Mendeleiev y la tabla periódica.

Entre las oportunidades que los viajes presentan hay dos que disfruto mucho. Una es la de poder recorrer librerías con títulos que probablemente no se encuentren en México y la otra es el tiempo que los traslados, de avión sobretodo, ponen a mi disposición para su lectura. 
En las vacaciones que recién terminaron, pude darme esos dos lujos. Uno de los libros que adquirí habla de la historia de los elementos químicos, parte de él lo leí en uno de los traslados y al llegar a México, inspirado en esa lectura,  escribí el siguiente texto sobre Mendeleiev y la tabla periódica. Se los comparto, esperando les parezca interesante.

Mendeleiev y la tabla periódica.

En la escuela siempre preferí las matemáticas a la física y la física a la química. La razón es muy sencilla: las matemáticas y en menor grado la física me parecían muy lógicas. Era fácil resolver una ecuación (a veces plantearla, no tanto). No había que aprender nada de memoria; las fórmulas, incluida la de la solución de la ecuación de 2do grado, se podían deducir.

En cambio la química me parecía un mar de datos inconexos, que había que memorizar, empezando por los símbolos de los elementos. Luego había que aprenderse de memoria las valencias y para rematar  las ecuaciones químicas no eran ecuaciones como las matemáticas. Esas ecuaciones no tenían signo de igual, sino una flecha que indicaba que los elementos de la izquierda se transformaban en los de la derecha…pero no siempre.

Fue hasta que ya estaba en la licenciatura, que aprendí los modelos atómicos y la consecuencia del principio de exclusión de Pauli sobre el llenado de las capas atómicas que empecé a entender un poquito el que -acepto-  es un mundo fascinante: el de la química.

Pienso que hubiera llegado antes a apreciar la química si me hubiera dado la clase de química Dimitriv Mendeleiev. Explicaré por qué.

En la década de 1860 Mendeleiev daba clases de química en la universidad de San Petesburgo y para explicar mejor a sus estudiantes las propiedades de los elementos químicos, hizo una tarjeta para cada elemento. En cada una puso las propiedades de ese elemento como su peso atómico y características químicas.

Después acomodó las tarjetas, de acuerdo al peso atómico. Empezó con el litio de peso atómico 7, siguió con el berilio 9, el  boro, carbono, nitrógeno, oxígeno, fluor…Seguía el sodio con un peso atómico de 23. Como el litio y el sodio tienen propiedades parecidas, la tarjeta del sodio, Mendeielev la puso debajo de la del litio

Después siguió con los otros elementos: magnesio, aluminio, silicio, fósforo...hasta que llegó al cloro. Como este último tiene propiedades parecidas al flúor, colocó su tarjeta debajo de la del flúor. Así continuo acomodando las tarjetas y al terminar con todos los elementos se le reveló un esquema en el que era evidente que las propiedades de los elementos eran funciones periódicas de sus pesos atómicos.

En 1869 publicó en su manual “Principios de Química” el “Intento de un sistema de los elementos basado en su peso atómico y en su afinidad química.”

En esos años se aceptaba la existencia de 63 elementos, aunque algunos en realidad eran compuestos. Por esa razón en el primer arreglo aparecían errores, dudas y faltantes.

Mendeleiev predijo, a partir de la periodicidad que se presentaba en las propiedades químicas de los elementos de su tabla, cuáles serían las propiedades de algunos de esos elementos faltantes.

No pasó mucho tiempo para que en 1875, el químico francés Paul-Emile Lecoq de Boisbaudran descubriera un elemento cuyas propiedades coincidían con las del hueco que se encontraba debajo del aluminio en la tabla de Mendeleiev.

En un principio, el descubridor reportó para la densidad  del elemento un valor inferior al predicho por Mendeilev, pero mediciones posteriores  mostraron que su valor era prácticamente el pronosticado por el ruso. 

En honor a su país natal Lecoq de Boisbaudran llamó a este elemento Galio

Cuatro años después el Sueco Lars Nilson descubrió otro elemento de propiedades semejantes a las del Boro, que resultó encajar en otro de los huecos que Mendeleiev había dejado en su tabla. Nilson, con igual fervor patrio que Lecoq de Boisbaudran, lo llamó escandio en homenaje a su tierra natal.

En 1886 el alemán Clemens Winkler reportó el descubrimiento de un elemento más que correspondía con otra de las predicciones de la tabla de Mendeleiev. Se trataba de un elemento semejante al Silicio al que Winkler bautizó -obviamente- como Germanio.

Durante veinticinco años todo marchó muy bien, hasta que en 1894 el Británico William Ramsay reportó el descubrimiento de un elemento que no encajaba en el arreglo de Mendeleiev. Se trataba del primero de los gases nobles que se descubrió: El Argón. 

En un principio Mendeleiev sugirió que no se trataba de un nuevo gas, sino de una forma diferente del nitrógeno cuya molécula tendría tres átomos. Sin embargo el subsecuente descubrimiento del helio, el neón, el kriptón, y el xenón, lo convencieron de que hacía falta agregar toda una nueva clase al sistema periódico. Los gases nobles.

La tabla periódica tendría que seguirse modificando en los años siguientes para dar cabida a los nuevos elementos que se seguían descubriendo, pero también sufriría un cambio conceptual. En la primera década del siglo XX Henry Mosely introdujo el concepto de número atómico (el número de cargas positivas en el núcleo de cada elemento) y correlacionó algunas propiedades químicas con ese número. Se vio entonces que el número atómico era preferible al peso atómico al organizar los elementos en un sistema periódico.

Para el año 1955 se descubrió en la Universidad de California Berkeley el elemento 101, al cual se le dio el nombre de Mendelevio en reconocimiento a la labor de Dimiti Mendeleiev.

No sería justo dejar de mencionar que alrededor de la misma época que Mendeleiev otros científicos habían concebido la idea de sistemas semejantes  de clasificación de los elementos químicos, basados en el peso atómico. Por ejemplo en 1866 John Newlandans elaboró un modelo inspirado en las octavas musicales, según el cual las propiedades químicas se repetían cada ocho elementos. También en 1870 Julius Meyer publicó una forma alternativa de la regla la cual aseguraba que las propiedades de los elementos variaban de manera periódica con su masa atómica.   

En fin quizás si me hubieran enseñado la química a partir de la lógica de la tabla periódica, me hubiera gustado desde antes.