Tabla periódica de 8 columnas
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Tabla periódica de 8 columnas. Es la forma gráfica de la Ley Periódica de Mendeleiev, dispuestos los elementos químicos por orden creciente de sus masas atómicas como criterio de ordenación.
Sumario
Historia
Cuando a principios del siglo XIX se midieron las masas atómicas de una gran cantidad de elementos, se observó que ciertas propiedades variaban periódicamente en relación a su masa.
De esa manera, hubo diversos intentos de agrupar los elementos, todos ellos usando la masa atómica como criterio de ordenación.
El sueño de Mendeliev
En esa epoca el ruso Dimitri Ivanovich Mendeléiev estaba escribiendo el segundo volumen de su libro de texto titulado Los principios de la química, cuando hizo el descubrimiento, ordenó los elementos químicos.
El principio organizativo de su libro era agrupar los elementos según sus propiedades compartidas. En febrero de 1869 ya había escrito dos capítulos del segundo volumen y estaba ponderando el siguiente grupo de elementos sobre el que debía escribir. Se encontraba bajo una gran presión. Sus reflexiones sobre la clasificación de los elementos le daban la sensación de que el principio que buscaba estaba casi a su alcance. Había escrito los nombres y los pesos de los elementos conocidos en una serie de tarjetas que reestructuraba una y otra vez, poniendo a prueba su paciencia. Las circunstancias le obligaban a realizar un viaje y temió que si no encontraba la solución antes de partir, perdería la concentración y perdería su oportunidad. Durante tres días y gran parte de sus respectivas noches luchó con el problema, hasta quedar atontado por la falta de sueño. El día en que se suponía que debía partir, se durmió sobre su escritorio. Mientras dormía, su cerebro continuó barajando las tarjetas y, cuando despertó, comprendió que tenía la solución.
La tabla periódica
El secreto que el inconsciente de Mendeleiev había vislumbrado mientras dormía, era que los elementos podían colocarse en filas horizontales en orden ascendente según su peso atómico, y en columnas verticales según sus características químicas... dejando huecos allí donde las pautas parecían requerirlos.
Publicó estas ideas en un escrito titulado Relación entre las propiedades de los elementos y su peso atómico. Este contenía su Ley Periódica, que señalaba que si los elementos conocidos se listaran según un orden de peso atómico ascendente:
- Mostrarían una pauta repetitiva de valencias ascendentes y descendentes (la proporción en que se combinan con otros elementos).
- Formarían grupos que muestran una pauta recurrente de otras características.
En 1869, publica su primera Tabla Periódica en Alemania, que fue la primera presentación coherente de las semejanzas de los elementos. Él se dio cuenta de que clasificando los elementos según sus masas atómicas se veía aparecer una periodicidad en lo que concierne a ciertas propiedades de los elementos, la reacción inicial de su propuesta fue tan precavida como la que habían recibido los anteriores intentos de ordenar los elementos, pero cuando se descubrió que los pesos atómicos aceptados de algunos elementos eran realmente incorrectos, sus ideas comenzaron a ser tomadas en serio.
Esta tabla fue diseñada de manera que hiciera aparecer la periodicidad de los elementos. De esta manera los elementos son clasificados verticalmente. Las agrupaciones horizontales se suceden representando los elementos de la misma “familia”.
Un año después lo hace 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.
Mendeleiev dividió a los elementos en 8 columnas verticales llamados grupos, a las hileras horizontales las llamó períodos, tres de los cuales son cortos con 8 elementos cada uno y los restantes son períodos largos con 18 a 32 elementos químicos.
En la tabla periódica cada elemento recibe su número de orden, las características más importantes de los átomos en un mismo grupo es su valencia, la capacidad numérica de los átomos del elemento para combinarse con otros átomos. Mendeleiev observó que los elementos de un determinado grupo exhibía más de un conjunto de propiedades características; de aquí cada grupo quedó dividido en subgrupos o familias que correspondían a esta dualidad química.
Después de varias modificaciones, Mendeleiev 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 gases nobles descubiertos durante esos años en el aire. El descubrimiento del helio causó a Mendeleiev una gran contrariedad, ya que este nuevo elemento no tenía un lugar adecuado para colocarse en la Tabla, en principio no aceptó 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. Este descubrimiento fue una brillante confirmación de la Ley Periódica
Características de la tabla
Mendeleyev había tratado de organizar los elementos químicos de acuerdo a su peso átomico, asumiendo que las propiedades de los elementos cambiarían gradualmente a medida que aumentaba su peso átomico. Lo que descubrió, sin embargo, fue que las propiedades químicas y físicas de los elementos aumentaban gradualmente y que repentinamente cambiaban en ciertos momentos o períodos. Para explicar estas repetitivas tendencias, agrupó los elementos en la tabla en hileras y columnas.
Grupos o familias naturales
Es el conjunto de elementos químicos que poseen propiedades similares
- Los metales alcalinos
- Los gases nobles
- Los halógenos
Si se analiza los grupos, o sea las series verticales, se observará que los mismos se enumeran con números romanos y el número del grupo indica la valencia de los elementos en los compuestos que puede formar. Cada grupo de familia se divide en dos subgrupos: subgrupo principal y secundario.
Subgrupo principal: Es aquel que está encabezado por elementos del período 2 y al aumentar la masa atómica se intensifican las propiedades metálicas de los elementos y se debilitan las no metálicas.
