Evolución Histórica de la Tabla Periódica: De Mendeleiev al Número Atómico

Evolución Histórica de la Clasificación de Elementos Químicos

Desde que se encontraron los primeros elementos, se intentó ordenarlos y clasificarlos para estudiar sus propiedades. Sin embargo, no fue hasta 1869 que el químico ruso Dimitri Mendeleiev y el químico alemán Lothar Meyer publicaron, de forma independiente, una manera de disponer los elementos químicos conocidos, basada en la similitud de propiedades físicas y químicas.

Similitud y Periodicidad en las Primeras Tablas

Las tablas de estos dos investigadores eran muy similares y enfatizaban la periodicidad o repetición periódica regular de las propiedades cuando los elementos estaban ordenados de acuerdo a la masa atómica relativa creciente.

Mendeleiev expresó:

"Cuando dispuse los elementos de acuerdo con la magnitud de sus pesos atómicos, empezando con el más pequeño, se hizo evidente que existe una especie de periodicidad en sus propiedades".

Expresado de otra manera, si los elementos se disponen en orden de pesos atómicos crecientes, sus propiedades varían de miembro a miembro en forma definida, pero retroceden acercándose más o menos a los mismos valores, en puntos fijos de la serie.

La Ley Periódica de Mendeleiev

Mendeleiev continuaba diciendo:

"Designo con el nombre de Ley Periódica a las relaciones mutuas entre las propiedades de los elementos y sus pesos atómicos: estas relaciones son aplicables a todos los elementos y tienen el carácter de una función periódica".

Mendeleiev pudo construir una tabla en donde los elementos se disponían de acuerdo a la semejanza de sus pesos atómicos, y verticalmente de acuerdo a la semejanza de sus propiedades.

Estructura y Ejemplos de la Tabla Original (1872)

La tabla periódica original de 1872 contenía 62 elementos dispuestos en forma creciente de los pesos atómicos, encolumnados los elementos con propiedades químicas similares. Así, por ejemplo, el Litio (Li), Sodio (Na) y Potasio (K) se encontraban encolumnados, denominándolos Grupo I.

• Se conocía que los elementos de este grupo se combinan con los halógenos (Grupo VII: F, Cl, Br, I) para dar compuestos como el bromuro de sodio (NaBr) y yoduro de potasio (KI).
• Todos estos compuestos se disuelven en agua dando soluciones que conducen la corriente eléctrica.

Un análisis similar se realizó con los elementos del Grupo II y los del Grupo VI.

De esta manera, los elementos quedaron agrupados en familias verticales llamadas grupos.

El Poder Predictivo de la Tabla de Mendeleiev

Uno de los éxitos brillantes de la tabla periódica de Mendeleiev fue que previo la existencia de elementos desconocidos en la época, e incluso dejaba espacios vacíos para completar cuando se encontraran.

Así, por ejemplo, dejó vacío el espacio debajo del silicio que no fue encontrado hasta el año 1886 y que se denominó germanio. Además, su familiaridad con las propiedades de los elementos vecinos le permitió prever las propiedades de los elementos faltantes, que luego se probó que eran muy similares a las que presentan los elementos encontrados.

Inconsistencias y la Solución del Número Atómico

Una dificultad que encontró fue que en algunos casos, siguiendo el orden creciente de los pesos atómicos, había elementos que no encajaban en los grupos o familias. Ejemplos notables incluyen el cobalto, níquel, telurio y yodo.

En estos casos, Mendeleiev hizo prevalecer la similitud de las propiedades e invirtió el orden, suponiendo que los pesos atómicos estaban mal determinados.

La Corrección Definitiva

Investigaciones posteriores determinaron que los pesos atómicos estaban bien determinados y la explicación de estas inversiones tuvo que esperar 50 años, para alcanzar el desarrollo del concepto de número atómico (Z).

El número atómico caracteriza a cada elemento siendo el parámetro conveniente para la organización periódica, en lugar de la masa atómica relativa. Organizando los elementos en función de sus números atómicos se eliminan las inversiones observadas anteriormente.