HISTORIA DE LA TABLA PERIODICA

A principios del siglo XIX , Dalton propuso su teoría atómica, y años más tarde, Proust formuló que las masas atómicas de los elementos son múltiplos de la masa del hidrógeno. Una consecuencia de estos hechos fue el descubrimiento de un gran número de elementos. A medida que el número de elementos conocidos aumentaba se observaron semejanzas físicas y químicas entre ellos y fue necesario encontrar un sistema que pudiera ordenarlos y agrupar aquellos que tuvieran comportamiento similar .

Tríadas de Dobereiner
La primera clasificación basada en las propiedades atómicas fue propuesta por Dobereiner, quien en 1817 informó que existía cierta relación entre los pesos atómicos de los elementos químicamente análogos cuando se agrupan en tríadas, es decir, en grupos de tres, y presentan dos situaciones. Sus pesos atómicos son casi idénticos o el peso del elemento central tiene un valor muy cercano al promedio de los otros dos.

Algunos ejemplos de tríadas propuestas, fueron :

 

Fe, Co, Ni Ca, Sr, Ba
Cl, Br, I Li, Na, K

Clasificación de Newlands

En 1863, el químico inglés J. A. Newlands vislumbró algunas de las bases de las clasificaciones periódicas que propuso en su ley de las octavas :

" si se ordenan los elementos de acuerdo con sus pesos atómicos, el octavo elemento contado a partir de uno de ellos, es una especie de repetición del primero , como la octava nota en la escala musical " .

I II III IV V VI VII VIII

Li

Be

B

C

N

O

F

Ne

Na

Mg

Al

-

-

-

-

-

Tablas de Mendeleev y Meyer
En 1869, el químico alemán J. L. Meyer y el químico ruso D. I. Mendeleev presentaron, en forma independiente, clasificaciones periódicas muy semejantes basadas en el incremento del peso atómico.

El término periódico significa repetición a intervalos regulares y en estas clasificaciones los elementos se han agrupado basándose en las similitudes de sus propiedades y en el incremento de los pesos atómicos.

En el tiempo de Mendeleev se conocían 63 elementos, cuyas combinaciones producían millares de compuestos. Para ordenarlos, cortó 63 cuadros de cartón y y escribió en cada uno el nombre de uno de los elementos, su peso atómico y sus características principales, ordenándolos de distintas maneras hasta que en 1869 encontró un arreglo natural que empezaba con el hidrógeno, que es el más ligero, y terminaba con el uranio, cuyos átomos eran los más pesados, entre ellos se encontraban clasificados los demás y había un incremento gradual de los pesos atómicos.

Las propiedades de cualquiera de los elementos dependían del lugar que ocupaba en el ordenamiento periódico.

REIHEN

Grupo I - R2O

Grupo II - RO

Grupo III - R2O3

Grupo IV RH4 RO2

Grupo V RH3 R2O5

Grupo VI RH2 RO3

GrupoVII RH R2O7

Grupo VIII - RO4

1

H = 1

             

2

Li = 7 Be = 9.4 B = 11 C = 12 N = 14 O = 16 F = 19  

3

Na = 23

Mg = 24

Al = 27.3

Si = 28

P = 31

S = 32

Cl = 35.5

 

4

K = 39 Ca = 40 ? = 44 Ti = 48 V = 51 Cr = 52 Mn = 55 Fe= 56 ,Co = 59 

Ni = 59 , Cu = 63

5

( Cu =63)

Zn = 65

? = 68

? = 72

As = 75

Se = 78

Br = 80

 

6

Rb = 85 Sr = 87 ? Yt = 88 Zr = 90 Nb = 94 Mo = 96 ? = 100 Ru=104,Rh=104 

Pd=106, Ag=108

7

(Ag =108)

Cd = 112

In = 113

Sn = 118

Sb = 122

Te = 125

I = 127

 

8

Cs = 133 Ba = 137 ?Di = 138 ?Ce =140

-

-

-

-

9

-

-

-

-

-

-

-

-

10

-

-

?Er = 178 ?La = 180 Ta = 182 W = 184

-

Os=195,Ir=197 

Pt=198,Au=199

11

(Au=199) Hg = 200 Tl = 204 Pb = 207 Bi = 208

-

-

-

12

-

-

-

Th = 231 - U = 240

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-

Fig. 1 Tabla periódica Publicada por Mendeleev en 1872 ( Annalen der Chemie und Pharmacie ).

