3. Los átomos y la tabla periódica

Cloro 35,457
Bromo 79,916
Promedio: 81,18
Yodo 126,91
Calcio 40,08
Estroncio 87,63
Promedio: 88,72
Bario 137,36
Litio 6,940
Sodio 22,991
Promedio: 23,020
Potasio 39,100
Azufre 32,066
Setenio 78,96
Promedio: 79,838
Telurio 127,61
Figura 32.Ti¡ada5 p r o p u e s t a s p o r J o h a n n Dóbereiner.
3 . L o s átomos
y l a t a b l a periódica
E n e l año 1 8 3 0 y a s e habían d e s c u b i e r t o e l 5 0 % d e l o s e l e m e n t o s quím i c o s c o n o c i d o s e n l a a c t u a l i d a d ; s u s p r o p i e d a d e s físicas y químicas
y sus combinaciones c o notros elementos para formar compuestos
habían s i d o e s t u d i a d a s p o r m u c h o s químicos. S i n e m b a r g o , e r a n e c e s a r i o o r g a n i z a r t o d a e s t a información d e m a n e r a c l a r a . A l o l a r g o d e
e s t e t e m a h a b l a r e m o s d e c ó m o s e llegó a l a clasificación a c t u a l b a s a d a
e n l a p e r i o d i c i d a d d e a l g u n a s p r o p i e d a d e s d e l o s e l e m e n t o s químicos.
3.1 P r i m e r a s c l a s i f i c a c i o n e s
de los elementos
D e s d e finales d e l s i g l o X V I I I , e n l a época d e L a v o i s i e r y B e r z e l i u s , s e
había i n t e n t a d o clasificür l o s e l e m e n t o s químicos c o n o c i d o s b u s c a n d o
s e m e j a n z a s e n s u s p r o p i e d a d e s . Así, l o s e l e m e n t o s s e c l a s i f i c a b a n e n
m e t a l e s , c o m o e l h i e r r o , l a p l a t a o e l c o b r e , y n o m e t a l e s , c o m o e l fósf o r o , e l oxígeno y e l a z u f r e . A l g u n o s e l e m e n t o s , c o m o e l arsénico o e l
g e r m a n i o , n o s e a j u s t a b a n c l a r a m e n t e a m í a d e e s t a s d o s categorías, p o r
l o q u e también s e p o d í a h a b l a r d e e l e m e n t o s s e m i m e t á l i c o s .
E s t a clasificación, s i n e m b a r g o , e r a d e m a s i a d o g e n e r a l , y a q u e existían
considerables diferencias entre laspropiedades de los elementos que
pertenecían a l a m i s m a categoría. UtiÜzando u n c r i t e r i o más r e s t r i n g i d o q u e e l a n t e r i o r se h i c i e r o n las siguientes clasificaciones. V e a m o s .
3 . 1 . 1 Tríadas d e Dóbereiner
E n 1 8 2 9 , e l c[uímico alemán J o h a m i W . D ó b e r e i n e r ( 1 7 8 0 - 1 8 4 9 ) o b servó q u e había g r u p o s d e t r e s e l e m e n t o s q u e t e n i a j i p r o p i e d a d e s físic a s Y qiíímicas n ) u y p a r e c i d a s o m o s t r a b a n u n c a m b i o g r a d u a l e n s u s
p r o p i e d a d e s . C o n b a s e e n s u s o b s e r v a c i o n e s clasiticó l o s e l e r a e n t o s e n
, g r u p o s d e a t r e s y l o s llamó t r í a d a s ( f i g u r a 3 2 ) . M o s t r ó también q u e e l
p e s o atómico d e l e l e m e n t o c e n t r a l d e c a d a tríada e r a a p r o x i m a d a m e n t e
e l p r o m e d i o aritmético d e l o s p e s o s d e l o s o t r o s d o s .
