Diana Paola Ruiz Diaz* y Breitner Alberto Márquez Gil**
Para
dar respuesta a esta pregunta se toman en cuenta los postulados e
investigaciones desarrolladas por dos personajes muy destacados en la historia
de la química Lothar Meyer y Dimitri Mendeleev quienes a partir de la
determinación de algunas propiedades de los compuestos y el peso atómico dieron
organización a los elementos de la tabla periódica a partir de la creación de
determinados criterios que se enunciaran a lo largo de este texto.
Lothar Meyer Químico Alemán en 1868 crea una tabla
periódica desarrollada en muchos aspectos de manera muy similar a tabla
periódica presentada por Mendeleev, sin embargo, es hasta 1869 luego de las
publicaciones desarrolladas por Mendeleev que ésta es reconocida, de hecho,
influyo en gran manera en ciertas modificaciones que presento Mendeleev al
presentar la versión de su tabla periódica publicada en 1970. A continuación,
se dará a conocer una imagen de la tabla periódica estructurada por Meyer y las
propiedades que dicho autor tuvo en cuenta para el desarrollo de la misma.
En esta tabla periódica los elementos se encuentran organizados en nueve columnas verticales según el peso atómico de manera ascendente y 15 filas de manera horizontal de acuerdo a las propiedades de estos; contiene todos los elementos cuyo pesos atómicos hasta el momento habían sido determinados por la densidad (masa atómica/ volumen atómico) de los compuestos (Ley de Avogadro) y sus capacidades caloríficas (Ley de Dulong y Petit); el calor específico de los elementos solidos es inversamente proporcional a su peso atómico, de éste modo el calor específico multiplicado por la masa atómica es aproximadamente una cantidad constante para todos los elementos; A su vez dicho peso atómico estaba determinado por el peso equivalente y la valencia (capacidad que tienen los elementos de combinarse con agua), de este punto surge el concepto de elementos, monoatómicos, diatómicos, etc. Por último, en el estudio de Meyer cabe mencionar que el elemento hidrógeno no hacía parte constitutiva de la tabla periódica debido a que no cumplía con ninguna de las propiedades anteriormente mencionadas, a su vez que suponía el punto de partida para desarrollar la organización por valencia y no por peso atómico.
Mientras que por otro lado Mendeleev, hacia 1860, estaba analizando como organizar la tabla periódica de tal forma que, a partir de sus pesos atómicos, se organizara por grupos y periodos con propiedades similares, esto no era algo nuevo del todo pues Dobereiner en 1817 ya había planteado la ley de triadas en donde por ejemplo entre el calcio y el bario se presumía existía un elemento con propiedades similares y Newlands ya había realizado una “Organización”, en donde a partir de 8 elementos con propiedades similares los agrupó, esto fue una de las bases para la creación de la que en ese tiempo era la nueva tabla periódica, adicional Mendeleev se vio influenciado por las ideas de Dumas quien hablaba de los pesos atómicos y de Lennsen quien hablaba de la interpolación de los pesos atómicos, es decir que la tabla periódica se empezó a organizar por sus pesos atómicos, pesos equivalentes ,( densidad y valencia).
Sin embargo, Mendeleev, predijo a partir de la organización que existirían elementos con propiedades similares, según el grupo, además a diferencia de Meyer el organizo la tabla por aumento de pesos atómicos, siguiendo una secuencia por la diferencia de estos, en la que en varios (no todos los grupos) se seguía una línea de 8 entre los diferentes pesos atómicos, aunque vale recalcar que esto no aplicaba para todos los elementos, es importante aclarar que para esa época ya se sabía cómo determinar los pesos atómicos, lo cual facilitaba un poco dicha organización por aumento de pesos atómicos.
En este orden ideas y al realizar un anclaje entre las investigaciones desarrolladas por Meyer y Mendeleev, se puede concluir que la organización de la tabla periódica está determinada por: el estudio a partir de la combinación de diferentes elementos (compuestos) los cuales surgen del análisis de las siguientes propiedades (densidad, peso atómico, volumen atómico, valencia y capacidad calorífica) , y que a raíz de estos se pudo predecir elementos faltantes o más bien aún no descubiertos en la tabla periódica , es decir que la tabla periódica y los criterios utilizados han sido un compilado de muchos investigadores los cuales han aportado a esa construcción y en donde a través de los años se ha demostrado que estas predicciones son en gran medida ciertas, pero vale recalcar que no todos los elementos han sido descubiertos, pues varios han sido sintetizados y cumplen dichas características, en fin la tabla periódica aún tiene muchísimo que ofrecer y mucho que darle al mundo científico.
*Licenciada en Química y Educación
Ambiental de la Universidad Antonio Nariño. Estudiante de la Maestría en
Docencia de la Química de la Universidad Pedagógica Nacional.
