La Tabla Periódica: Evolución y Fundamentos de la Clasificación de Elementos
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Introducción a los Elementos Químicos
Los 115 elementos químicos conocidos hasta ahora incluyen algunos que nos son familiares y muchos que no lo son. Algunas de las sustancias elementales son metales y otras no metales; a la temperatura ambiente, unos son gases, otros líquidos y otros sólidos. Aunque muestran una gran variedad en sus propiedades químicas y en la naturaleza y número de los compuestos que forman, existen entre algunos de ellos ciertas semejanzas, tal como entre el cloro, yodo y bromo, o entre el sodio, potasio y litio.
La Evolución de la Clasificación de los Elementos
Primeros Intentos de Clasificación: Las Tríadas de Döbereiner
La diferenciación de las sustancias químicas en dos grupos: Elementos y Compuestos, se alcanzó a finales del siglo XVIII. Fue necesario un largo tiempo para reconocer el hecho de que los elementos pueden agruparse en la forma actualmente conocida como Tabla Periódica de los Elementos.
La primera etapa en la clasificación de los elementos fue establecida en 1817, cuando el químico alemán Johann Wolfgang Döbereiner (1780-1849) demostró que el peso atómico del elemento estroncio era la media aritmética del correspondiente a los dos metales afines, calcio y bario. Así, estableció la primera tríada: calcio, estroncio y bario. Posteriormente, organizó otras veintidós tríadas con elementos de propiedades químicas semejantes; en cada caso, el peso atómico de un elemento de la tríada era casi el promedio del de los otros dos.
El Tornillo Telúrico de Chancourtois
En 1862, el químico francés Alexandre-Émile Béguyer de Chancourtois dispuso los elementos según el orden creciente de sus pesos atómicos sobre una curva helicoidal en el espacio, de manera que los puntos que se correspondían sobre las sucesivas vueltas de la hélice diferían en 16 unidades de peso atómico. Observó que los elementos análogos estaban situados en los puntos que se correspondían; por lo tanto, se notaba una cierta repetición periódica de propiedades.
Durante el período de 1850 a 1865, se descubrieron nuevos elementos. Además, en este período se hicieron grandes progresos en la determinación del peso atómico, obteniéndose valores más precisos para los elementos conocidos y valores razonablemente correctos para los nuevos.
La Ley de las Octavas de Newlands
El químico inglés John Newlands (1837-1898), en 1865, propuso un sistema de clasificación de los elementos según el orden creciente de sus pesos atómicos, en siete grupos de siete elementos cada uno. Él observó que el octavo elemento se parecía al primero en propiedades, el noveno al segundo... Llamó a esta relación la «Ley de las Octavas», por analogía con los siete intervalos de la escala musical.
La Contribución Fundamental de Mendeléyev: La Ley Periódica
Una etapa muy importante en el desarrollo del Sistema Periódico fue la realizada en 1869, cuando el químico ruso Dmitri Mendeléyev (1834-1907), al estudiar la relación entre las propiedades físicas y químicas de los elementos y sus pesos atómicos, halló una repetición periódica de las mismas.
En ese año propuso la Ley Periódica, que postula que: «Cuando los elementos son colocados en orden creciente de sus pesos atómicos, ciertas propiedades físicas y químicas se repiten periódicamente».
El Poder Predictivo de la Tabla Periódica
Mendeléyev utilizó la Ley Periódica para predecir tanto la existencia de elementos aún desconocidos como sus propiedades. El descubrimiento del galio, el escandio y el germanio, y la concordancia entre las propiedades de estos elementos y las predichas, constituyeron una confirmación brillante de la Ley Periódica. Las predicciones que se hicieron y que luego se verificaron experimentalmente le dieron un gran valor a la Tabla Periódica. Por ello, la Tabla Periódica fue considerada desde entonces como la base de toda sistematización de la Química General.