TABLA PERIDICA DE LOS

ELEMENTOS QUIMICOS

La tabla peridica de los elementos clasifica,

organiza y distribuye los distintos elementos

qumicos conforme a sus propiedades y

caractersticas; su funcin principal es establecer un

orden especfico agrupando elementos.

Suele atribuirse la tabla a Dmitri Mendelyev, quien orden los elementos

basndose en sus propiedades qumicas, si bien Julius Lothar Meyer, trabajando

por separado, llev a cabo un ordenamiento a partir de las propiedades fsicas de

los tomos. La estructura actual fue diseada por Alfred Werner a partir de la

versin de Mendelyev. En 1952, el cientfico costarricense Gil Chaverri (1921-

2005) present una nueva versin basada en la estructura electrnica de los

elementos, la cual permite ubicar las series lantnidos y los actnidos en una

secuencia lgica de acuerdo con su nmero atmico.

DESCUBRIMIENTO DE LOS ELEMENTOS

Aunque algunos elementos como el oro (Au), plata (Ag), cobre (Cu), plomo (Pb) y

mercurio (Hg) ya eran conocidos desde la antigedad, el primer descubrimiento

cientfico de un elemento ocurri en el siglo XVII, cuando el alquimista Henning

Brand descubri el fsforo (P).5 En el siglo XVIII se conocieron numerosos nuevos

elementos, los ms importantes de los cuales fueron los gases, con el desarrollo

de la qumica neumtica: oxgeno (O), hidrgeno (H) y nitrgeno (N). Tambin se

consolid en esos aos la nueva concepcin de elemento, que condujo a Antoine

Lavoisier a escribir su famosa lista de sustancias simples, donde aparecan 33

elementos. A principios del siglo XIX, la aplicacin de la pila elctrica al estudio de

fenmenos qumicos condujo al descubrimiento de nuevos elementos, como los

metales alcalinos y alcalinotrreos, sobre todo gracias a los trabajos de Humphry

Davy. En 1830 ya se conocan 55 elementos. Posteriormente, a mediados del

siglo XIX, con la invencin del espectroscopio, se descubrieron nuevos elementos,

muchos de ellos nombrados por el color de sus lneas espectrales caractersticas:

cesio (Cs, del latn caesus, azul), talio (Tl, de tallo, por su color verde), rubidio

(Rb, rojo), etc.

NOCIN DE ELEMENTOS Y PROPIEDADES PERIDICAS

Lgicamente, un requisito previo necesario a la construccin de la tabla peridica

era el descubrimiento de un nmero suficiente de elementos individuales, que

hiciera posible encontrar alguna pauta en comportamiento qumico y sus

propiedades. Durante los siguientes dos siglos se fue adquiriendo un mayor

conocimiento sobre estas propiedades, as como descubriendo muchos elementos

nuevos.

La palabra "elemento" procede de la ciencia griega, pero su nocin moderna

apareci a lo largo del siglo XVII, aunque no existe un consenso claro respecto al

proceso que condujo a su consolidacin y uso generalizado. Algunos autores citan

como precedente la frase de Robert Boyle en su famosa obra El qumico

escptico, donde denomina elementos "ciertos cuerpos primitivos y simples que no

estn formados por otros cuerpos, ni unos de otros, y que son los ingredientes de

que se componen inmediatamente y en que se resuelven en ltimo trmino todos

los cuerpos perfectamente mixtos". En realidad, esa frase aparece en el contexto

de la crtica de Robert Boyle a los cuatro elementos aristotlicos.

A lo largo del siglo XVIII, las tablas de afinidad recogieron un nuevo modo de

entender la composicin qumica, que aparece claramente expuesto por Lavoisier

en su obra Tratado elemental de qumica. Todo ello condujo a diferenciar en

primer lugar qu sustancias de las conocidas hasta ese momento eran elementos

qumicos, cules eran sus propiedades y cmo aislarlas.

El descubrimiento de gran cantidad de elementos nuevos, as como el estudio de

sus propiedades, pusieron de manifiesto algunas semejanzas entre ellos, lo que

aument el inters de los qumicos por buscar algn tipo de clasificacin.

LOS PESOS ATMICOS

A principios del siglo XIX,

John Dalton (17661844)

desarroll una concepcin

nueva del atomismo, a la

que lleg gracias a sus

estudios meteorolgicos y

de los gases de la

atmsfera. Su principal

aportacin consisti en la

formulacin de un

"atomismo qumico" que permita integrar la nueva definicin de elemento

realizada por Antoine Lavoisier (17431794) y las leyes ponderales de la qumica

(proporciones definidas, proporciones mltiples, proporciones recprocas).

