PRIMERAS AGRUPACIONES DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS-TABLA PERIODICA

PRIMERAS AGRUPACIONES DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS
A lo largo del siglo XIX se avanzó notablemente en el descubrimiento de elementos químicos y en la determinación de sus propiedades. Se observaron comportamientos químicos similares de varios elementos y se planteó la búsqueda de una clasificación de los mismos para dar cuenta de las semejanzas de comportamiento observadas.
En 1817 Döbereiner  (1780-1849) apreció un notable parecido en las propiedades de algunos grupos de tres elementos. Estos grupos de tres, además de mostrar propiedades semejantes, presentaban una variación gradual en esas propiedades al avanzar del primero al último. Diez años después, en 1827, tras haber comprobado que aumentaba el número de grupos de tres elementos en los que se daba este tipo de relación, planteó el concepto de que en la naturaleza existían tríadas, definidas de tal forma que el elemento central de la triada tenía propiedades que eran un promedio de los otros dos miembros (ley de tríadas).
Triadas de Döbereiner Elementos Compuestos Elementos Compuestos Elementos Compuestos Litio  LiCl LiOH Calcio  CaCl2 CaSO4 Azufre  H2S SO2 Sodio  NaCl NaOH Estroncio  SrCl2 SrSO4 Selenio  H2Se SeO2 Potasio  KCl KOH Bario  BaCl2 BaSO4 Teluro  H2Te TeO2   Döbereiner intentó relacionar las propiedades químicas de los elementos que formaban cada triada con sus masas atómicas relativas y encontró que la masa atómica promedio de las masas de los elementos extremos, tenía una valor muy próximo a la del que quedaba colocado en medio de la triada [por ejemplo, en la triada de halógenos, formada por cloro, bromo y yodo, la masa atómica relativa del bromo (79.9) es aproximadamente la media entre la del cloro (35.5) y la del yodo (127)]. Además hizo notar que los elementos de cada triada formaban compuestos semejantes, tal como se señala en las tres triadas que recoge la taba adjunta.
Esta contribución de Döbereiner indujo a la búsqueda de otros elementos y de regularidades en sus propiedades. A lo largo de un periodo de más de 30 años se fue viendo que los tipos de relaciones químicas que había encontrado Döbereiner se extendían a un número mayor de tres elementos. Así, por ejemplo, se añadió el flúor a la triada inicial de halógenos; se agruparon oxígeno, azufre, selenio y teluro, nitrógeno, fósforo, arsénico, antimonio y bismuto fueron agrupados por otra parte,... Todo lo cual suponía sustituir el concepto inicial de tríadas por el de grupos o familias.
En la segunda mitad del siglo XIX ya se conocían más de 50 elementos químicos. En 1862 De Chancourtois  (1820-1886), geólogo mineralogista francés, fue el primero en colocarlos en orden creciente de su masa atómica relativa y poner a la vez en evidencia una cierta periodicidad en sus propiedades. Para mostrarla construyó en 1864 una hélice de papel arrollada sobre un cilindro vertical. Los elementos aparecían ordenados por sus masas atómicas relativas y sobre la misma generatriz quedaban situados  elementos con propiedades similares. Este diagrama recibió poca atención, en parte debido a que pareció muy complicado, y también porque fue planteado con un enfoque más geológico que químico.
Octavas de Newlands 1 2 3 4 5 6 7 Li 6,9 Be 9,0 B 10,8 C 12,0 N 14,0 O 16,0 F 19,0 Na 23,0 Mg 24,3 Al 27,0 Si 28,1 P 31,0 S 32,1 Cl 35,5 K 39,0 Ca 40,0             Mientras tanto, el químico inglés Gladstone  (1827-1902) también había señalado la utilidad de ordenar a los elementos según masas atómicas crecientes y su compatriota Newlands  (1837-1898) investigó detalladamente esa posibilidad. En 1864 comunicó al Royal College of Chemistry que al ordenar los elementos en orden creciente de sus masas atómicas relativas (prescindiendo del hidrógeno), el octavo elemento a partir de cualquier otro tenía unas propiedades muy similares al primero. En esa época, los gases nobles no habían sido aún descubiertos y Newlands construyó una tabla (a la izquierda) que, lógicamente, obviaba su presencia (sería la columna número 8 al comparar con la tabla actual).
