Tabla periódica de Mendeléyev
Artículo
principal: Tabla periódica de Mendeléyev.
En 1869, el
ruso Dmitri Ivánovich Mendeléyev publicó su primera
Tabla Periódica en Alemania. Un año después lo hizo Julius Lothar Meyer, que basó su clasificación
periódica en la periodicidad de los volúmenes atómicos en función de la masa
atómica de los elementos.
Por ésta
fecha ya eran conocidos 63 elementos de los 90 que existen en la naturaleza.
La clasificación la llevaron a cabo los dos químicos de acuerdo con los
criterios siguientes:
- Colocaron los elementos por orden creciente de sus masas atómicas.
- Situaron en el mismo grupo elementos que tenían propiedades comunes como la valencia.
Tabla de
Mendeléyev publicada en 1872. En ella deja casillas libres para elementos por
descubrir.
La primera
clasificación periódica de Mendeléyev no tuvo buena acogida al principio.
Después de varias modificaciones publicó en el año 1872 una nueva Tabla
Periódica constituida por ocho columnas desdobladas en dos grupos cada una, que
al cabo de los años se llamaron familia A y B.
En su nueva
tabla consigna las fórmulas generales de los hidruros y óxidos de cada
grupo y por tanto, implícitamente, las valencias de esos elementos.
Esta tabla
fue completada a finales del siglo XIX con un grupo más, el grupo cero,
constituido por los gas noble descubiertos durante esos años en el aire.
El químico ruso no aceptó en principio tal descubrimiento, ya que esos
elementos no tenían cabida en su tabla. Pero cuando, debido a su inactividad
química (valencia cero), se les asignó el grupo cero, la Tabla Periódica quedó
más completa.
El gran
mérito de Mendeléyev consistió en pronosticar la existencia de elementos. Dejó
casillas vacías para situar en ellas los elementos cuyo descubrimiento se
realizaría años después. Incluso pronosticó las propiedades de algunos de
ellos: el galio
(Ga), al que llamó eka–aluminio por estar situado debajo del aluminio; el germanio (Ge),
al que llamó eka–silicio; el escandio (Sc); y el tecnecio (Tc),
que, aislado químicamente a partir de restos de un sincrotrón
en 1937, se
convirtió en el primer elemento producido de forma predominantemente
artificial.
La noción de número atómico y la mecánica cuántica
La tabla
periódica de Mendeléyev presentaba ciertas irregularidades y problemas. En las
décadas posteriores tuvo que integrar los descubrimientos de los gases nobles,
las "tierras raras" y los elementos radioactivos.
Otro problema adicional eran las irregularidades que existían para compaginar
el criterio de ordenación por peso atómico creciente y la agrupación por
familias con propiedades químicas comunes. Ejemplos de esta dificultad se
encuentran en las parejas telurio–yodo, argón–potasio y cobalto–níquel, en las
que se hace necesario alterar el criterio de pesos atómicos crecientes en favor
de la agrupación en familias con propiedades químicas semejantes.
Durante
algún tiempo, esta cuestión no pudo resolverse satisfactoriamente hasta que Henry
Moseley (1867–1919) realizó un estudio sobre los espectros de rayos X en
1913. Moseley comprobó que al representar la raíz
cuadrada de la frecuencia de la radiación
en función del número de orden en el sistema periódico se obtenía una recta, lo
cual permitía pensar que este orden no era casual sino reflejo de alguna
propiedad de la estructura
atómica. Hoy sabemos que esa propiedad es el número atómico (Z) o número de cargas positivas
del núcleo.
La
explicación que aceptamos actualmente de la "ley periódica"
descubierta por los químicos de mediados del siglo pasado surgió tras los
desarrollos teóricos producidos en el primer tercio del siglo XX. En
el primer tercio del siglo XX se construyó la mecánica cuántica. Gracias a estas
investigaciones y a los desarrollos posteriores, hoy se acepta que la
ordenación de los elementos en el sistema periódico está relacionada
con la estructura electrónica de los átomos de los diversos elementos, a partir
de la cual se pueden predecir sus diferentes propiedades químicas.
