Si tan solo se fuera más consciente en nuestra sociedad de la trascendencia de la Tabla Periódica, que va más allá de su papel crucial en el ámbito químico; pues, trasciende a todas las disciplinas del gran abanico de las ciencias naturales. Es una herramienta única y de manera engañosamente sencilla, que permite a los científicos y a la sociedad en su conjunto predecir la apariencia y las propiedades de la materia, ya sea en la Tierra como en otras partes del universo. Pero, ¿como surgió esta gran herramienta para el conocimiento científico?
Ésta es su historia.
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| Foto de edición propia. |
Si bien el concepto de materia fue consolidado por el filósofo griego Aristóteles, esta noción ya existía desde antes en el pensamiento antiguo, que pasaba por la concepción de los chinos, indios y hebreos, así como en el mundo griego prearistotélico. Se tienen registros que tanto Leucipo como Demócrito, este último discípulo del primero, son considerados los fundadores del atomismo.
Desde siempre, o por lo menos, desde que se tiene consciencia, el ser humano se ha preguntado, ¿cuál es el principio de todas las cosas?, lo que los antiguos conocían cómo la búsqueda del arché; el cual necesariamente ligaba la cuestión fundamental, ¿de qué está constituido el mundo material?, ¿de qué se compone lo que existe?
Como cual manto que nos subyuga, se levanta de nosotros en el primer momento en que cualquiera pueda observar y contemplar las infinitas formas, estructuras, aromas, texturas y colores presentes en los organismos vivos de todo en cuanto nos rodea; deja asombrada, obnubilada cualquier mente, sin importar cuán sabia sea y sea testigo de este acto de la naturaleza. Más sorprendente, incluso, es que ahora sabemos que la diversidad relativa de esos ‘infinitos’ aspectos ha sido construida por la naturaleza a partir de tan solo unos cuantos elementos básicos y que guardan relaciones muy estrechas entre sí.
Es creciente la fascinación y perplejidad, cuando logramos vislumbrar que tales elementos siguen un ordenamiento riguroso, con fundamento científico, que explica el papel específico de cada uno de ellos en el proceso evolutivo de la materia, de la cual no somos más que una ínfima parte. Pero, después de todo, parte de ella.
Los primeros materiales en descubrirse en la naturaleza fueron descubiertos en la antigüedad, entre ellos los muy conocidos: el cobre, el hierro y el oro. Pero, hasta mediados del siglo XIX apenas y se conocían en el ámbito científico 63 elementos químicos, todos guardaban una relación en el ámbito académico, carecían de una terminología común que no solo facilitará clasificarlos, sino también ordenarlos.
Es gracias en gran parte a los descubrimientos sobre la teoría de la materia del primer cuarto del siglo XIX, que los científicos pudieron determinar las masas atómicas relativas de los elementos conocidos. Uno de los ejemplos más representativos de ellos, es que, en 1829, el químico alemán Johann W. Döbereiner reconoció la existencia de tríadas en ciertos elementos que tenían propiedades muy similares (“ley de las tríadas. Pero que más adelante se vería ineficiente para ciertos tipos de elementos”).
Los académicos tenían presente estas cuestiones específicas, por lo cual, organizaron en 1860 el primer Congreso Internacional de Químicos en Karlsruhe (Alemania), una reunión que resultaría siendo trascendental en la historia de la ciencia. Con contribuciones como las del italiano Stanislao Cannizzaro, quién allí definió y estableció el concepto de “peso atómico”(masa atómica relativa de un elemento). Al igual que con Watson y Crick con las conferencias de Schrödinger casi un siglo después, ésta conferencia de Cannizzaro, sirvió de inspiración para tres jóvenes participantes en el congreso: William Odling, Julius Lothar Meyer y Dmitri Ivánovich Mendeléyev, autores de los primeros sistemas de organización de los elementos químicos.
Stanislao Cannizzaro también enunció la famosa “ley de los átomos”, que permitía distinguir los átomos de las moléculas. Sería solo un par de años después (1862), que Alexandre-Émile B. de Chancourtois fue el primero en ordenar los elementos químicos según su peso atómico.
Otro par de años después, en 1864, el químico británico John A. R. Newlands clasificó los elementos por orden creciente de sus pesos atómicos y observó que después de cada siete elementos, en el octavo, se repetían las propiedades del primero.
Sería casi una década después, cuando Julius L. Meyer en 1868 propuso una tabla de clasificación similar a la de Mendeléyev, en la que mostraba las relaciones entre el volumen y el número atómico y las propiedades periódicas de sus pesos atómicos.
El visionario sistema de organización de los elementos químicos: Mendeléyev
Dmitri Mendeléyev (1834 – 1907) fue un químico ruso, cuyo nombre quedó plasmado en la historia de la ciencia, principalmente, porque su genialidad le permitió ser capaz de clasificar por orden creciente de peso atómico los elementos hasta entonces descubiertos colocando en la misma columna aquellos que poseían propiedades químicas similares. Pero la peculiaridad de su tabla es que reservó huecos para elementos hasta entonces desconocidos, calculando varias de sus principales características. Estos elementos tal como se había predicho fueron descubiertos y se conocen como: Escandio, Galio, Tecnecio y Germanio.