Dalton emple los conocimientos sobre proporciones en las que reaccionaban las

sustancias de su poca y realiz algunas suposiciones sobre el modo como se

combinaban los tomos de las mismas. Estableci como unidad de referencia la

masa de un tomo de hidrgeno (aunque se sugirieron otros en esos aos) y

refiri el resto de los valores a esta unidad, por lo que pudo construir un sistema

de masas atmicas relativas. Por ejemplo, en el caso del oxgeno, Dalton parti de

la suposicin de que el agua era un compuesto binario, formado por un tomo de

hidrgeno y otro de oxgeno. No tena ningn modo de comprobar este punto, por

lo que tuvo que aceptar esta posibilidad como una hiptesis a priori.

Dalton saba que una parte de hidrgeno se combinaba con siete partes (ocho,

afirmaramos en la actualidad) de oxgeno para producir agua. Por lo tanto, si la

combinacin se produca tomo a tomo, es decir, un tomo de hidrgeno se

combinaba con un tomo de oxgeno, la relacin entre las masas de estos tomos

deba ser 1:7 (o 1:8 se calculara en la actualidad). El resultado fue la primera

tabla de masas atmicas relativas (o pesos atmicos, como los llamaba Dalton),

que fue posteriormente modificada y desarrollada en los aos posteriores. Las

inexactitudes antes mencionadas dieron lugar a toda una serie de polmicas y

disparidades respecto a las frmulas y los pesos atmicos, que solo comenzaran

a superarse, aunque no totalmente, en el congreso de Karlsruhe en 1860.

METALES, NO METALES, METALOIDES Y METALES DE

TRANSICIN

La primera clasificacin de elementos conocida fue propuesta por Antoine

Lavoisier, quien propuso que los elementos se clasificaran en metales, no metales

y metaloides o metales de transicin. Aunque muy prctica y todava funcional en

la tabla peridica moderna, fue rechazada debido a que haba muchas diferencias

tanto en las propiedades fsicas como en las qumicas.

Tabla peridica de Mendelyev

En 1869, el ruso Dmitri

Ivnovich Mendelyev

public su primera Tabla

Peridica en Alemania. Un

ao despus lo hizo Julius

Lothar Meyer, que bas su

clasificacin peridica en la

periodicidad de los volmenes atmicos en funcin de la masa atmica de los

elementos.6 Por sta fecha ya eran conocidos 63 elementos de los 90 que existen

en la naturaleza. La clasificacin la llevaron a cabo los dos qumicos de acuerdo

con los criterios siguientes:

Colocaron los elementos por orden creciente de sus masas atmicas.

Los agruparon en filas o periodos de distinta longitud.

Situaron en el mismo grupo elementos que tenan propiedades qumicas

similares, como la valencia.

La primera clasificacin peridica de Mendelyev no tuvo buena acogida al

principio. Despus de varias modificaciones public en el ao 1872 una nueva

Tabla Peridica constituida por ocho columnas desdobladas en dos grupos cada

una, que al cabo de los aos se llamaron familia A y B.

En su nueva tabla consigna las frmulas generales de los hidruros y xidos de

cada grupo y por tanto, implcitamente, las valencias de esos elementos.

Esta tabla fue completada a finales del siglo XIX con un grupo ms, el grupo cero,

constituido por los gases nobles descubiertos durante esos aos en el aire. El

qumico ruso no acept en principio tal descubrimiento, ya que esos elementos no

tenan cabida en su tabla. Pero cuando, debido a su inactividad qumica (valencia

cero), se les asign el grupo cero, la Tabla Peridica qued ms completa.

El gran mrito de Mendelyev consisti en pronosticar la existencia de elementos.

Dej casillas vacas para situar en ellas los elementos cuyo descubrimiento se

realizara aos despus. Incluso pronostic las propiedades de algunos de ellos: el

galio (Ga), al que llam ekaaluminio por estar situado debajo del aluminio; el

germanio (Ge), al que llam ekasilicio; el escandio (Sc); y el tecnecio (Tc), que,

aislado qumicamente a partir de restos de un sincrotrn en 1937, se convirti en

el primer elemento producido de forma predominantemente artificial.

