La Tabla Periódica propuesta por Mendeleyev presentaba ciertas deficiencias y más de un problema. En las décadas posteriores, finales del siglo XIX y principios de XX, se producen descubrimientos de más elementos: los denominados gases nobles, las "tierras raras" o lantánidos y elementos radioactivos. A duras penas, la tabla de Mendeleyev podia encajar tantos elementos nuevos. Además, había problemas o incoherencias dentro de la propia tabla, en concreto, la ordenación de los elementos por su peso (masa) atómico y la agrupación a su vez en familias era inviable en los casos telurio–yodo, argón–potasio y cobalto–níquel. En efecto, si se seguía a rajatabla la ordenación por los pesos atómicos se llegaba a absurdos tales como que el teluro sería un halógeno, el argón un metal alcalino, el yodo un anfígeno y el potasio un gas noble. Si por el contrario se agrupaban de acuerdo a su similitud desde el punto de vista químico, el criterio de ordenación de los elemntos no sería el correcto.
La ordenación de los elementos por su número atómico
En 1913 Henry Mosley, haciendo un estudio de espectros de rayos X de sustancias elementales, descubrió que había una relación entre la frecuencia de la radiación emitida y el número de orden del elemento en la Tabla Periódica. De ello dedujo que el número de orden en la tabla era una propiedad intrínseca de los núcleos de los átomos y lo que "distinguía" un elemento de otro no era precisamente su peso (masa) atómico, sino que a diferencia de éste, se trataba de un número entero. Posteriormente, ese número se identificó con el número de protones que tiene el átomo en su núcleo (lo que llamamos número atómico).
Quizá, el golpe definitivo a la ordenación por masas atómicas lo dió el descubrimiento de los isótopos. En efecto, si dos átomos del mismo elemento químico podían tener masas distintas, la masa atómica no podía ser un criterio para ordenar y agrupar a su vez por similitud de sus propiedades químicas.
Durante el primer cuarto del siglo XX Niels Bohr, entre otros, propuso la ordenación por número atómico y la agrupación por familias de propiedades químicas semejantes.
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La mecánica cuántica, la estructura electrónica de los átomos y la "ley periódica"
Durante el primer tercio del siglo XX se desarrolla una teoría denominada Mecánica Cuántica o Mecánica Ondulatoria que explica la estructura electrónica de los átomos. Es decir, su ordenación en niveles y capas de energía. Esto posibilitó explicar el hecho de que elementos distintos pudieran tener propiedades químicas semejantes y que además esto se diera con cierta periodicidad (como ya habían señalado científicos del siglo XIX y, por supuesto, Mendeleyev). En el capítulo siguiente veremos que la estructura en periodos (filas) y grupos (columnas) , así como el número de éstos, corresponde a la configuración electrónica actual.
La Tabla Periódica actual, su estructura en grupos, periodos y bloques.
La Tabla Periódica actual, también conocida como tabla de Werner-Paneth está formada por los 112 elementos que se conocen (más bien se admiten) actualmente y está constituida por siete periodos (filas) y 18 grupos (columnas), además se suele sacar de la tabla una pequeña tira con dos filas de 10 elementos simplemente por razones prácticas, estos son las llamadas "tierras raras", formada por los grupos de elementos llamados lantánidos y actínidos.
Dmitri Mendeleyev
Henry Moseley
Niels Bohr
Alfred Werner
A las columnas de la tabla periódica se les conoce como grupos. Todos los elementos que pertenecen a un grupo tienen la misma valencia química principal, y por ello tienen características o propiedades similares entre sí. Por ejemplo, los elementos en el grupo 1 tienen valencia de 1 (ya veremos que se debe a que tienen un electrón en su último nivel de energía) y todos tienden a perder ese electrón al enlazarse como iones positivos de +1. Los elementos en el último grupo de la derecha son los gases nobles, los cuales tienen, o llena su última capa, o ocho electrones en ella (regla del octeto) y, por ello, son todos extremadamente estables y no forman compuestos. Los grupos se nombran de izquierda a derecha utilizando cifras árabes, según la última recomendación de la IUPAC (según la antigua propuesta de la IUPAC se utilizaban números romanos y las letras A o B) , los grupos de la tabla periódica son en realidad familias de elementos.
Las filas de la tabla periódica son llamadas períodos. Contrario a como ocurre en el caso de los grupos de la tabla periódica, los elementos que componen una misma fila tienen propiedades diferentes, pero masas similares. Todos los elementos de un período van completando la última capa electrónica a medida que se avanza en él. Siguiendo esa norma, cada elemento se coloca según su configuración electrónica. Por ejemplo: en el primer período solo hay dos miembros: hidrógeno y helio; en él se completa la primera capa electrónica . La tabla periódica consta en total de 7 períodos.
La tabla también está dividida en cuatro bloques, S, D, P, F que están ubicados en el orden SDP, de izquierda a derecha, y el bloque F sería el formado por lantánidos y actínidos. La nomeclatura tiene que ver con el tipo de orbital(es) que se va llenando.
Actividad II: aprende los grupos y periodos.
Pasa el cursor por los enlaces de la iquierda que se refieren a los grupos, periodos y bloques de la Tabla Periódica, en la tabla de la derecha perderán su coloración y aparecerán como hundidos. Debajo de la Tabla tienes asimismo los nombres de las familias de elementos, pasando por ellos el cursor obtendrás el mismo efecto.
Se trata de que poco a poco, y de acuerdo al nivel que te marque el profesor, vayas conociendo la Tabla por grupos y reconozcas a qué grupo, periodo, bloque y familia pertenece.