Newlands (1837-1898)   Estos avances sugerían una ordenación de los elementos en familias o grupos (en vertical), con propiedades muy parecidas entre sí, y, a la vez, en periodos (en horizontal) formados por siete (más uno ausente entonces) elementos cuyas propiedades iban variando progresivamente. Newlands les dio el nombre de octavas (ley de las octavas), intentando relacionar estas propiedades con la que existe en la escala de las notas musicales. Esta connotación "musical", y el hecho de que la regla dejaba de cumplirse a partir del calcio, contribuyeron a que la propuesta de Newlands no fuera bien apreciada durante un tiempo por la comunidad científica, que inicialmente la menospreció e incluso ridiculizó.
Pero, 23 años más tarde, después de haberse consolidado la ordenación de Mendeleiev y de Meyer, la Royal Society reconoció la aportación de Newlands y le concedió su más alta condecoración: la medalla Davy. TABLAS PERIÓDICAS DE MENDELEIEV Y MEYER   En la misma época en que Newlands planteó la ley de las octavas, Mendeleiev (1834-1907) y Meyer (1830-1895), cada uno por su lado, y desconociendo ambos el trabajo de Newlands, trabajaron sobre la posibilidad de relacionar las masas atómicas y las propiedades de los elementos. En las publicaciones de Mendeleiev en 1869 y un año después (1870) en las de Meyer, se encuentra la culminación del trabajo de décadas anteriores.   Mendeleiev (1834-1907)   Los siguientes párrafos de Mendeleiev señalan los inconvenientes que habían evidenciado intentos anteriores de clasificación basados en propiedades físicas o químicas de los elementos, y muestran cómo reivindicó una ordenación basada en la masa atómica relativa: "Desde que se sabe que un elemento como el fósforo puede aparecer en forma metálica o no metálica, resulta imposible establecer una clasificación fundada en diferencias físicas, ..., hasta hace poco la mayoría de los químicos se han inclinado en favor de una ordenación de los elementos basada en las valencias. Pero existe mucha incertidumbre en estos intentos,...Sin embargo todos saben que cualquiera que sea el cambio en las propiedades de un elemento, algo permanece inmutable,... En este aspecto el único valor numérico que conocemos es la masa atómica del elemento. El primer intento que hice en esa dirección fue el siguiente: seleccioné los cuerpos de masas atómicas pequeñas y los ordené de acuerdo con sus magnitudes; con esto vi que aparecía una periodicidad en sus propiedades y valencia".   Siguiendo esta línea de trabajo, Mendeleiev publicó su primera tabla periódica en 1869. En 1872, después de introducir varias modificaciones, volvió a publicar una segunda tabla más elaborada, precursora de la actual. Abajo se expone el tipo de tabla periódica que planteó Mendeleiev en 1872. Hubiera fracasado de no ser porque intuyó que debían existir elementos todavía no descubiertos y les reservó los huecos adecuados para mantener la periodicidad en las propiedades. Dijo: "Los espacios vacíos corresponden a elementos que quizá sean descubiertos en el transcurso del tiempo". Así se puede observar, por ejemplo, que entre el calcio (Ca) y el titanio (Ti) Mendeleiev dejó un hueco, para que los elementos que siguen quedaran en la columna que les corresponde según sus propiedades. Otro problema que encontró Mendeleiev al plantear su tabla periódica fue que no todos los elementos, ordenados por su masa atómica, "caían" en el grupo (columna) adecuado en función de sus propiedades. Mendeleiev profundizó en la idea de que cualquier elemento, por pertenecer a la vez a un grupo (vertical) y a un periodo (horizontal), debía participar de las propiedades de ambos y ser un promedio de los valores correspondientes a los elementos que le rodean en el sistema periódico. Esto le permitió predecir propiedades de elementos aún no descubiertos. Estas predicciones tuvieron una brillantísima confirmación cuando se descubrieron elementos con las propiedades que él había supuesto. Como ejemplo, la tabla adjunta recoge la comparación de propiedades previstas para el elemento que debía ocupar el hueco existente justo debajo del titanio (Ti) (al que Mendeleiev denominó provisionalmente ekasilicio), y las observadas en 1886 por Winkler (1838-1904) cuando descubrió el elemento que finalmente ocupó ese lugar: El germanio (Ge).   Además del germanio, otros  elementos, cuyas propiedades predijo acertadamente Mendeleiev, fueron el galio (Ga), al que llamó eka-aluminio; el escandio (Sc); y el tecnecio (Tc), que fue el primer elemento artificial obtenido en el laboratorio, por síntesis química, en 1937.