**Licenciado en Química de la Universidad
Pedagógica Nacional. Estudiante de la Maestría en Docencia de la Química de la misma
universidad.
Referencias bibliográficas
Mendellev, D. (1889). The periodic law of the chemical elements. Journal of the Chemical Society, 55, 634-56.
Henry M (Henry Marchal) Leicester (1906) Source book in
chemistry. Source books is history of science, cambridge, mass: Harvard
University press.1968.
Ante el texto presentado por los compañeros, considero que hay varias cosas que se pueden destacar, como por ejemplo el hecho de mencionar las dos tablas periódicas o organizaciones realizadas por dos de los personajes quizá más relevantes en la construcción de este esquema, que hoy en día es uno de los pilares de las ciencias experimentales.
ResponderEliminarPero entonces, hay que notar que las primeras organizaciones de "tablas periódicas", que a concepto personal y basado en las revisiones históricas, no debían denominarse desde lo periódico en relación al peso y esto debido porque, Meyer y Mendeleiev no fueron los primeros que se atrevieron a organizar los elementos descubiertos hasta el momento en relación a la densidad y pesos.
Por ejemplo, Berzelius, quien a partir de su trabajo y sus concepciones tomadas de los postulados de Gay Lussac, quien en términos de las reacciones químicas y de cómo reaccionan entre sí los volúmenes de gases por acción de la densidad de los elementos y su propia naturaleza, halla, modifica y ordena los pesos atómicos de los elementos descubiertos hasta el momento, en una tabla que él denominó como " tabla de pesos elementales"; asimismo,Thomson diseña una tabla basada en pesos atómicos pero haciendo modificaciones en términos de lo encontrado por Dalton, entre otros casos, mucho antes de Mendeleieev y Meyer.
Ante lo anterior, Mendeleieev y Meyer basaron sus ordenamientos a partir de lo expuesto en la conferencia de Karlsruhe, donde además de exponerse una cierta tendencia de los pesos atómicos en orden creciente, algunos detalles en el planteamiento de estos autores son y en especial de Mendeleiev, que las propiedades de los elementos debían responder a una ley periódica que todavía se desconocía y ese convencimiento le llevó a predicciones arriesgadas, como cuestionar el valor de la masa atómica de algunos elementos, como el indio, el berilio y el uranio, y asignarles otro valor que consideró más correcto aún cuando se habían determinado por diversas técnicas; invertir el orden de masas atómicas en ciertos elementos para que éstos quedasen agrupados con otros de sus mismas propiedades, como teluro-yodo o cobalto-níquel; dejar huecos en la tabla correspondientes a elementos aún no des cubiertos y predecir las propiedades que tendrían, es el caso del galio, el germanio o el escandio. Por lo cual la clasificación propuesta por Mendeleiev y Meyer experimentó diversas modificaciones con el
Eliminarpaso del tiempo, pero pese a ello, mantenía unas sustanciales dificultades como considerar la masa atómica como el criterio de ordenación, implica colocar varios elementos fuera de su lugar para que queden agrupados por semejanza de propiedades, por ende surge la pregunta, de por qué se avaló este criterio como uno de los fundamentales para ordenar los elementos, a pesar que en teoría no cumple con el termino de periodicidad actual, que fue adoptado por Moseley unos años después y es que el orden correcto sería debido a su número atómico y comprobó que si se colocaban los elementos por orden creciente de su número atómico, todos quedaban situados en el lugar requerido por el criterio de semejanza de
propiedades, que después se determinó gracias a sus configuraciones y distribuciones energéticas de los electrones, que hacen que cada cierto número de elementos, se vuelva a repetir la tendencia.
Con esto anterior, pongo de manifiesto que no niego los aportes de Mendeleiev y Meyer al descubrimiento de la tabla periódica, si no por el contrario, es de poner en cuestión la praxis que se le suele dar a la historia de la periodicidad, que en términos más concretos no serían atribuibles solamente a la determinación del peso atómico elemental ni su organización ni tampoco a los autores más trabajados en los libros de texto.
El esquema de organización de los elementos publicados por Meyer y Mendeléiev, si corresponden a un sistema periódico, ya que pudieron concluir que las propiedades de los elementos químicos dependen periódicamente de sus pesos atómicos relativos. Ambos químicos organizaron los elementos por orden creciente de sus masas atómicas relativas, agrupándolos en filas o periodos de diferente extensión y ubicaron en el mismo grupo elementos que tenían propiedades químicas semejantes, como lo fue la valencia. Es debido a dicho planteamiento que se estableció lo que se denominó ley periódica, que fue la base de la tabla periódica de los elementos, la cual señala que las propiedades físicas y químicas de los elementos se repiten a medida que se avanza de forma horizontal o de forma vertical.
