En el siglo XIX, los científicos descubrían cada vez más elementos nuevos; necesitaban una forma de organizarlos y encontrar patrones comunes para todos ellos. La disposición de los elementos en la tabla periódica que tenemos hoy en día es muy inteligente y está muy bien organizada; pero, como es de esperar, hubo muchos cambios hasta llegar a ella.
En este artículo, trataremos los puntos clave del desarrollo de la tabla periódica, desde Dalton hasta Mendeléyev (también escrito Mendéleiev).
- En primer lugar, veremos la historia cronológica de la tabla periódica.
- Luego, analizaremos las diferentes tablas periódicas a lo largo de la historia, incluyendo la de Dalton, la de Newlands y la de Mendéleyev.
- Estudiaremos, también, la historia de la tabla periódica que utilizamos en la actualidad.
- Para finalizar, estudiaremos los grupos de la tabla periódica actual.
¿Qué es la tabla periódica?
La tabla periódica es una tabla en la que se ordenan los elementos químicos en función de sus propiedades periódicas.
Historia cronológica de la tabla periódica
A lo largo de la historia ha habido varias tablas periódicas, ya que se han ido cambiando los criterios según los cuales se ordenaban los elementos en ellas. En el siguiente apartado, veremos cuáles son las tablas periódicas más importantes que ha habido a lo largo de la historia y en qué se basaron sus creadores para dar a los elementos ese orden concreto.
Diferentes tablas periódicas a lo largo de la historia
Veamos las diferentes tablas periódicas que han existido en la historia.
Tabla periódica de Dalton
Una de las primeras tablas periódicas de la historia es la tabla periódica de Dalton. Esta ordenaba los elementos según su peso atómico o masa atómica relativa. Esta tabla fue publicada en su libro Un nuevo sistema de filosofía química, en 1803.
Esta es una de las primeras tablas periódicas en las que se basó la tabla periódica actual; aunque, evidentemente, se han llevado a cabo muchos cambios. A continuación, puedes observar qué aspecto tenía esta tabla.
Fig. 1: Tabla periódica de John Dalton publicada en el libro A New System of Chemical Philosphy.
Los elementos están ordenados según su pero atómico o masa atómica relativa.
John Newlands y su Ley de las Octavas
John Newlands se basó en el trabajo de Dalton para crear su tabla periódica; también ordenó los elementos por masa atómica, pero se dio cuenta de que uno de cada ocho elementos tenía propiedades similares. Así que comparó esto con las octavas en la música y publicó, en 1865, su Ley de las Octavas.
Sin embargo, hizo algunas cosas mal: no tuvo en cuenta que todavía se estaban descubriendo elementos; además, su regla solo funcionaba para los elementos hasta el calcio (Ca). A pesar de ello, continuó con su regla. Como resultado, sus ideas fueron objeto de burla y su versión de la tabla periódica no fue aceptada.
Fig. 2: Tabla periódica de Newlands, basada en la ley de las octavas.
La tabla periódica de Mendeléyev
Un químico ruso llamado Dimitri Mendeléyev presentó otra sugerencia que llegó a ser la más parecida a la tabla periódica moderna que tenemos hoy en día.
Al igual que Dalton y Newlands, Mendeléyev también ordenó los elementos por su masa atómica. Sin embargo, lo hizo de manera que pudiéramos ver un patrón en las propiedades de los elementos. Lo más importante que hizo fue dejar huecos en la tabla periódica para los elementos que aún no se habían descubierto y predijo sus propiedades. Poco después, se descubrieron nuevos elementos que coincidían con sus predicciones y la comunidad científica aceptó su tabla periódica.
Fig. 3: Tabla periódica de Mendeléyev; los elementos están ordenados según su peso atómico, de manera creciente.
Puedes observar que hay huecos en la tabla, dejados conscientemente para los elementos que se descubrirían posteriormente.
Historia de la tabla periódica actual
Si la tabla periódica de Mendeléyev ordenaba los elementos según su masa atómica, entonces, ¿Por qué ordenamos ahora los elementos por número atómico, en lugar de por masa atómica? Bueno, esto se debe a que no todos los elementos se ajustan al patrón de Mendeléyev.
Esto se hace evidente si observamos el argón (Ar) y el potasio (K): la masa atómica de un átomo de argón es de 40, mientras que la del potasio es de 39.
