martes, 9 de julio de 2013

Antecedentes históricos de la tabla periódica.

Una de las principales fuentes de información con que cuenta el químico de hoy es la tabla periódica. En ella se encuentran clasificados los elementos a partir de la similitud de sus propiedades, a las que por repetirse a intervalos regulares se les denomina propiedades periódicas; es decir, son aquellas características que varían siguiendo un orden. La tabla periódica actual presenta más información sobre los elementos que la que se formó en un principio. Esto se debe al avance científico que y tecnológico, ya que hoy en día se cuenta con equipos sofisticados que permiten realizar estudios más especializados que han llevado a descubrir nuevos elementos y a determinar con mayor precisión sus características.
Sin embargo, la estructura de la tabla periódica sigue siendo la misma que la diseñada por A. Werner, basándose en las propuestas de Mendeleiev, Meyer y Moseley, entre otros.
En cualquier tabla periódica encontramos a los elementos ordenados en forma consciente a partir de su número atómico, distribuidos en periodos y grupos, en forma horizontal y vertical, respectivamente. Además nos señala cuáles son metales, no metales, metales de transición y otros grupos de elementos conocidos como tierras raras.
En esta unidad analizaremos la manera en que está estructurada la tabla periódica y la forma en que varían las principales propiedades químicas de los elementos. 
La tabla periódica es una clasificación de los elementos químicos. Para lograr esta clasificación, fueron varios los intentos que se realizaron. A principios del siglo XIX y durante muchos años, varios químicos se abocaron a buscar una manera de ordenar los elementos para así tener una visión clara de las similitudes existentes entre ellos.
Todos los intentos por clasificar los elementos fueron valiosos, ya que sirvieron como base para lograr la clasificación periódica actual; sin duda, uno de los trabajos más importantes sobre la clasificación de los elementos fue el ideado por Mendeleiev, quien los organizo de acuerdo al orden creciente de sus masas atómicas, en filas y columnas. De esa manera, los elementos de una misma columna tenían iguales propiedades, variando ligeramente respecto de los elementos de las filas.
El trabajo de Mendeleiev, modificado después por Moseley, fue la base para la construcción de la tabla periódica moderna, propuesta por Alfred Werner. Así pues, podemos decir que la tabla periódica es el resultado de la organización estructurada de los elementos que los ordena a partir de su número atómico y la similitud de sus propiedades.
Posteriormente, se llevó a cabo una clasificación cuántica de los elementos como resultado de las características de cada elemento y de acuerdo con su configuración electrónica basada en la teoría cuántica.
No se conoce la fecha exacta en que se comenzaron a analizar los elementos para conocer sus propiedades; poco a poco la humanidad fue familiarizándose con algunos de ellos, principalmente con los de características metálicas, ya que de alguna forma eran empleados en distintas actividades cotidianas.
Las primeras informaciones que se tienen sobre elementos químicos datan de 1766, cuando el físico inglés Sir Henry Cavendish descubrió el hidrógeno y en 1783 el profesor Francés Charles lo utilizó en el llenado de globos aerostáticos.
A partir de esa fecha, el interés por el conocimiento de nuevos elementos aumento considerablemente, de tal forma que en 1815 el investigador William Proust se dedicó a la tarea de acomodar grupos de elementos que fueran o tuvieran semejanza en sus propiedades. Este investigador propuso organizarlos de acuerdo con sus masas atómicas en forma creciente, tomando como referencia la masa atómica del hidrógeno.     
Dos años después, el químico alemán Johanes Döbereiner encontró que ciertos grupos de elementos tenían propiedades similares en cuanto a sus características físicas y las reacciones que desarrollaban. Pero esos elementos presentaban diferencias en la masa atómica, que iba aumentando considerablemente. También observó que al agrupar tres de esos elementos con propiedades similares, el promedio de la suma de las masas atómicas del primero y el tercero coincidían con la masa atómica del elemento intermedio. A esta forma de agrupar los elementos se conoce como triadas de Döbereiner. De esa forma, se obtuvo la primero clasificación sistemática de los elementos.
Triadas de Döbereiner.
Li
6.9
Ca
40.1
Cl
35.5
Na
23
Sr
87.6
Br
79.9
K
39.1
Ba
137.3
I
126.9
Promedio de litio y potasio 23
Promedio de calcio y bario 88.7
Promedio de cloro y yodo 81.2
           
