El Zurriburri

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Zurriburri Nº 0006. La Tabla Periódica de los Elementos Químicos: el alfabeto del Universo.

(miércoles 4 de diciembre de 2019)

Este año 2019 ha sido declarado por la Asamblea General de la Naciones Unidas como el Año Internacional de la Tabla Periódica de los Elementos Químicos (IYPT2019, en sus siglas en inglés) y conmemora el 150 aniversario de la publicación de la primera versión de la tabla periódica de los elementos químicos por el científico ruso Dimitri Ivánovich Mendeléiev.

Según decía Roger Kornberg (Premio Nobel de Química en 2006) en una entrevista publicada en El País en julio de este año, “La gente se resiste a la idea, pero la vida es solo química”, o como repite en otras entrevistas y actos académicos, “La vida es química: nada más y nada menos”.

Roger Kornberg

                                                                       Figura 1. Roger Kornberg.

Un elemento es una sustancia que no puede descomponerse ni alterarse por medio de reacciones químicas convencionales, es decir, no puede dividirse sin ser destruido. A cada elemento se le identifica por un nombre y un símbolo (formado por una o dos letras).

Todo aquello de lo que estamos rodeados, incluso nosotros mismos, está hecho de elementos químicos o mezcla de ellos. Son los ingredientes de todas las cosas: desde el calcio (Ca) de nuestros huesos, hasta el hierro (Fe) que circula por nuestra sangre, pasando por el magnesio (Mg) de la clorofila que da el color verde a la hierba y el oxígeno (O) que respiramos. Con ellos está hecha absolutamente toda la materia. Todo, es decir el Universo, incluyéndonos a nosotros mismos, estamos formados de estos elementos.

Un poco de historia

Todos conocemos y estamos familiarizados con elementos que se conocen desde la antigüedad, cuyos nombres y símbolos provienen del latín como el oro (Aurum, Au), el hierro (Ferrum, Fe), la plata (Argentum, Ag) y el plomo (Plumbum, Pb) entre otros. A medida que se han ido sucediendo los avances tecnológicos, y con ellos el descubrimiento de nuevos elementos químicos, éstos han ido recibiendo nombres de lugares o países (por ejemplo, el Americio, Am, por América, el Polonio, Po, por Polonia), científicos (el Curio, Cm, en honor a Pierre y Marie Curie, el Mendelevio, Md, en honor a Mendeléiev), planetas (Uranio, U, de Urano, Neptunio, Np, de Neptuno), etc.

A partir del siglo XIX, los científicos de la época decidieron que era necesario establecer una relación entre ellos, algún tipo de orden. En 1869 se conocían 63 elementos químicos, y el científico ruso Dimitri Mendeléiev los ordenó según valores crecientes de sus pesos atómicos (Figura 2). Al representarlos así, las propiedades de estos elementos se repetían siguiendo una serie de intervalos periódicos. Por esta razón llamó a su descubrimiento Tabla Periódica de los Elementos Químicos. La publicación de la tabla periódica de Mendeléiev constituye un hito en el mundo de la Química no solo porque fue el primer sistema de ordenación de los elementos químicos que se conocían hasta la época, sino que, además, mostraba huecos donde se debían localizar elementos aún no descubiertos y predecía las propiedades de los que estaban por descubrir.

Figura 2 Mendeliev y la tabla periódica

                                                      Figura 2. Tabla periódica y fotografía de Dimitri Mendeléiev.

 

Desde entonces, en la tabla periódica, se han ido añadiendo, con el mejor conocimiento del mundo químico, otros muchos elementos que han seguido guiando los pasos de los científicos. Actualmente se ha alcanzado la cifra de 118 elementos y la denominación del último de ellos ha sido aceptada por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC, en sus siglas en inglés) en noviembre de 2016. La tabla periódica que conocemos actualmente (Figura 3) con sus 118 elementos no ha sido construida con el trabajo de una sola persona, sino que ha sido el trabajo colectivo de muchos científicos que, antes y después de Mendeléiev, han contribuido a su desarrollo. Se puede decir que la historia de la Tabla Periódica es en realidad la historia de las numerosas personas que le dieron forma. Es el fruto de una obra colectiva, realizada con el esfuerzo de numerosas personas de distintos países y generaciones. Tres de estos elementos han sido descubiertos por españoles: el platino (Pt) por Antonio de Ulloa (Sevilla, 1716-Isla de León, 1795), el wolframio (W) por los hermanos Juan José y Fausto de Elhuyar (Logroño, 1754-Bogotá, 1796; Logroño, 1755-Madrid, 1833, respectivamente) y el Vanadio (V) por Andrés Manuel del Río (Madrid, 1764-Ciudad de México, 1849).