|
Tabla periódica de los elementos1
|
||||||||||||||||||
|
I A
|
II A
|
III B
|
IV B
|
V B
|
VI B
|
VII B
|
VIII B
|
VIII B
|
VIII B
|
I B
|
II B
|
III A
|
IV A
|
V A
|
VI A
|
VII A
|
VIII A
|
|
|
1
H |
2
He |
|||||||||||||||||
|
3
Li |
4
Be |
5
B |
6
C |
7
N |
8
O |
9
F |
10
Ne |
|||||||||||
|
11
Na |
12
Mg |
13
Al |
14
Si |
15
P |
16
S |
17
Cl |
18
Ar |
|||||||||||
|
19
K |
20
Ca |
21
Sc |
22
Ti |
23
V |
24
Cr |
25
Mn |
26
Fe |
27
Co |
28
Ni |
29
Cu |
30
Zn |
31
Ga |
32
Ge |
33
As |
34
Se |
35
Br |
36
Kr |
|
|
37
Rb |
38
Sr |
39
Y |
40
Zr |
41
Nb |
42
Mo |
43
Tc |
44
Ru |
45
Rh |
46
Pd |
47
Ag |
48
Cd |
49
In |
50
Sn |
51
Sb |
52
Te |
53
I |
54
Xe |
|
|
55
Cs |
56
Ba |
*
|
72
Hf |
73
Ta |
74
W |
75
Re |
76
Os |
77
Ir |
78
Pt |
79
Au |
80
Hg |
81
Tl |
82
Pb |
83
Bi |
84
Po |
85
At |
86
Rn |
|
|
87
Fr |
88
Ra |
**
|
104
Rf |
105
Db |
106
Sg |
107
Bh |
108
Hs |
109
Mt |
110
Ds |
111
Rg |
112
Cn |
113
Uut |
114
Uuq |
115
Uup |
116
Uuh |
117
Uus |
118
Uuo |
|
|
*
|
57
La |
58
Ce |
59
Pr |
60
Nd |
61
Pm |
62
Sm |
63
Eu |
64
Gd |
65
Tb |
66
Dy |
67
Ho |
68
Er |
69
Tm |
70
Yb |
71
Lu |
||
|
**
|
89
Ac |
90
Th |
91
Pa |
92
U |
93
Np |
94
Pu |
95
Am |
96
Cm |
97
Bk |
98
Cf |
99
Es |
100
Fm |
101
Md |
102
No |
103
Lr |
Para una
tabla más detallada, puedes consultar: Anexo:Tabla periódica
Clasificación
Grupos
Artículo
principal: Grupo de la tabla periódica.
A las
columnas verticales de la tabla periódica se les conoce como grupos.
Todos los elementos que pertenecen a un grupo tienen la misma valencia atómica, y por ello, tienen
características o propiedades similares entre sí. Por ejemplo, los elementos en
el grupo IA tienen valencia de 1 (un electrón en su último nivel de energía) y todos tienden a perder ese
electrón al enlazarse como iones positivos de +1. Los elementos en el último grupo de la
derecha son los gases nobles, los cuales tienen lleno su último nivel de
energía (regla del octeto) y, por ello, son todos extremadamente no reactivos.
Numerados de
izquierda a derecha utilizando números arábigos, según la última recomendación
de la IUPAC (según
la antigua propuesta de la IUPAC) de 1988,2
los grupos de la tabla periódica son:
Grupo 1 (I A): los metales
alcalinos
Grupo 2 (II A): los metales
alcalinotérreos
Grupo 3 (III B): Familia del Escandio
Grupo 4 (IV B): Familia del Titanio
Grupo 5 (V B): Familia del Vanadio
Grupo 6 (VI B): Familia del Cromo
Grupo 7 (VII B): Familia del Manganeso
Grupo 8 (VIII B): Familia del Hierro
Grupo 9 (IX B): Familia del Cobalto
Grupo 10 (X B): Familia del Níquel
Grupo 11 (I B): Familia del Cobre
Grupo 12 (II B): Familia del Zinc
Grupo 13 (III A): los térreos
Grupo 14 (IV A): los carbonoideos
Grupo 15 (V A): los nitrogenoideos
Grupo 16 (VI A): los calcógenos o anfígenos
Grupo 17 (VII A): los halógenos
Grupo 18 (VIII A): los gases nobles
Períodos
Artículo
principal: Períodos de la tabla periódica.
Las filas
horizontales de la tabla periódica son llamadas períodos. Contrario a
como ocurre en el caso de los grupos de la tabla periódica, los elementos que
componen una misma fila tienen propiedades diferentes pero masas similares:
todos los elementos de un período tienen el mismo número de orbitales.
Siguiendo esa norma, cada elemento se coloca según su configuración electrónica. El primer
período solo tiene dos miembros: hidrógeno
y helio; ambos
tienen sólo el orbital 1s.
La tabla
periódica consta de 7 períodos:
La tabla
también está dividida en cuatro grupos, s, p, d, f, que están ubicados
en el orden sdp, de izquierda a derecha, y f lantánidos
y actínidos.
Esto depende de la letra en terminación de los elementos de este grupo, según
el principio de Aufbau.
Bloques o regiones
Artículo
principal: Bloque de la tabla periódica.
Tabla
periódica dividida en bloques.
La tabla
periódica se puede también dividir en bloques de elementos según el orbital que
estén ocupando los electrones más externos.
Los bloques
o regiones se denominan según la letra que hace referencia al orbital más
externo: s, p, d y f. Podría haber más elementos
que llenarían otros orbitales, pero no se han sintetizado o descubierto; en
este caso se continúa con el orden alfabético para nombrarlos.