EliminarEs importante destacar que si bien Dmitri Mendeléiev y Lothar Meyer organizaron los elementos químicos en orden creciente de masa atómica relativa en sus tablas periódicas y su publicación fue de forma simultánea, la comunidad científica dio una mayor importancia al trabajo realizado por el primero de ellos. La razón fundamental fue el haber dejado espacios vacíos en las filas que se habían establecido de forma horizontal, argumentando que deberían existir elementos aún no descubiertos. A partir de este tipo de predicciones se podía inferir algunas de las propiedades físicas y químicas del elemento faltante, de acuerdo con los elementos contiguos. Dicha organización cobro aún más importancia entre 1874 y 1885 cuando se da el descubrimiento del galio (Ga), escandio (Sc) y germanio (Ge), ya que se podían ubicar en aquellos espacios disponibles. Sin embargo, esta no fue la primera ocasión en la cual alguien intuyó que debían existir elementos todavía no descubiertos reservándoles huecos. John Newlands en su clasificación de los elementos químicos en siete grupos, estableció relaciones numéricas entre los pesos atómicos relativos, deduciendo de esta forma elementos desconocidos que podían presentar su valor en masa de acuerdo los cálculos desarrollados. Tanto Mendeléiev como Meyer desconocieron los trabajos de Newlands y por la mayor parte de científicos su trabajo fue pasado por alto, presuntamente por no tener una posición académica formal y por la inadecuada analogía que empleo para la repetición de los elementos comparándola con las octavas musicales.
ResponderEliminarHaciendo lectura del escrito y los comentarios sobre los criterios que se utilizaron para la ordenación de los elementos en las diferentes tablas periódicas mencionadas, surgen varios aspectos que serian dignos de discusión: Si se incluye dentro de los criterios de ordenación la afirmación derivada de las investigaciones de Pierre-Louis Dulong y Alexis-Thérèse Petit, ¿cómo se relaciona la ordenación de los elementos en la tabla periódica de Meyer y las capacidades caloríficas de los diferentes elementos? Si todos los calores específicos de cualquier elementos multiplicado por su masa atómica relativa da siempre un mismo número ¿cómo se podría relacionar esto con la periodicidad?
ResponderEliminarSe destacan también los esfuerzos de Newlands y Dobereiner para presentar una organización de los elementos que también tienen como centro el peso atómico y las densidades de los cuerpos simples o elementos, sin embargo la ventaja que presenta la tabla periódica de Mendeleiev es la propuesta de espacios vacíos que años después son ocupados por los descubrimientos del galio (Ga), escandio (Sc) y germanio (Ge). Es decir, ¿que solo hasta el descubrimiento de dichos elementos es que la tabla es convincente? o ¿hay en el momento mismo, de la publicación de la propuesta misma, otros elementos que aun no se destacan y que son razones para considerar estas ordenaciones como plausibles en el ámbito de la ciencia?
Además, si el criterio de ordenación era el peso atómico, se pregunta uno por qué es tan fácil invertir el orden del Telurio - Yodo y el Cobalto - Níquel, aun cuando no se cumplía con el principal criterio de ordenación señalado?
De acuerdo con la ley de Dulong y Petit, el producto de la multiplicación entre el calor específico de un elemento por su masa atómica relativa presenta valores próximos a 25 J/(mol·K) o 6,3 cal/(mol·K), lo que corresponde al “calor atómico”, que sería el calor que se intercambia por un átomo-gramo de la sustancia cuando la temperatura aumenta o desciende 1K. Si se sabe que en átomo gramo de cualquier sustancia tiene un número de átomos igual al número de Avogadro, se puede establecer que el calor atómico de una cierta masa de un sólido no depende de la masa relativa del elemento, sino del número de átomos. Sin embargo, se encontró una relación entre la masa atómica relativa y el calor especifico de un elemento, ideal para solventar la dificultad que presentaba el método de Cannizzaro para determinar las masas atómicas relativas de los elementos metálicos. El procedimiento consistía dividir el valor del calor atómico (constante para todos los elementos) entre el calor específico del elemento. Por ejemplo, para determinar la masa atómica del elemento hierro se tomaba el valor del calor atómico (6,3 cal/mol·K) y se dividía por su calor especifico que es 0,113 cal/g.K ,dando como resultado 55,7 g/mol. De esta forma, se podían determinar las masas molares (valor numéricamente igual a la masa atómica relativa) de los elementos y ordenarlos conforme a dichos valores, evidenciando características semejantes entre los elementos conforme a su ubicación, lo cual fue la base para organización de los elementos químicos en la tabla periódica.
