Historia De La Tabla Periódica De Los Elementos Químicos.

Los elementos químicos y la Tabla Periódica

Un elemento químico, es una sustancia que no puede ser descompuesta o dividida en sustancias más simples por medios químicos o físicos ordinarios. Antiguamente, los elementos se consideraban sustancias fundamentales formadas por átomos indivisibles, pero hoy sabemos que existen en una variedad de partículas fundamentales que forman una compleja estructura interna atómica, tales como: electrones, protones, neutrones, etc., (este tema lo desarrollaremos más ampliamente cuando analicemos el capítulo sobre el átomo).

Se conocen más de 110 elementos químicos en el Universo. Aunque varios de ellos, los llamados elementos transuránicos (después del uranio), no se encuentran en la naturaleza, sino que han sido producidos artificialmente bombardeando núcleos atómicos de otros elementos con núcleos cargados o con partículas nucleares. Dicho bombardeo puede tener lugar en un acelerador de partículas (como el ciclotrón), en un reactor nuclear o en una explosión nuclear.

Los elementos transuránicos pesados producidos en el laboratorio son radiactivos y por lo general tienen vidas muy cortas. Algunos físicos especulan sobre la existencia de un número de elementos superpesados estables, elementos con números atómicos de 114 o superiores; los datos obtenidos a raíz de la creación de los últimos elementos químicos del sistema periódico parecen confirmar esta “isla de estabilidad”.

Símbolos químicos

Los símbolos químicos son los distintos signos abreviados que se utilizan para identificar los elementos y compuestos químicos en lugar de sus nombres completos. Pueden ser de una sola letra mayúscula o de dos letras una mayúscula y una minúscula. Algunos elementos frecuentes y sus símbolos son: carbono, C; oxígeno, O; nitrógeno, N; hidrógeno, H; cloro, Cl; azufre, S; magnesio, Mg; aluminio, Al; cobre, Cu; plata, Ag; oro, Au; hierro, Fe.

La mayoría de los símbolos químicos se derivan de las letras del nombre del elemento, principalmente en español, pero a veces en inglés, alemán, francés, latín o ruso. La primera letra del símbolo se escribe con mayúscula, y la segunda (si la hay) con minúscula. Los símbolos de algunos elementos conocidos desde la antigüedad, proceden normalmente de sus nombres en latín. Por ejemplo, Cu de cuprum (cobre), Ag de argentum (plata), Au de aurum (oro) y Fe de ferrum (hierro). Este conjunto de símbolos que denomina a los elementos químicos es universal.

Los símbolos de los elementos pueden ser utilizados como abreviaciones para nombrar al elemento, pero también se utilizan en fórmulas y ecuaciones para indicar una cantidad relativa fija del mismo.

Desarrollo histórico de la tabla periódica

Como resultado de los descubrimientos que establecieron en firme la teoría atómica de la materia en el primer cuarto del siglo XIX, los científicos pudieron determinar las masas atómicas relativas de los elementos conocidos hasta entonces. El desarrollo de la electroquímica durante ese periodo por parte de los químicos británicos Humphry Davy y Michael Faraday condujo al descubrimiento de nuevos elementos.

En 1829 se habían descubierto los elementos suficientes para que el químico alemán Johann Wolfgang Döbereiner pudiera observar que había ciertos elementos que tenían propiedades muy similares y que se presentaban en triadas: cloro, bromo y yodo; calcio, estroncio y bario; azufre, selenio y teluro, y cobalto, manganeso y hierro. Sin embargo, debido al número limitado de elementos conocidos y a la confusión existente en cuanto a la distinción entre masas atómicas y masas moleculares, los químicos no captaron el significado de las triadas de Döbereiner.

El desarrollo del espectroscopio en 1859 por los físicos alemanes Robert Wilhelm Bunsen y Gustav Robert Kirchhoff, hizo posible el descubrimiento de nuevos elementos. En 1860, en el primer congreso químico internacional celebrado en el mundo, el químico italiano Stanislao Cannizzaro puso de manifiesto el hecho de que algunos elementos (por ejemplo el oxígeno) poseen moléculas que contienen dos átomos. Esta aclaración permitió que los químicos consiguieran una “lista” consistente de los elementos.

Estos avances dieron un nuevo ímpetu al intento de descubrir las interrelaciones entre las propiedades de los elementos. En 1864, el químico británico John A. R. Newlands clasificó los elementos por orden de masas atómicas crecientes y observó que después de cada siete elementos, en el octavo, se repetían las propiedades del primero. Por analogía con la escala musical, a esta repetición periódica la llamó ley de las octavas. El descubrimiento de Newlands no impresionó a sus contemporáneos, probablemente porque la periodicidad observada sólo se limitaba a un pequeño número de los elementos conocidos.

