . 9	5 . 93
Punto de fusión (°C)	Bajo	30 . 17
Óxido	Ea2O3	Ga2O3
Fórmula del Cloruro	Ea2Cl6	Ga2Cl6

Propiedades del Eka-Silicio y el Germanio.

Propiedad	Eka-silicio	Germanio
Masa atómica	72	72.53
Densidad(g/cm³)	5.9	5.32
Punto de fusión(°C)	alto	947
Color	negro	gris
Electronegatividad (g/cm³)	4.7	4.7
Oxicidad.	base débil	base débil
Punto de ebullición	por debajo 100 °C	86 °C (GeCl4)
Densidad del cloruro (g/cm³)	1.9	1.908

Véase también

• Tabla periódica de los elementos

• Tabla periódica de Miguel Catalán

• Alternativas de tablas periódicas
• Año internacional de la Tabla periódica de los elementos químicos

Referencias

1. Leicester, Henry M. (1967). «Cap. 20. La sistematización de la Química Inorgánica». Panorama Histórico de la Química. Madrid: Alhambra.
2. Asimov, Isaac (1992). «Cap. 11. En orden de pesos atómicos ...». La búsqueda de los elementos. Barcelona: Plaza & Janés. ISBN 84-01-45913-3.
3. Aragón de la Cruz, Francisco (2004). «Cap. 4. Evolución histórica de la clasificación de los elementos químicos». Historia de la Química. Madrid: Síntesis. ISBN 84-9756-165-1.
4. Asimov, Isaac (2003). «Cap. 8. La tabla periódica». Breve historia de la Química. Introducción a las ideas y conceptos de la química. Madrid: Alianza. ISBN 84-206-3979-6.
5. Hudson, John (1994). The history of chemistry (en inglés) (reprinted edición). Chapman & Hall. p. 127. ISBN 978-0-412-03641-5. |fechaacceso= requiere |url= (ayuda)
6. Morcillo, J. (1980). «Cap. 5. Estructura atómica y clasificación periódica-I». Temas básicos de Química. Madrid: Alhambra. ISBN 84-205-0382-7.
7. Mierzecki, Roman (1991). «Cap. 3.8. Classification of the elements». The historical development of chemical concepts. Chemists and chemistry (en inglés). Kluwer Academic Publishers ; PWN-Polish Scientific Publishers. ISBN 978-0-7923-0915-4. |fechaacceso= requiere |url= (ayuda)

• Datos: Q9081396