EliminarEl vinculo a la ley de Dulong y Petit nos lleva a establecer no solo una forma alterna de determinar las masas, como Rubén Fonseca nos lo ha explicado. Sino que esta ley se basa en considerar que las sustancias son discretas y también que el calor que puede ser absorbido es discreto, por eso se habla de que el calor molar es muy semejante en todos los casos de los metales.
EliminarSin embargo, me pregunto si las similitudes de los calores molares se sostienen para el caso de los gases?
Por último, en el momento de la formulación de Dulong y Petit (1819) no se había determinado el numero de Avogadro y tampoco se tenia la escala absoluta de grados kelvin. ¿Cómo cambia esto lo que se ha explicado con respecto a la similitud de los calores molares?
Continuando la discusión ante el tema señalado, es de afirmar que era fácil invertir el orden del telurio y yodo, cobalto y níquel, debido a que por ejemplo en el modelo de tabla periódica de Mendeléiev solo por citar, el telurio tenia un peso atómico de 128, pero que él mismo afirmaba que no podía ser ese peso y que se tenia que reducir, esto es debido a que su forma de trabajo y ordenamiento estuvo mas relacionado a lo que él mismo llamo las analogías entre los elementos donde probablemente era necesario corregir algunos pesos atómicos debido a que la magnitud del peso atómico determina las propiedades del elemento, por lo cual al reducir el peso del telurio a 123 o 126 en lugar de 128, las propiedades químicas eran análogas y muy similares a los compuestos que contenían elementos con relaciones directas entre sus pesos atómicos como pasa entre la analogía entre azufre y telurio, que dicho por el mismo Mendeleiev (1869) es:" Así, los compuestos de S y Tl [sic - se pretendía Te], muestran no sólo muchas analogías, sino también notables diferencias, por ende se deba hacer una misma agrupación entre ellos debido a sus relaciones directas y comportamientos similares"
ResponderEliminarAnte lo anterior, es de afirmar que a consideración propia, el peso atómico de los elementos fue elemental para ordenarlos pero mas allá de eso, fue necesario hacer modificaciones en términos de las analogías y relaciones entre los diversos comportamientos que tenían a la hora de formar compuestos químicos y por ende es que se podían dejar espacios vacíos en los esquemas iniciales, porque aun faltaba determinar cuál o cuales elementos eran análogos a otros en términos de sus propiedades químicas pero en un rango de pesos determinado como por ejemplo uno puede predecir el descubrimiento de muchos elementos nuevos, análogos de Si y Al con pesos atómicos de 65 al 75, como paso posteriormente al añadir otros elementos en ese rango, pero no porque sus pesos fueran ordenados del menor al mayor por libre albedrio o a priori, si no en términos inferenciales de que cada elemento en relacion a su masa, va a tener otros que sean recíprocos a este y por eso es que una primera ordenación de los elementos fue en relación "a su masa en orden creciente" como dicen los libros de texto sin añadir el por qué se hizo de esta forma en relación a sus analogías de propiedades de los compuestos que los conforman y que por ello se ordenan en las diferentes "familias"
ResponderEliminarPor lo cual, finalmente no es que las tablas periódicas anteriores a Mendeleiev no fueran plausible si no que considero que el problema de sus publicaciones, es que esas analogías entre propiedades de los compuestos químicos que conformaba cada elemento, que eran derivadas de sus pesos atómico, debían ser causales de dudas en el momento porque mas que una relación aritmética entre pesos, densidades y gravedades relativas, es empezar a corregirlos y ordenarlos como Mendeleiev en 1971, donde manifiesta, que el error de la periodicidad química basada solamente en el peso atómico, consiste es en el no hacer la relación con las valencias, reactividad y afinidad de los elementos a la hora de formar compuestos y que por ello se debe tener en cuenta que hay que hacer correcciones a los datos que ya fueron obtenidos desde la época de Dalton y que a priori hay que dejar espacios vacíos debido a que hay una presunción de que entre esos datos tan alejados entre pesos atómicos descubiertos hasta el momento, habrían otros elementos que serán análogos a los ya descubiertos hasta ese entonces.
ResponderEliminarEn los comentarios de Sebastián Romero, se destaca que el orden para los elementos químicos, que propone Mendeleiev, no sólo está orientada por el orden ascendente o descendente de las masas atómicas relativas sino que hay otro criterio que son las propiedades: Como señala Bachelard (1953) "La aritmética de las sustancias debe seguir paso a paso las razones y experiencias que permiten asignar un orden numérico a las sustancias." (p.106) Esto quiere decir que Mendeleiev aporta a la ordenación nuevos elementos, que no son solo de establecer un orden, y de adelantar la existencia de nuevos elementos por descubrir, sino ademas de considerar diferentes aspectos y jerarquizarlos para formular una ley periódica. Esta ley cómo quedaría formulada? Aspecto que también tendría que ser retomado para la discusión con Breitner Márquez y Diana Ruiz.
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