3.1.2 O c t a v a s d e N e w l a n d s
H
^ Li
Be
Ál
Cl
' K
-; Cd
í Cr
51
Ti
P
t,Vi[,
E n 1 8 6 4 , e l inglés J o h a n A l e x a n d e r N e w l a n d s ( 1 8 3 8 - 1 8 8 9 ) o r d e n ó l o s
e l e m e n t o s c o n o c i d o s d e a c u e r d o c o n s u s p e s o s atómicos c r e c i e n t e s ;
o b s e r v ó q u e desj)ués d e ubica¡' s i e t e e l e m e n t o s , e n e l o c t a v o s e r e petían l a s p r o p i e d a d e s q u í m i c a s d e l p r i m e r o ( s i n t e n e r e n c u e n t a e l
h i d r ó g e n o n i l o s g a s e s n o b l e s ) . N e w l a n d s llamó a e s t a organización
l a l e y d e l a s o c t a v a s ; d e e s t a m a n e r a q u e d a r o n c i i e l inisírio g r u p o
(columna), el litio, el sodio y el potasio; el berilio, el magnesio y el
c a l c i o ; e l oxígeno y e l a z u f r e , e t c . , q u e t i e n e n p r o p i e d a d e s s i m i l a r e s
(figura 33).
G r a c i a s a s u s o b s e r v a c i o n e s , N e w l a n d s ordenó l o s e l e m e n t o s e n g r u p o s y p e r í o d o s , p e r o e s t e o r d e n a m i e n t o presentó u n p r o b l e m a : m i e n t r a s a l g u n o s g r u p o s tenían e l e m e n t o s c o n p r o p i e d a d e s m u y p a r e c i d a s ,
o t r o s tenían e l e m e n t o s c o n p r o p i e d a d e s c o m p l e t a n i e n t e d i f e r e n t e s
Componente.'
3.1.3 L a t a b l a periódica
de M e n d e l e i e v
C
lín 1 8 6 9 l o s químicos Ivanovich Dimitri Mendeleiev ( 1 8 3 4 1 9 0 7 ) y Lothar Meyer ( 1 8 3 0 - 1 8 9 5 ) , p u b l i c a r o n p o r s e p a r a d o t a b l a s periódicas p r á c t i c a m e n t e c o i n c i d e n t e s , e n l a s q u e
clasificaban l o s 6 3 e l e m e n t o s c o n o c i d o s h a s t a e s a f e c h a
(entre 1830 y 1 8 6 9 se d e s c u b r i e r o n o c h o n u e v o s e l e m e n t o s ) .
L a clasificación d e M e n d e l e i e v hacía e s p e c i a l énfasis e n l a s
p r o p i e d a d e s químicas d e l o s e l e m e n t o s ; m i e n t r a s q u e M e y e r
hacía hincapié e n l a s p r o p i e d a d e s físicas.
Mendeleiev, q u e f u ee l p r i m e r o e n d a r a conocer s u tabla
periódica, organizó l o s e l e m e n t o s e n o r d e n c r e c i e n t e d e
sus p e s o s atómicos e n filas y c o l u m n a s d e m o d o q u e l o s
e l e m e n t o s q u e q u e d a b a n e n l a m i s m a fila tenían p r o p i e d a des s e m e j a n t e s ( f i g u r a 3 4 ) . L o i n g e n i o s o d e l a i d e a d e e s t e
científico e r a q u e l a s filas n o tenían t o d a s l a m i s m a l o n g i t u d
p e r o e n c a d a u n a d e e l l a s existía u n a analogía g r a d u a l d e
las p r o p i e d a d e s d e l o s e l e m e n t o s . P o r o t r o l a d o n o d u d ó e n
dejar e s p a c i o s e n l a t a b l a , e n i n v e r t i r e l e m e n t o s e i n c l u s o
llegó a p r e d e c i r c o n éxito l a s p r o p i e d a d e s d e l o s e l e m e n t o s
q u e algún día o c u p a r í a n l o s e s p a c i o s vacíos.
M e n d e l e i e v r e s u m i ó s u d e s c u b r i m i e n t o e s t a b l e c i e n d o s u ley
periódica, q u e d i c e : Las propiedades de los elementos químicos no son arbitrarias, sino que varían con el peso atómico de
una manera periódica.
\
1
\
II
IV
III
V
r
VI
VII
VIII
• •
1
H
2
LI
Be
B
c
N
0
F
3
Na
Mg
Al
Si
p
s
Cl
4
K
Ca
Ti
V
Cr
Mn
5
(Cu)
Zn
As
Se
Br
6
Rb
Sr
?Y
Zr
Nb
Mo
7
(Ag)
Cd
In
Sn
Sb
Te
8
Cs
5 a
?Di
?Ce
?Er
?La
Ta
W
Fe, C o ,
Ni, Cu
i
Ru,Rh,
Pd.Ag
1
9
10
11
(Au)
Hg
TI
Th
12
l.
i
i
1
Bi
Pb
C = columna
i
Os.Jr,
Pt,Au
I
U
_J
1
F = fila
Figura 3 4 . P r i m e r a t a b l a periódica e l a b o r a d a p o r D i m i t r i
Mertdeleiev{1869).
