Ley periódica

Principio teórico que es el fundamento para la elaboración de la tabla periódica y en virtud del cual parte de las propiedades de los átomos de los distintos elementos dependen, según una secuencia periódica, de sus masas atómicas. El principio así enunciado sería posteriormente revisado, sustituyendo la noción de masa atómica por la de número atómico.

Enunciado de Mendeléiev

La primitiva tabla periódica propuesta por el ruso Dmitri Mendeléiev se componía de 17 columnas denominadas grupos, y de 7 filas, llamadas periodos. De ellos, dos estaban completos, es decir, con 17 elementos. Eran el que iba desde el potasio (K) al bromo (Br) y el que se extendía del rubidio (Rb) al yodo (I). El primero de ellos estaba precedido por dos periodos incompletos que iban, con siete elementos cada uno, del litio (Li) al flúor (F) y del sodio (Na) al cloro (Cl), respectivamente. El segundo, en aquellos tiempos, estaba seguido de dos periodos incompletos. Una estructura semejante presentaba la ordenación a la que llegó el alemán Lothar Meyer , de manera independiente, poco después de publicarse los trabajos del químico ruso.

Dos años después de presentar la primera versión de la tabla, Mendeléiev dio a conocer una revisión en la que introducía un reposicionamiento de los elementos, a partir de la creación de una tabla con 8 columnas y 6 periodos, 3 con 7 elementos y 3 con 17, quedando estos últimos diferenciados en su distribución por las letras a y b dentro de una misma celda. Cuando los británicos Lord Rayleigh y William Ramsay descubrieron a partir de 1894 los gases nobles, éstos quedaron encuadrados en la tabla periódica dentro de un nuevo grupo, el grupo O, con lo que se configuraba cerrada la ordenación de la llamada forma corta del sistema periódico, que fue de uso generalizado hasta la década de 1930.

En los últimos años del siglo XIX se propuso otra formulación, a la que se denominó forma larga extendida del sistema periódico y que, en primer término presentaba 1 periodo de 2 elementos, 2 de 7, 2 de 17, 1 de 32 y 1incompleto. El inconveniente de incorporar un periodo de 32 elementos, demasiado largo a efectos de la utilización de la tabla, fue sorteado comprimiéndolo en una serie de 18 elementos y separando los elementos lantánidos y actínidos, que se listan en series particulares separadamente del resto de los periodos de la tabla. En esta disposición larga ya queda prácticamente perfilada la estructura definitiva de la tabla periódica actual.

Valor predictivo del postulado de Mendeléiev

La ley periódica enunciada por Mendeléiev permitía clasificar los más de sesenta elementos conocidos en su tiempo y ordenarlos en correlación con sus propiedades. No obstante, la importancia de su hallazgo sólo fue reconocida cuando se descubrieron elementos cuya existencia y propiedades habían sido predichas por el químico ruso, quien pronosticó las de ciertos cuerpos químicos a los que denominó ekaaluminio, ekaboro y ekasilicio. El desarrollo de las técnicas espectroscópicas permitiría descubrir el galio, hallado por el francés Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran en 1875; el escandio, identificado por el sueco Per Teodor Cleve en 1879, y el germanio, descubierto por el alemán Clemens Winckler en 1886, que correspondían a los elementos predichos. Poco a poco, el “profético” sistema de Mendeléiev fue confirmando su validez.

Así, tras el descubrimiento del helio y el argón, la ley periódica permitía predecir la existencia de otros gases nobles, lo que se confirmaría pronto tras el descubrimiento del neón, el kriptón, el xenón y el radón. Igualmente se previó que el elemento de orden 72, no conocido en la época de la postulación de la ley, debía presentar propiedades similares a las del zirconio. Así, en 1923 el holandés Dirk Coster y el sueco de origen húngaro George Charles de Hevesy aislaron el hafnio en menas de zirconio.

La tabla periódica se revelaba pues como una suerte de clave “mágica” que permitía conocer, antes de su hallazgo, todos los elementos constituyentes de la materia. De hecho, la disposición de las casillas que integran la tabla ha permitido detectar la existencia de elementos que no existen en la naturaleza, o que apenas están presentes en cantidades traza: se trata de elementos artificiales, también llamados sintéticos, como el tecnecio, el prometio, o los transuránidos, es decir, los de número atómico superior al del uranio, 92.

En este contexto, el moderno conocimiento de la materia presenta una línea de evolución tendente a la obtención en laboratorios de altas energías de los elementos con número atómico superior a 100 que, aunque no existan en nuestro planeta, deben constituir parte del universo, siguiendo las leyes marcadas por el sistema periódico. De esta forma, se han descubierto en las últimas décadas varios elementos sintéticos. El roetngenio, de número atómico Z = 111, elemento artificial, fue así nombrado en 2004 por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC, por sus siglas en inglés), lo que equivale al reconocimiento oficial de su existencia. No obstante, se ha detectado la existencia de otros, a los que provisionalmente se da una denominación relacionada con el orden de dicho número atómico: ununbio, para el de Z = 112, ununtrio para el de Z = 113, y así sucesivamente. En este terreno de la química de altas energías, la tabla periódica también ha corroborado su valor predictivo, ya que, por ejemplo, en el año 2000 se obtuvo el ununhexio, de Z = 116, sin que se hubieran sintetizado otros de número atómico inferior, como el citado ununtrio, de Z = 113, o el ununpentio, de Z = 115.