Mendeleev propuso una ley periódica :

" cuando los elementos se estudian en orden creciente de sus pesos atómicos, la similitud de las propiedades ocurre periódicamente, es decir, las propiedades de los elementos son función periódica de sus pesos atómicos "

Por lo tanto, ordenó de tal manera los elementos, que aquéllos similares aparecen en columnas verticales llamadas grupos.

Al aplicar sus conceptos en la elaboración de la tabla periódica, llegó a la conclusión de que algunos elementos parecían no tener un lugar apropiado a su peso atómico, como sucede con el argón (Ar) y el potasio (K) , cuyos pesos atómicos son 39.95 y 39.102 , entre otros ejemplos, como el Cobalto (Co) y el níquel (Ni), así como el telurio (Te) y el yodo (I) .Sin embargo, colocó a estos elementos en el sitio adecuado al hacer transposiciones porque consideró que elementos con propiedades físicas y químicas semejantes debían ser miembros de un mismo grupo.

Para que elementos similares aparecieran uno después de otro, Mendeleev tuvo que dejar espacio para elementos aún no descubiertos. De las propiedades de los elementos conocidos dedujo las de tres elementos que no se conocían. Más tarde, al descubrirse el escandio, el galio y el germanio , sus propiedades resultaron muy parecidas a las previstas por Mendeleev , quien también pronosticó la existencia de los gases nobles ( He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn ) . Mendeleev encontró una secuencia en la variación de las propiedades de los elementos en los períodos (arreglo horizontal) y una similitud de las propiedades de los elementos de un mismo grupo ( arreglo vertical).

En 1871, Mendeleev revisó su tabla y clasificó los elementos en ocho grupos, dichos elementos fueron seleccionados considerando la composición de sus óxidos comúnes . Los elementos del grupo I forman óxidos cuya fórmula es R2O  (Na2O óxido de sodio),  de RO para el grupo II, etc., tal como indica la tabla anterior.

Contribución de Werner y Moseley
La tabla periódica larga que en 1895 presentó Alfred Werner, es sin lugar a dudas una de las que más se utiliza actualmente con algunas adaptaciones y que fue el primer sistema periódico con la estructura larga que permite separar a los grupos A de los grupos B , la colaboración de los elementos dentro de la tabla coincide con las configuraciones electrónicas de los elementos aun cuando fue realizada muchos años antes de que éstas se conocieran, pero la serie de los lantánidos y la de los actínidos sólo tiene una casilla para cada una.

Al ordenar los elementos en la tabla periódica, fue natural dar a cada uno un número que indicara su posición en ella, aunque no se le concedió ningún significado físico hasta que Rutherford impuso su modelo atómico con un núcleo central diminuto y positivo .

En 1913, el físico inglés Henry Gwyn Moseley generó rayos X de diferentes longitudes de onda al bombardear sucesivamente con rayos catódicos el núcleo de 42 elementos sólidos diferentes; la frecuencia de los rayos X depende del metal que forma el ánodo en el tubo de rayos X .

Al analizar las mediciones de espectros de los rayos X, Moseley señaló que en el átomo existe una cantidad fundamental, Z , que aumenta por escalones regulares cuando se pasa de un elemento al siguiente y que sólo puede ser la carga del núcleo central positivo; además, indicó que Z es igual al número del lugar que ocupa el elemento en la tabla periódica . A esta cantidad fundamental se le llamó número atómico.

Por ejemplo, el número atómico (Z) y la la longitud de onda ( l ) de los rayos X producida por diferentes elementos:

Elemento         Número atómico (Z)         Longitud de onda (l )

                            19                                     4

Ti                             22                                     3

Fe                             26                                    2

Moseley encontró que las longitudes de onda de los rayos X se hacen más cortas a medida que aumenta la carga del núcleo, es decir, al aumentar el número atómico.
El número atómico es el número de orden de un elemento de la tabla periódica y representa, además, el valor de la carga del núcleo y el número de protones (y el número de electrones).
Al ordenar los elementos de acuerdo con los números atómicos, se obtiene un sistema periódico más satisfactorio y se deriva una ley periódica que se conoce con el nombre de la ley periódica de Moseley que dice :

" las propiedades de los elementos son función periódica de sus números atómicos ".

Las propiedades periódicas de los elementos, como tamaño atómico, potencial de ionización, afinidad electrónica, electronegatividad, etc. , dependen del aumento regular de la carga nuclear de los átomos a medida que su tamaño y complejidad aumentan.

La tabla periódica, cuyo uso está generalizado actualmente, deriva de los trabajos de Mendeleev, Werner y Moseley ; en ella los elementos se encuentran ordenados según sus números atómicos crecientes y se rige por la ley periódica de Moseley.