La tabla periódica organiza los elementos químicos según sus propiedades y configuraciones electrónicas, siendo crucial para el estudio de la química. A lo largo de la historia, diversos científicos, como Lavoisier y Mendeleev, aportaron al desarrollo y comprensión de esta herramienta, que permite predecir propiedades de los elementos. La evolución del concepto de número atómico por Moseley mejoró la precisión de la tabla, consolidándola como un recurso esencial en la química moderna.

1. La Tabla Periódica de los elementos

3. Importancia de la tabla periódica Toda la materia del Universo se debe a combinaciones de las casi 120 sustancias básicas que llamamos elementos. Al estudiar Química, nos podemos ahogar en los datos si no percibimos los patrones de comportamiento de los diversos grupos en que clasificamos esas sustancias. El gran valor de saber reconocer los patrones de comportamiento y de aprender las reglas y generalizaciones es que nos ahorran tener que aprender muchos datos individuales. La tabla periódica es la herramienta más importante que los químicos usan para organizar y recordar datos químicos.

4. Importancia de la tabla periódica La Química nos ayuda a entender las propiedades de la materia en términos de los átomos que la componen. La configuración electrónica de los elementos nos permite explicar la repetición de las propiedades físicas y químicas. Los elementos de una misma columna o grupo de la tabla periódica contienen el mismo número de electrones en sus orbitales de capa externa, u orbitales de valencia. Las propiedades químicas de un elemento dependen de sus orbitales de valencia, ya que éstos determinan la forma en que sus átomos interactúan con átomos de otros elementos.

5. Antecedentes En 1789, Antoine Lavoisier publicó su obra más importante fijando los fundamentos de la Química como una disciplina genuinamente científica y estableciendo una definición más clara de lo que era un elemento químico: Se entiende por elemento toda aquella sustancia que no puede descom-ponerse en otras más sencillas. Antoine Lavoisier Padre de la Química Moderna Lavoisier presentó además la primera tabla de los elementos que, aunque muy incompleta, se puede considerar como la base a partir de la cual surgió la tabla periódica moderna.

6. Antecedentes A principios del siglo XIX, los avances en la Química hicieron más fácil aislar los elementos de sus compuestos. En consecuencia, el número de elementos químicos conocidos se duplicó de 27 a 63 hacia el año 1865. Al aumentar este número, los científicos comenzaron a buscar patrones en sus propiedades e investigar la posibilidad de clasificarlos en formas útiles. En 1860 el químico italiano Stanislao Cannizzaro puso de manifiesto el hecho de que algunos elementos (por ejemplo el O 2 ) poseen moléculas que contienen dos átomos. Esta aclaración permitió que los químicos lograran tener una lista consistente de elementos.

7. Antecedentes La ley periódica surge en forma empírica antes de ser conocidos sus verdaderos fundamentos. Sus descubridores y antecesores nada sabían de electrones, protones, neutrones y, menos aún, de la configuración electrónica. Los científicos de la época tampoco tenían conocimiento del concepto del número atómico; los primeros intentos por encontrar un comportamiento periódico fueron hechos ordenando los elementos según su masa atómica. No obstante, tanto la ley como el sistema por ella conformado, fueron de gran valor para el desarrollo de la Química de fines del siglo XIX.

8. Antecedentes Berzelius, Jöns Jakob, barón de, (1779-1848), químico sueco, considerado uno de los fundadores de la Química moderna. Clasificó a los elementos en metales y no metales (como había hecho Lavoisier). Descubrió y aisló varios elementos químicos. Introdujo el término catalizador y explicó la naturaleza e importancia de la catálisis. Introdujo también el sistema actual de notación química: N ( N itron-gen) para el nitrógeno, Na ( Na trium) para el sodio, Ni ( Ni ckel) para el níquel, Nb ( N io b e) para el niobio. Desarrolló una teoría que establece que los compuestos químicos están formados por componentes de carga negativa y positiva. Todo su trabajo teórico se basaba en una elaborada medición experimental.