Subgrupo secundario: Es aquel en el que solo intervienen elementos de los períodos largos. Procedimiento similar al seguido por Mendeleiev, al distribuir los elementos químicos en orden creciente de sus masas atómicas, comenzando por el Hidrógeno, pues es el elemento químico de menor masa atómica.
Períodos
En las series de elementos químicos que se disponen en orden de aumento de sus masas atómicas, que comienzan por un metal alacalino y termina con un gas noble.
Los períodos se clasifican en típicos o largos
Períodos típicos:
En ellos se manifiesta la repetición periódica de las propiedades de los elementos en una pequeña cantidad de estos.
Períodos largos:
Son los que constan de dos series, una par y otra impar.
Serie par
Es la que dentro del período contiene a los elementos de menor masa atómica y se encuentran los elementos con propiedades metálicas predominantes.
Serie impar
En el Período
- Primero sólo se representan hidrógeno (H) y helio (He)
- Segundo se representan 8 elementos químicos del litio (Li) al neón (Ne)
- Tercero se representan 8 elementos químicos del sodio (Na) al argón (Ar)
- Cuarto se representan 18 elementos químicos del potasio (K) al criptón (Kr)
- Quinto se representan 18 elementos químicos del rubidio (Rb) al xenón (Xe)
- Sexto se representan 32 elementos químicos del cesio (Cs) al renón (Rn)
- Séptimo se representan 18 elementos químicos (incompleto)
Los tres primeros períodos son de tipo cortos o típicos, representando una sola serie, a partir del cuarto son largos representando el período 4 las series 4 y 5, el quinto a las 6 y 7, el sexto a las 8 y 9 y el séptimo al estar incompleto representa una sola serie la 10
Si se analiza los períodos, generalmente del primero al sexto comienzan con un metal alcalino (metal típico) y van hasta un halógeno (no metal típico), concluyendo en un gas noble. Los períodos largos constan de dos series: serie par (4,6 y 8) y serie impar (5,7 y 9).
En los períodos 2 y 3 se observa una regularidad en las propiedades de los elementos relativamente sencilla, ya que el cambio en las propiedades se produce en un corto intervalo de elementos químicos.
Largos se observa una dependencia más compleja en la periodicidad del cambio de las propiedades químicas de los elementos químicos. Esta complejidad se produce debido a la doble periodicidad que se presenta en los elementos químicos de estos períodos.
Por ejemplo En el cuarto período la valencia de los elementos químicos va aumento desde I en el potasio (K), hasta VII en el manganeso (Mn), quedando separada esta serie de la siguiente por tres elementos metálicos semejantes entre sí vanadio, cromo y manganeso (V, Cr y Mn), pero que no tienen similares en los períodos cortos, volviendo ser la valencia nuevamente I en el cobre (Cu), elevándose a VII en el bromo (Br).
Las tablas periódicas modernas ubican los elementos químicos respetando los periodos y los grupos según su definición dada por Mendeleeiev
Variación periódica de los elementos químicos al aumentar sus masas atómicas.
Al aumentar las masas atómicas de los elementos químicos, las propiedades se repiten en lo fundamental, cada un cierto número de estos, a saber de izquierda a derecha:
- Se debilitan las propiedades metálicas.
- Se intensifican las propiedades no metálicas.
- Aumenta la valencia superior de los elementos químicos frente al oxígeno.
- Disminuyen las propiedades básicas de los compuestos oxihidrogenados y se intesifican las propiedades ácidas.
Aportes
Con el descubrimiento de la ley periódica y la estructuración de la tabla periódica, Mendeleiev realizó uno de los aportes más importantes del desarrollo químico de su época. El genio de Mendeleiev no estuvo solamente en descubrir la ley periódica, sino en predecir
- La existencia de elementos químicos no descubiertos en aquel momento tres de estos elementos, el galio (Ga), al que llamó eka–aluminio por estar situado debajo del aluminio; el germanio (Ge), al que llamó eka–sicilio; y el escandio (Sc) al que llamó eka-boro, fueron descubiertos cuando aún vivía Mendeleiev, resultando sus propiedades sorprendentemente próximas a las predichas.
- Invirtió el orden de algunos elementos químicos en la tabla periódica, que por la magnitud de sus masas atómicas debían ocupar otra posición (potasio (K) y argón (Ar), cobalto (Co) y níquel (Ni)); pero sus propiedades indicaban que no era correcta la posición que ocuparían si se seguía el orden creciente de las masas atómicas, o sea, en los casos en que se presentaban contradicciones entre las masas atómicas y las propiedades de las sustancias. Mendeleiev se decidió por situar a los elementos químicos según sus propiedades; no fue mecánico en sus razonamientos.
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–sicilio; 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.
Referencias
- Lara Piñeiro. A.R. E. Calero Martín y J. Labadié Suárez: Materiales Complementarios de Química para Ingenieros. Ed. Pueblo y Educación. Ciudad de La Habana, Cuba. 1987.
- León Ramírez, R.: Química General. Ed. Pueblo y Educación. Ciudad de La Habana, Cuba. 1985
Fuentes
- http://cea.quimicae.unam.mx/~Estru/tabla/10_Caracter.htm
- http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php?mid=52&l=s