Mendeleiev y Meyer

La ley química que afirma que las propiedades de todos los elementos son funciones periódicas de sus masas atómicas fue desarrollada independientemente por dos químicos: en 1869 por el ruso Dimitri I. Mendeléiev y en 1870 por el alemán Julius Lothar Meyer. La clave del éxito de sus esfuerzos fue comprender que los intentos anteriores habían fallado porque todavía quedaba un cierto número de elementos por descubrir, y había que dejar los huecos para esos elementos en la tabla. Por ejemplo, aunque no existía ningún elemento conocido hasta entonces con una masa atómica entre la del calcio y la del titanio, Mendeleiev le dejó un sitio vacante en su sistema periódico. Este lugar fue asignado más tarde al elemento escandio, descubierto en 1879, que tiene unas propiedades que justifican su posición en esa secuencia. El descubrimiento del escandio sólo fue parte de una serie de verificaciones de las predicciones basadas en la ley periódica, y la validación del sistema periódico aceleró el desarrollo de la química inorgánica.

El sistema periódico ha experimentado dos avances principales desde su formulación original por parte de Mendeleiev y Meyer. La primera revisión extendió el sistema para incluir toda una nueva familia de elementos. Este grupo comprendía los tres primeros elementos de los gases nobles o inertes, argón, helio y neón, descubiertos en la atmósfera entre 1894 y 1898 por el matemático y físico británico John William Strutt Rayleigh y el químico británico William Ramsay. El segundo avance fue la interpretación de la causa de la periodicidad de los elementos en términos de la teoría de Bohr (1913) sobre la estructura electrónica del átomo.

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Dimitri Ivanovich Mendeleiev

A lo largo de sus trabajos para organizar los elementos según sus propiedades químicas y masas atómicas, Dimitri Mendeleiev desarrolló la tabla periódica y formuló la ley periódica. Mendeleiev dejó huecos en su tabla para los elementos que, según predijo correctamente, aún no se habían descubierto. Su actitud avanzada también se extendió a la política, y fue una figura polémica.

Henry Moseley

En 1913 el químico y físico inglés Henry Moseley terminó de acomodar a los elementos de la tabla periódica, esta vez no por orden creciente de masa atómica, sino por orden creciente de número atómico (Z), gracias a los estudios con rayos X, se logró determinar la carga positiva exacta de cada elemento y se demostró que era distinta y específica a cada elemento, esto eliminaba los problemas de la tabla de Mendeleiev y dio sentido al modelo de Bohr. Henry Moseley fue enviado a combatir durante la primera guerra mundial y falleció, a raíz de esto Inglaterra declaro una ley de no enviar a los científicos a combatir en las guerras.

Estructura organizativa de la Tabla periódica

El sistema periódico o Tabla periódica, es un esquema organizativo de todos los elementos químicos dispuestos por orden de número atómico creciente y en una forma que refleja la estructura de los elementos. Los elementos están ordenados en siete hileras horizontales, llamadas períodos, de los cuales a los primeros tres se les denomina períodos cortos, ya que poseen pocos elementos, en tanto que los siguientes 4, 5, 6 y 7 son los denominados períodos largos ya que contienen mayor cantidad de elementos, a lo largo de un período o fila horizontal las propiedades de los elementos difieren (excepto en las triadas). También se divide en 18 columnas verticales, llamadas grupos o familias, en donde las propiedades se asemejan.

Los grupos o columnas verticales de la tabla periódica fueron clasificados tradicionalmente de izquierda a derecha utilizando números romanos seguidos de las letras “A” o “B”, en donde la “A” se refiere a los elementos representativos y la letra “B” a los elementos de transición.

Ley periódica

Esta ley es la base de la tabla periódica y establece que las propiedades físicas y químicas de los elementos tienden a repetirse de forma sistemática conforme aumenta el número atómico. Todos los elementos de un grupo presentan una gran semejanza y, por lo general, difieren de los elementos de los demás grupos. Por ejemplo, los elementos del grupo 1 (o IA), a excepción del hidrógeno, son metales con valencia química 1+; mientras que los del grupo 17 (o VIIA), exceptuando el astato, son no metales, que normalmente forman compuestos con valencia 1-.

Clasificación en metales, no metales y metaloides

Los metales

Grupo de elementos

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