Se califica por estos aportes a Mendeléyev de visionario. Pues, como se dijo anteriormente, supo ver, según el cálculo de sus propiedades químicas, qué elementos estaban aún por descubrir y predijo el lugar exacto en el que irían colocados en la Tabla Periódica. Oficialmente, Mendeléyev culminó su tabla el 1 de marzo de 1869 según el calendario gregoriano, fecha que se corresponde con el 17 de febrero del calendario juliano que se utilizaba entonces en Rusia y que aparece reflejada en sus trabajos publicados.
La experiencia de un sistema de elementos basados en su peso atómico y similaridad química.
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| Tabla periódica propuesta por Mendeléyev. Foto de: National Geographic España. |
Su historia se compone después, de una multitud amplia de aportes desde diferentes lugares del mundo. Y aunque se está internacionalmente aceptado a Dmitri Mendeléyev como creador de la tabla periódica, para algunos autores, la versión definitiva de la tabla fue posible gracias a la ley periódica que presentó el británico Henry Moseley a comienzos del siglo XX. De manera más específica, en 1913, Moseley demostró la relación entre el número atómico y la frecuencia de los espectros de rayos X de los elementos (“ley de Moseley”).
El presente de la tabla periódica de los elementos químicos
Los 118 elementos que forman la Tabla Periódica actual se distribuyen en columnas (denominadas “grupo” o “familia”) y filas (denominadas “periodos”) y están divididos en tres grandes categorías: Metales, Metaloides y No Metales.
Entonces, ¿en la actualidad, cómo se clasifica un elemento químico? Pues bien, éstos se representan en la tabla con un símbolo único, acompañado de un número que especifica el número de protones que contiene su átomo y se denomina “número atómico”; y un “número másico”, que se refiere a la suma de protones y de neutrones que existe en el núcleo del átomo en cuestión.
La pregunta ahora, entonces debe ser, ¿qué papel juegan estas partículas en los elementos químicos? se puede explicar de la siguiente manera: los neutrones sirven como una especie de ‘fuerza’ neutra que ayuda a mantener juntos a los protones. Sin ellos, la carga positiva apartaría a unos de los otros.
Es bien sabido que, cuando un átomo tiene el mismo número atómico que otro, es decir, contiene el mismo número de protones, pero diferente número de neutrones, recibe el nombre de “isótopo”. Entre este tipo de átomos, existe una peculiaridad en el núcleo de átomos muy pesados, como es el del uranio, ya que están tan llenos de protones que se repelen entre ellos. Este tipo de átomos pasan por una “desintegración radioactiva”, es decir, emiten partículas y energía. Elemento muy conocido por haberse usado en las bombas nucleares.
La Tabla Periódica es un documento de muchas cosas, menos un algo inerte, por el contrario es una especie de ‘organismo’ vivo y desde 1869 hasta hoy, científicos y científicas de todo el mundo han participado en la constitución de la Tabla Periódica de los 118 Elementos Químicos conocidos hasta el momento (se dice que el famoso Feynman predecía el fin de la tabla con 137 elementos). Aunque si bien no se descarta que en el futuro puedan ser más. Porque como ya se ha dicho, una de las características de la tabla es que evoluciona con el tiempo y se amplía con cada material nuevo descubierto.
Hasta aquí supongo, hay claras muchas cosas, entre ellas, que la Tabla Periódica es una herramienta fundamental de la Ciencia que nos ofrece un catálogo amplio y resumido de la materia fácilmente comprensible, mediante una bella estructura ordenada de los elementos químicos conocidos, y de gran utilidad desde el punto de vista científico y pedagógico.
Proclamación del Año Internacional de la Tabla Periódica
En diciembre de 2017 las Naciones Unidas proclamó de manera oficial 2019 como Año Internacional de la Tabla Periódica de los Elementos Químicos, con motivo del 150º aniversario del primer sistema de ordenación de los elementos químicos existentes, y la predicción de las propiedades de los que estaban por descubrirse.
El objetivo éste anuncio fue reconocer la función crucial que desempeñan las ciencias fundamentales, especialmente la química, así como poner en valor su función indispensable para el progreso de la humanidad.
El futuro de la tabla periódica
En este momento, no se sabe con certeza si se ampliará o no la Tabla Periódica en el futuro. Hay dos posturas principales al respecto, hay quienes piensan que no hay límites y otros, que llegará un momento en el que no podrán “fabricarse” átomos más pesados, pues su inestabilidad sería tan desmesurada que se desintegrarían en un frenesí de radioactividad.
La forma en como ahora mismo se detectan los nuevos elementos, es porque se descomponen radioactivamente. Los peritos creen que, aunque pueda parecer que estamos llegando al límite máximo de tamaño atómico, hay buenas razones para intentar crear la octava línea de la tabla periódica, lo que significaría crear átomos como ninguno que hayamos visto antes. Lo cual podría cambiar muchos aspectos de nuestras herramientas tal y como los hemos concebido hasta el momento. Lo cierto es que si logramos construir elementos cada vez más pesados, nos encontraremos con que se comportarán de manera muy peculiar pero, ¿puede llegar el momento en que los átomos se vuelvan tan pesados que simplemente no puedan existir? Algunos científicos creen que sí. Ya veremos la historia de la ciencia qué nos dirá al respecto.
