periodicidad quimica

La periodicidad química

Los químicos estuvieron muy ocupados en el siglo XIX principalmente en el esfuerzo para aislar y determinar las propiedades de todos los elementos químicos. Químicos de todo el mundo se dieron a la tarea, y tras trabajar con varios miles de compuestos diferentes descomponiéndolos y caracterizando los "bloques" con los que se habían construido ya para 1860 cerca de 70elementos de los 113 conocidos hasta hoy habían sido aislados y estudiados. En los varios miles de compuestos y mezclas con propiedades físicas y químicas únicas solo pudieron encontrar 70 elementos. Pero esto representó una gran simplificación a la química al comprender (por lo menos en principio) que cualquier objeto en el universo estaba formado por un grupo relativamente pequeño de elementos.A medida que los elementos eran descubiertos y sus propiedades estudiadas resultaba necesario organizar los datos de una manera útil a fin de darle sentido como un todo. Uno de los más grandes avances en conseguir esta meta fue hecho por el químico ruso Dmitri Mendeleev, él escribió los elementos y sus propiedades individualmente en un juego de tarjetas las que organizó en diferentes arreglosbuscando pautas de comportamiento. El salto se obtuvo cuando las organizó en orden creciente de sus masas atómicas (partiendo de los valores de las masas atómicas conocidas para la época) como se muestra esquemáticamente en la figura 1.


Figura 1. Los primeros 20 elementos arreglados de menos a más masivos


Al arreglo se han agregado los elementos helio (He), neón (Ne) y argón (Ar) que erancompletamente desconocidos por Mendeleev y él había colocado otros elementos en esos lugares.

Con los elementos arreglados de esa forma Mendeleev se da cuenta de que las propiedades químicas se repiten siguiendo un patrón fijo, por ejemplo, si tomamos el sodio (Na) vemos que este es demasiado reactivo como para encontrarse libre en la naturaleza sin embrago los químicos se las ingeniaron paraaislarlo puro de sus compuestos y determinaron que era blando, de color plateado, con baja densidad y bajo punto de fusión (para ser un metal). También demostraron que conducía la electricidad y que era altamente reactivo. Dejando caer un trozo de sodio al agua se produce una reacción violenta que produce hidrógeno inflamado y en adición el producto formado con el agua coloreaba de azul eltornasol. Luego, analizando la sustancia formada se concluyó que era NaOH, sustancia que se conocía coloreaba de azul el tornasol.

Como la mayoría de los químicos de la época, Mendeleev conocía todo esto del sodio y por tanto nada era sorpresa. Pero cuando examina el arreglo de sus tarjetas buscando elementos con cualidades como las del sodio nota algo interesante; el octavo elemento a la derecha delsodio y también el octavo a la izquierda tenían propiedades físicas y químicas parecidas a las del sodio. A 8 espacios a la derecha estaba el potasio (K) y a 8 a la izquierda el litio (Li).

Ambos elementos reaccionan con el oxígeno para formar óxidos (Li2O y K2O) y estos tienen fórmulas muy similares a los óxidos del sodio (Na2O). Ambos reaccionan con el agua para formar hidróxidos (LiOH y KOH)como lo hace el sodio (NaOH). Todos son metales de color plateado y son muy reactivos para estar libres en la naturaleza. Los tres conducen la electricidad y reaccionan violentamente con el agua liberando hidrógeno inflamado y las soluciones resultantes de las reacciones colorean de azul el tornasol.








Podía parecer a primera vista una coincidencia, ¡pero no lo era! Mendeleevobservó este mismo patrón en otros elementos de su arreglo por lo que el caso no era único (vea la figura 2). El magnesio (Mg) reacciona con el oxígeno para formar el óxido en proporción atómica 1:1 (MgO) y 8 elementos a la derecha y a la izquierda hay dos que tienen el mismo comportamiento con el oxígeno, el calcio (Ca) y el Berilio (Be) cuyos óxidos son CaO y BeO respectivamente.


Figura 2. El...