El interés de los químicos por agrupar los elementos aislados e identificados en aquella época era grande. En 1866 John Newlands, químico inglés, propuso ordenar los elementos de acuerdo con el número creciente de sus masas atómicas. En su clasificación, Newlands asignó un número progresivo a los elementos hasta entonces conocidos, y los organizo en columnas de siete elementos cada una, observando con este arreglo que elementos con propiedades similares quedaban colocados en la misma fila, repitiéndose estas propiedades cada octavo elemento. Newlands llamo a esta manera de ordenar los elementos Ley de las octavas.      
Posterior a esta clasificación, se descubrieron nuevos elementos que por sus características no encajaban en las octavas de Newlands. Por ello fue necesario idear una nueva clasificación. Sin embargo, su trabajo fue la base de la primera ley periódica propuesta años más tarde.
En 1869, el químico ruso Dimitri Mendeleiev publico sus estudios sobre la clasificación de los elementos químicos de acuerdo con sus propiedades relacionadas con sus masas atómicas, algo parecidas a lo que realizó Newlands. En la siguiente tabla, se presenta el sistema periódico propuesto por él en 1871; en el señalaba que posteriormente se  descubrirían ciertos elementos e intento predecir las propiedades y masas atómicas de tres de ellos, el eka-boro, el eka-aluminio¸ y el eka-silicio.
El sistema periódico de 1871 propuesto por Mendeleiev, en este se dejaron espacios para los elementos desconocidos con masas atómicas 44, 68, 72 y 100.
Después de 25 años de las publicaciones de Mendeleiev, se descubrieron los elementos predichos y sus propiedades resultaron ser las mencionadas por él. En el cuadro siguiente se aprecia la aproximación de las predicciones de Mendeleiev para el eka-silicio (germanio). Debido a la gran aceptación que tuvieron las publicaciones de este científico, su tabla fue utilizada por los químicos durante muchos años; en su honor al elemento 101 de le llama Mendelevio.   
         Cabe mencionar que el químico alemán Lothar Meyer realizó investigaciones semejantes a las de Mendeleiev, concluyendo con resultados muy similares. Sin embargo, por contener mayor información, la propuesta de Mendeleiev fue la más aceptada.  
Ley Periódica Moderna.
Mendeleiev propuso, además su tabla, la ley periódica, donde se establecía que:
Las propiedades de los elementos son funciones periódicas de sus masas atómicas.
Esta ley establece que todos los elementos deben acomodarse en forma ascendente a partir de su masa atómica. Sin embargo, ésta presento problemas, pues algunos elementos parecían no tener un lugar adecuado en la tabla de acuerdo a sus masas atómicas, ya que sus propiedades no eran similares a las de los elementos que les precedían o eran diferentes a las de los elementos del grupo que les correspondía. Tal es el caso del Argón, cuya masa atómica exacta es de 39.948, que lo situaría después del potasio con masa atómica de 39.102, pero de acuerdo a sus propiedades se le sitúa antes del potasio. Según la clasificación de Mendeleiev, el potasio hubiera quedado en el grupo de los gases nobles, y el argón, siendo un elemento estable, quedaría en el grupo de los metales activos.
Por este tipo de incongruencias, la tabla periódica de Mendeleiev tenía sus limitantes; más tarde, al conocer mejor la estructura atómica de los elementos, el inglés Henry G. I. Moseley encontró mayor periodicidad en las propiedades físicas y químicas, ordenando los elementos en forma creciente según su número atómico. A partir de la clasificación propuesta por Moseley se modificó la ley periódica de Mendeleiev, estableciéndose la ley periódica moderna, que dice;

Las propiedades de los elementos son funciones periódicas de sus números atómicos.


No hay comentarios:

Publicar un comentario en la entrada