Si ordenáramos los elementos por su masa atómica, las propiedades del argón no coincidirían con las de los demás elementos de su grupo. El argón es muy estable y poco reactivo, mientras que los demás elementos de ese grupo son increíblemente reactivos.
En su momento, Mendeléyev reconoció este problema e intercambió el orden de algunos elementos, si las propiedades encajaban mejor. Antes del siglo XX, los científicos no podían entender por qué tenían que hacer esto, pues no se habían descubierto las partículas subatómicas; no conocían los electrones, que desempeñan un papel importante en la determinación de las propiedades químicas de los elementos.
La tabla periódica actual
La tabla periódica moderna está formada por los elementos químicos ordenados en función de su número atómico creciente.
El número atómico (Z) es el número de protones que se encuentran en el núcleo y que influye en las propiedades de los elementos. Se representa con la letra Z y se coloca en como subíndice a la izquierda del símbolo del elemento.
Grupos y periodos de la tabla periódica
Puede que notes que la forma general de la tabla es un poco extraña, ya que no es una simple lista; de hecho, los elementos están organizados en periodos y grupos específicos.
Las filas de la tabla periódica se denominan períodos y las columnas se denominan grupos:
- El periodo nos indica cuántas capas tiene un átomo del elemento que estamos consultando.
- Por ejemplo, el hidrógeno (H) y el helio (He) son los únicos elementos del primer periodo. Esto se debe a que son los únicos elementos con una sola capa. Un átomo de hidrógeno tiene un electrón y un átomo de helio tiene dos. Esto tiene sentido, ya que solo pueden caber 2 electrones en la primera capa.
- El grupo nos indica cuántos electrones hay en su capa más externa.
- Por ejemplo, todos los elementos del grupo 1 tienen 1 electrón en su capa exterior. Del mismo modo, todos los elementos del grupo 3 tienen 3 electrones en su capa exterior.
Los grupos en la tabla periódica actual
Como ya hemos visto, la tabla periódica se divide en grupos y periodos. El grupo es el que nos indica cuántos electrones hay en la capa externa del átomo de un elemento químico. Gracias a esto, podemos deducir cuáles son las características de los elementos.
Como el número de electrones de la capa exterior determina las propiedades químicas del elemento, los elementos del mismo grupo tienen propiedades químicas similares. Esto significa que la estructura electrónica de un elemento está relacionada con el lugar que ocupa el elemento en la tabla periódica.
Por ejemplo, el grupo 18 contiene los elementos cuyos átomos tienen la capa más externa llena; es decir, que tienen el máximo número de electrones que puede contener. Por lo tanto, los elementos que se encuentran en este grupo son muy estables.
Además, según si un elemento está a la derecha o a la izquierda en la tabla periódica, podemos saber si son elementos metálicos o no metales. Los metales se encuentran en la parte izquierda de la tabla y los no metales se encuentran en la parte derecha. Aunque, también hay categorías para elementos distintos de los metales y no metales, como los metales alcalinos, los metales de transición, los halógenos y los gases nobles.
Fig. 4: Tabla periódica actual. Los elementos se ordenan según sus propiedades periódicas. Los no metales, por ejemplo, están a la derecha en la tabla periódica.
Los periodos en la tabla periódica actual
Como hemos observado, la tabla periódica se organiza en grupos y periodos. El periodo nos indica en qué nivel de energía principal o capa se encuentran los electrones de un elemento químico.
Debido a que el nivel de energía en el que se ubican los electrones afecta las propiedades químicas del elemento, los elementos dentro del mismo periodo comparten propiedades similares. Esto significa que la distribución de los electrones de un elemento tiene relación con la posición que ocupa en la tabla periódica.
El segundo periodo contiene los elementos cuyos átomos tienen electrones en el segundo nivel de energía. Estos incluyen el litio hasta el neón, cada uno con una estructura electrónica distinta, pero todos compartiendo el mismo nivel de energía principal.
Además, según si un elemento está en un periodo superior o inferior en la tabla periódica, podemos inferir acerca de la energía de sus electrones. Los elementos en los periodos superiores tienen electrones en niveles de energía más altos y, en general, son más complejos que los elementos en periodos inferiores.
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