ESTRUCTURA Y ORGANIZACIN DE LA TABLA PERIDICA

La tabla peridica actual es un sistema donde se clasifican los elementos

conocidos hasta la fecha. Se colocan de izquierda a derecha y de arriba a abajo

en orden creciente de sus nmeros atmicos. Los elementos estn ordenados en

siete hileras horizontales llamadas periodos, y en 18 columnas verticales llamadas

grupos o familias.

Hacia abajo y a la izquierda aumenta el radio atmico y el radio inico.

Hacia arriba y a la derecha aumenta la energa de ionizacin, la afinidad

electrnica y la electronegatividad.

GRUPOS

A las columnas verticales de la tabla peridica se les conoce como grupos o

familias. Hay 18 grupos en la tabla peridica estndar, de los cuales diez son

grupos cortos y los ocho restantes largos, que muchos de estos grupos

correspondan a conocidas familias de elementos qumicos: la tabla peridica se

ide para ordenar estas familias de una forma coherente y fcil de ver.

Todos los elementos que pertenecen a un grupo tienen la misma valencia atmica,

entendido como el nmero de electrones en la ltima capa, y por ello, tienen

propiedades similares entre s.

La explicacin moderna del ordenamiento en la tabla peridica es que los

elementos de un grupo poseen configuraciones electrnicas similares y la misma

valencia atmica, o nmero de electrones en la ltima capa. Dado que las

propiedades qumicas dependen profundamente de las interacciones de los

electrones que estn ubicados en los niveles ms externos, los elementos de un

mismo grupo tienen propiedades qumicas similares.

Por ejemplo, los elementos en el grupo 1 tienen una configuracin electrnica ns1

y una valencia de 1 (un electrn externo) y todos tienden a perder ese electrn al

enlazarse como iones positivos de +1. Los elementos en el ltimo grupo de la

derecha son los gases nobles, los cuales tienen lleno su ltimo nivel de energa

(regla del octeto) y, por ello, son excepcionalmente no reactivos y son tambin

llamados gases inertes.

Numerados de izquierda a derecha utilizando nmeros arbigos, segn la ltima

recomendacin de la IUPAC (segn la antigua propuesta de la IUPAC) de 1988 y

entre parntesis segn el sistema estadounidense,8 los grupos de la tabla

peridica son:

Grupo 1 (I A): los metales

alcalinos

Grupo 2 (II A): los metales

alcalinotrreos.

Grupo 3 (III B): familia

del Escandio (tierras

raras yactinidos).

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 (VIII B):

familia

del Cobalto.

Grupo 10 (VIII B):

familia del Nquel.

Grupo 11 (I B):

familia del Cobre.

Grupo 12 (II B):

familia del Zinc.

Grupo 13 (III A):

los trreos.

Grupo 14 (IV A):

los carbonoideos.

Grupo 15 (V A):

los nitrogenoideos .

Grupo 16 (VI A): los

calcgenos

o anfgenos.

Grupo 17 (VII A):

los halgenos.

Grupo 18 (VIII A):

los gases nobles.

PERIODOS

Las filas horizontales de la tabla peridica son llamadas perodos. El nmero de

niveles energticos de un tomo determina el periodo al que pertenece. Cada nivel

est dividido en distintos subniveles, que conforme aumenta su nmero atmico

se van llenando en este orden:

Siguiendo esa norma, cada elemento se coloca segn su configuracin electrnica

y da forma a la tabla peridica. Los electrones situados en niveles ms externos

determinan en gran medida las propiedades qumicas, por lo que stas tienden a

ser similares dentro de un mismo grupo, sin embargo la masa atmica vara

considerablemente incluso entre elementos adyacentes. Al contrario, dos

elementos adyacentes de mismo periodo tienen una masa similar, pero

propiedades qumicas diferentes.

La tabla peridica consta de 7 perodos:

Perodo 1

Perodo 2

Perodo 3

Perodo 4

Perodo 5

Perodo 6

Perodo 7

BLOQUES

La tabla peridica se puede tambin dividir en bloques de elementos segn el

orbital que estn ocupando los electrones ms externos, de acuerdo al principio de

Aufbau.

Los bloques o regiones se

denominan segn la letra

que hace referencia al

orbital ms externo: s, p, d

y f. Podra haber ms

elementos que llenaran

otros orbitales, pero no se

han sintetizado o

descubierto; en este caso

se contina con el orden

alfabtico para nombrarlos.

Bloque s

Bloque p

Bloque d

Bloque f

Bloque g (bloque hipottico ) .