9. Antecedentes Johann Wolfgang Döbereiner (1827) Este químico alcanzó a elaborar un informe que mostraba una relación entre la masa atómica de ciertos elementos y sus propiedades; él observó que había ciertos elementos que tenían propiedades muy similares y que se presentaban en tríadas. Debido al número limitado de elementos conocidos y a la confusión existente en cuanto a la distinción entre masas atómicas y masas moleculares, los químicos no captaron el significado de las tríadas de Döbereiner. Encontró que la masa atómica del elemento intermedio es igual al promedio de los otros dos, y lo mismo las propie-dades químicas y físicas.

10. Antecedentes John A. R. Newlands En 1864, el químico inglés Newlands comunicó a la Real Sociedad Inglesa de Química su observación de que al ordenar los elementos en orden creciente de sus pesos atómicos (prescindiendo del hidrógeno), el octavo elemento a partir de cualquier otro tenía unas propiedades muy similares al primero. Llamó a esta repetición periódica la ley de las octavas, por su analogía con la escala musical. Como a partir del calcio dejaba de cumplirse la regla, esta ordenación no fue apreciada por la comunidad científica, que lo menospreció y ridiculizó. 23 años más tarde, fue reconocido por la Royal Society, que concedió a Newlands su más alta condecoración, la medalla Davy.

11. La tabla periódica de Mendeleev En 1869 Dimitri Mendeleev en Rusia -basándose en la variación de las propiedades químicas- y un año después Julius Lothar Meyer en Alemania -basándose en la variación del volumen atómico- publicaron esquemas de clasificación de los elementos casi idénticos. Los trabajos de Mendeleev y de Meyer condujeron al descubrimiento de la ley de periodicidad de los elementos químicos o ley periódica de los elementos: Las propiedades químicas y físicas similares ocurren periódicamente si los elementos se acomodan en orden de masa atómica creciente, es decir, las propiedades de los elementos son función periódica de sus masas atómicas.

12. La tabla periódica de Mendeleev Aunque en lo esencial ambos llegaron a la misma conclusión, se le da el crédito a Mendeleev porque éste promovió sus ideas de forma mucho más vigorosa y se adelantó un año en la publicación de sus hallazgos, con lo que estimuló una gran cantidad de trabajos nuevos en Química. Además de lo anterior, el trabajo de Mendeleev fue más extenso y llegó incluso a predecir la existencia y propiedades de elementos desconocidos en ese momento. Por ejemplo, tanto el galio (Ga) como el germanio (Ge) eran desconocidos en esa época. Mendeleev predijo audazmente su existencia y propiedades, refiriéndose a ellos como eka-aluminio y eka-silicio, por los elementos abajo de los cuales aparecen en la tabla periódica.

13. La tabla periódica de Mendeleev Es , Ekasilicio (Mendeleev 1871) Ge , Germanio (Winkler 1886) El gran parecido del germanio con el elemento predicho por Mendeleev fue lo que lo ayudó a conseguir finalmente la aceptación general de este sistema de ordenación, que es el precursor más importante de la moderna tabla periódica.

14. El número atómico En 1913, dos años después de que Rutherford propusiera el modelo nuclear del átomo, un físico inglés llamado Henry Moseley (1887-1915) desarrolló el concepto de los números atómicos. Moseley determinó las frecuencias de los rayos X emitidos después de que diferentes elementos se bombardeaban con electrones de alta energía , y vio que cada elemento produce rayos X con una frecuencia característica; además, observó que por lo general la frecuencia aumentaba al aumentar la masa atómica. Moseley acomodó las frecuencias de rayos X en orden asignándoles un número entero singular, llamado número atómico, a cada elemento. Ahora sabemos que el número atómico es igual tanto al número de protones en el núcleo como al número de electrones que hay en el átomo. Rayos X Electrones alta energía

15. El número atómico Ley periódica de Moseley establece que las propiedades físicas y químicas de los elementos son función periódica de sus números atómicos El concepto de número atómico aclaró algunos problemas del modelo temprano de la tabla periódica, que se basaba en masas atómicas. Los estudios de Moseley también predijeron "agujeros" en la tabla periódica, que posteriormente dieron lugar al descubrimiento de nuevos elementos.