La Tabla Periódica Actual

La Tabla Periódica actual se construye ordenando todos los elementos conocidos hasta la fecha, de izquierda a derecha y de arriba abajo, en orden creciente de sus números atómicos (cantidad de protones que tiene un átomo de un elemento químico, Z) y no de su peso atómico como hizo Mendeléiev. Están ordenados en 7 hileras horizontales llamadas periodos, y en 18 columnas verticales llamadas grupos o familias. Se trata de una disposición que muestra tendencias periódicas y reúne por columnas a aquellos con un comportamiento similar. La posición de cada elemento en la Tabla Periódica es fundamental y determina prácticamente todo lo que resulta interesante de este elemento desde el punto de vista científico.

De los 118 elementos químicos, 92 los encontramos en la naturaleza, el resto han sido sintetizados artificialmente para su estudio. Esto quiere decir que estos 92 elementos componen absolutamente todo lo que conocemos, lo que vemos y tocamos, las piedras, el agua, el aire, las plantas nuestra piel, nuestros huesos... La Tabla Periódica es un catálogo de todos los tipos de materia que hay en nuestro universo.

Desde el hidrógeno (H), que se encuentra en la esquina superior izquierda, hasta los elementos sintetizados por el ser humano, que ocupan la parte inferior de la tabla, podemos encontrar bombas, toxinas, dinero, historia e incluso un poco de ciencia.

 

Figura 3 tabla periódica

                                         Figura 3. Tabla periódica que incluye los 118 elementos químicos descubiertos.

 

La posición de los elementos en la tabla periódica, además, nos permite conocer sus propiedades químicas, su apariencia, si será sólido, líquido o gaseoso, duro o endeble, cristalino o amorfo. La Tabla Periódica nos ofrece una forma sencilla de conocer cómo son los elementos que componen el universo.

La forma en la que unos átomos se enlazan a otros, formando moléculas, es tan importante como los átomos en sí mismos que conforman el material. Por poner dos ejemplos:

  • El grafito (con el que están hechas las minas de los lapiceros) y el diamante están formados por los mismos átomos, en este caso átomos de carbono (C), pero unidos entre sí de manera diferente lo que hace que su aspecto sea tan distinto.
  • El sodio (Na) es un metal altamente reactivo que explota al contacto con el agua y el cloro (Cl) es un gas tóxico de color verde. Pero si los juntamos, obtenemos cloruro sódico (NaCl) que es la sal común que utilizamos en nuestras cocinas y que presenta una apariencia totalmente distinta a las de los átomos que la forman por separado.

Conclusión

La tabla periódica constituye un verdadero icono para la ciencia y es la base de muchísimos descubrimientos en química, física, biología y una de las pocas cosas que conocemos que tiene un auténtico carácter universal, ya que es interpretado y utilizado de la misma manera por estudiantes y científicos de cualquier país del mundo.

Por todo esto no puedo más que maravillarme al contemplar una tabla periódica, porque la naturaleza de todo lo que nos rodea, las propiedades de cada elemento químico pueden leerse en una tabla que no ocupa más de una página, mostrando que hay un orden subyacente en todas las cosas.

En este Año Internacional de la Tabla Periódica de los Elementos Químicos en España se están llevando a cabo varias iniciativas para visibilizar esta celebración, entre las que se encuentran la emisión de un sello de correos, con los tres elementos descubiertos por españoles, y de un décimo de lotería ilustrado con la Tabla Periódica de la fachada de la Facultad de Química de la Universidad de Murcia (Figura 4). Estas celebraciones colaboran en la mejora de la comprensión de lo que significa la Tabla Periódica y familiariza al público en general con su importancia.

Figura 4 sello  Figura 4 décimo de lotería

  Figura 4. Sello y décimo de lotería conmemorativos del Año Internacional de la Tabla Periódica de los Elementos Químicos.

 

Beatriz Alonso Garrido

Autora: Beatriz Alonso Garrido, profesora Titular de Química Inorgánica, Departamento de Química Inorgánica de la Facultad de Ciencias de la Universidad Autónoma de Madrid.

(Este artículo fue publicado originalmente en el periódico local El Concejo en agosto de 2019, Nº 90. Enlace: http://www.penablanca.es/concejos/Concejo90.pdf)

 

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