Más en la Tabla Periódica de Mendeleev

Las similitudes entre las propiedades macroscópicas dentro de cada una de las familias químicas hacen que uno espere similitudes microscópicas también. Los átomos de sodio deben ser similares de alguna manera a los átomos de litio, potasio y otros metales alcalinos. Esto podría explicar las reactividades químicas relacionadas y los compuestos análogos de estos elementos.

De acuerdo con la teoría atómica de Dalton, diferentes tipos de átomos pueden distinguirse por sus masas relativas (pesos atómicos). Por lo tanto, parece razonable esperar alguna correlación entre esta propiedad microscópica y el comportamiento químico macroscópico. Puede ver que tal relación existe listando símbolos para la primera docena de elementos en orden de masa relativa creciente. Para obtener pesos atómicos, tenemos

Los elementos que pertenecen a las familias que ya hemos discutido se indican sombreando alrededor de sus símbolos. El segundo, tercer y cuarto elementos de la lista (He, Li y Be) son un gas noble, un metal alcalino y un metal alcalino-terrestre, respectivamente. Exactamente la misma secuencia se repite ocho elementos más tarde (Ne, Na y Mg), pero esta vez un halógeno (F) precede al gas noble. Si se hiciera una lista de todos los elementos, encontraríamos la secuencia halógeno, gas noble, metal alcalino y metal alcalino-terrestre varias veces más.

Dmitri Ivanovich Mendeleev propuso la ley periódica detrás de su compilación de tablas periódicas. Esta ley establece que cuando los elementos se enumeran en orden de pesos atómicos crecientes, sus propiedades varían periódicamente. Es decir, elementos similares no tienen pesos atómicos similares. Más bien, a medida que descendemos por una lista de elementos en orden de pesos atómicos, las propiedades correspondientes se observan a intervalos regulares. Para enfatizar esta repetición periódica de propiedades similares, Mendeleev organizó los símbolos y pesos atómicos de los elementos en la tabla que se muestra a continuación. Cada columna vertical de esta tabla periódica contiene un grupo o familia de elementos relacionados. Los metales alcalinos están en el grupo I (Grupo I), las tierras alcalinas en el grupo II, los calcógenos en el grupo VI y los halógenos en el grupo VII. Mendeleev no estaba muy seguro de dónde colocar los metales de acuñación, por lo que aparecen dos veces. Sin embargo, cada vez, el cobre, la plata y el oro están dispuestos en una columna vertical. Los gases nobles se descubrieron casi un cuarto de siglo después de que se publicara la primera tabla periódica de Mendeleev, pero también se ajustan al arreglo periódico. Al construir su mesa, Mendeleev descubrió que a veces no había suficientes elementos para llenar todos los espacios disponibles en cada fila horizontal o período. Cuando esto era cierto, supuso que eventualmente alguien descubriría el elemento o elementos necesarios para completar un período. Mendeleev, por lo tanto, dejó espacios en blanco para los elementos no descubiertos y predijo sus propiedades promediando las características de otros elementos en el mismo grupo.

Como ejemplo de este proceso predictivo, mire la cuarta fila numerada (Reihen). El escandio (Sc) era desconocido en 1872; así que el titanio (Ti) siguió al calcio (Ca) en orden de pesos atómicos. Esto habría colocado al titanio por debajo del boro (B) en el grupo III, pero Mendeleev sabía que el óxido de titanio más común, el TiO2, tenía una fórmula similar a un óxido de carbono CO2, en lugar de un óxido de boro, el B2O3. Por lo tanto, colocó el titanio por debajo del carbono en el grupo IV. Propuso que un elemento no descubierto, ekaboron, finalmente se encontraría debajo del boro. (El prefijo eka significa » abajo.») Las propiedades previstas para ekaboron se muestran en la siguiente tabla. Coincidieron notablemente con los medidos experimentalmente para el escandio cuando fue descubierto 7 años después. Este acuerdo fue una evidencia convincente de que una tabla periódica es una buena manera de resumir una gran cantidad de hechos experimentales macroscópicos.

Tabla \(\Índice de página{1}\). Comparación de las Predicciones de Mendeleev con las Propiedades Observadas del Elemento Escandio.

* Mendeleev se utiliza el nombre de «eka»boro debido a que el espacio en blanco en la que el elemento de ajuste «de abajo» el boro en su tabla periódica.

† El valor moderno del peso atómico del escandio es de 44,96.

La tabla periódica moderna difiere en algunos aspectos de la versión original de Mendeleev. Contiene más de 40 elementos adicionales, y sus filas son más largas en lugar de estar apretadas una debajo de la otra en columnas escalonadas. Por ejemplo, las filas cuarta y quinta de Mendeleev están contenidas en el cuarto período de la tabla moderna. Esto termina colocando galio, no escandio debajo del boro en la tabla periódica. Este reordenamiento se debe a la teoría de la estructura electrónica de los átomos, en particular a las ideas sobre los orbitales y la relación de la configuración electrónica con la tabla periódica. La idea extremadamente importante de grupos verticales de elementos relacionados todavía se mantiene, al igual que los números de grupo de Mendeleev. Estos últimos aparecen como números romanos en la parte superior de cada columna de la tabla moderna.

Mendeleev fue un químico extraordinario que fue capaz de compilar el mejor instrumento químico de todos los tiempos. No fue el único en compilar los elementos, y muchos otros grandes químicos contribuyeron también. La idea de los elementos comenzó hace más de 5.000 años y finalmente comenzó a tomar forma hace apenas 200 años con la tabla periódica de Mendeleev. Sin embargo, no fue el final de la formación de la tabla periódica. Ha cambiado con el tiempo, y continúa transformándose a medida que se descubren más y más elementos.

De ChemPRIME: 4.2: La Tabla Periódica