E l s i s t e m a periódico d e M e n d e l e i e v , n o o b s t a n t e , p r e s e n t a b a
a l g u n a s f a l l a s . P o r e j e m p l o , c u a n d o años m á s t a r d e e m p e z a r o n a d e s c u b r i r s e l o s g a s e s n o b l e s y u b i carse e n s u s i t i o , resultó q u e e l argón, A r , tenía u n p e s o a t ó m i c o s u p e r i o r a l d e l p o t a s i o , m i e n t r a s q u e
los r e s t a n t e s g a s e s n o b l e s t e n í a n p e s o s a t ó m i c o s i n f e r i o r e s a l o s e l e m e n t o s p o s t e r i o r e s . E r a e v i d e n t e
que n o r e s u l t a b a t o t a l m e n t e a c e p t a b l e e l a u m e n t o d e p e s o atómico c o m o r e f e r e n c i a p a r a u b i c a r l o s
e l e m e n t o s e n e l s i s t e m a periódico.
3.2 T a b l a periódica m o d e r n a
E n 1 9 1 3 , Henry G . J. Moseley ( 1 8 8 7 - 1 9 1 5 ) sugirió q u e l o s e l e m e n t o s s e o r d e n a r a n d e a c u e r d o c o n s u
número atómico e n f o r m a c r e c i e n t e .
Esto t r a j o c o m o c o n s e c u e n c i a q u e l a l e y periódica d e l o s e l e m e n t o s c a m b i a r a s u e n u n c i a d o d e t a l
m a n e r a q u e d e s d e e n t o n c e s s e e n u n c i a c o m o : Las propiedades físicas y químicas de los elementos son
función periódica de sus números
atómicos.
L a t a b l a periódica m o d e r n a p r e s e n t a u n o r d e n a m i e n t o d e
los 1 1 8 e l e m e n t o s q u e s e c o n o c e n a c t u a l m e n t e , o r d e n á n d o los según s u n ú m e r o a t ó m i c o (Z). L o s e l e m e n t o s s e d i s p o n e n e n filas h o r i z o n t a l e s l l a m a d a s p e r í o d o s y e n c o l u m n a s
d e n o m i n a d a s grupos o familias ( f i g u r a 3 5 ) .
Es d e r e s a l t a r q u e e x i s t e u n a relación f u e r t e e n t r e l a c o n f i g u ración electrónica d e l o s e l e m e n t o s y s u ubicación e n l a t a b l a
periódica. C u a n d o s e r e a l i z a e s t a configuración s e o b s e r v a
que los e l e m e n t o s q u e p e r t e n e c e n a l m i s m o g r u p o t i e n e n
la m i s m a configuración electrónica e n s u ú l t i m o n i v e l . P o r
e j e m p l o , s i o b s e r v a m o s l a configuración electrónica p a r a l o s
e l e m e n t o s L i y N a , t e n e m o s : L i , I s ^ 2 s ^ y N a , I s ^ 2 s ^ 2 p ^ 3 s \a
H
2
13
Li
Be
B
Na Mg
3
4
5
6
7
Ca
Se
Ti
V
Cr
Mn
Rb Sr
Y
Zr
Cs
Ba
La
U
Ra
Ac
K
9
10
Fe Co
8
Ni
11 12 Al
C
N
0
F
Nc
Si
P
s
Cl
Ar
2n
Ga
Ge As Se
Er
Kr
Nb IVIo T e
Ru Rh Pd Ag Cd
In
Sn Sb Te
I
Xe
Hf
Ta
W
Re
Os
Au i i q
TI
Pb
Rf
Db
Sg
Bh
Hs
Nd P m
Lantánidos
Ce
Pr
Actinidos
Th
Pa
U
Np
Ir
Pt
Cu
14 15 16 17 He
Bi
Po
At R n
M t U n n U u u U u i j U u t U n o tJtip U u ! i IJu-i U u ; l
Sm Eu Gd Tb
Pii A m Cin
Dy Ho
Rk Cf
Es
Er
Tm
Yb Lu
Fm
m.
Mo
l.t
3 5 . T a b l a periódica m o d e r n a .
© Santillana 1 5 3