TABLA PERIODICA

El descubrimiento de los Gases Nobles

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A finales de 1800, John William Strutt, tercer barón de Rayleigh, quien era profesor de física en el laboratorio Cavendish, en Cambridge – Inglaterra, determinó con precisión las masas atómicas de un gran numero de elementos, pero obtuvo un extraño resultado con el nitrógeno. Uno de sus métodos preparar nitrógeno consistía en la descomposición térmica del amoniaco.

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Otro método consistía en empezar con aire, al cual le quitaba el oxigeno, el dióxido de carbono y el vapor de agua. Invariablemente, el nitrógeno que obtenía a partir de aire era un poco mas denso (alrededor de un 0,5%) que el nitrógeno que obtenía a partir del amoniaco.

El trabajo de Lord Rayleigh llamo la atención de sir William Ramsay, un profesor de química del Colegio Universitario de Londres. En 1898 Ramsay hizo pasar una corriente de nitrógeno, que obtuvo a partir del aire siguiendo el procedimiento de Rayleigh, sobre magnesio caliente al rojo para convertirlo en nitruro de magnesio.

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Una vez que todo el nitrógeno había reaccionado con el magnesio, Ramsey se encontró con un gas desconocido que no había reaccionado.

Con la ayuda de sir William Crookes, el inventor del tubo de descargas, Ramsay y Lord Rayleigh encontraron que el espectro de emisión de dicho gas no correspondía con el de ningún elemento conocido. ¡El gas era un elemento nuevo! Determinaron que su masa atómica era de 39,95 uma y le llamaron Argón, que proviene del griego y significa “el perezoso”.

Una vez descubierto el argón, rapidamente se identificaron otros gases nobles. En 1898 Ramsayhabia aislado helio a partir de minerales de uranio. A partir de las masas atómicas del helio y del argón, de su falta de reactividad química y de su conocimiento de la tabla periódica, Ramsay estaba seguro de que había otros gases inertes y que todos debían ser miembros del mismo grupo. Él y un estudiante, Morris Travers, se dedicaron a encontrar los gases desconocidos. Utilizaron un congelador para producir, primero, aire liquido, mediante la aplicación de la técnica de destilación fraccionada, permitieron que el aire líquido se calentara gradualmente y separaron los componentes que ebullían a diferente temperatura. De esta forma analizaron e identificaron tres nuevos elementos : neón, kriptón y xenón. En un periodo de solo 3 meses, se descubrieron tres elementos nuevos.

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sir William Ramsay

El descubrimiento de los gases nobles ayudó a completar la tabla periódica. Sus masas atómicas sugerían que estos elementos debían colocarse a la derecha de los halógenos. La discrepancia aparente respecto de la posición del argón fue resuelta por Moseley.

El último miembro de los gases nobles, el radón, fue descubierto por el químico alemán Frederick Dorn en 1900. El descubrimiento del radón, un elemento radioactivo y el gas elemental mas pesado que se conoce, no sólo completo los elementos del grupo 8A, también proporcionó una mejor comprensión respecto de la naturaleza del decaimiento radioactivo y la transmutación de los elementos.

Lord Rayleigh y Ramsay ganaron los respectivos premios Nobel en 1904 por el descubrimiento del argón. Lord Rayleigh recibió el premio de Física y Ramsay el de Química

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LA TABLA PERIÓDICA: SU HISTORIA

La evolución de la tabla periódica, desde la primera ordenación de los elementos, ha tenido lugar a lo largo de más de un siglo de historia y ha ido pareja al desarrollo de la ciencia. Aunque los primeros elementos conocidos, como el oro, el hierro se conocían desde antes de Cristo (recuérdese que el hierro, por su importancia en la evolución de la humanidad ha dado nombre a una época), todavía hoy se investiga la posible existencia de elementos nuevos para añadir a la tabla periódica.

Como en la naturaleza la mayoría de los elementos se encuentran combinados formando compuestos, hasta que no fue posible romper estos compuestos y aislar sus elementos constituyentes, su conocimiento estuvo muy restringido. Fue en el año 1800 cuando se descubrió el fenómeno de la electrólisis (ruptura de un compuesto mediante el uso de energía eléctrica ). Este descubrimiento impulsó un salto hacia delante en el descubrimiento de nuevos elementos. Así, de poco más de diez que se conocían hasta el Siglo XVIII, en el que se habían descubierto los elementos gaseosos (hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y cloro) y algunos metales (platino, níquel, manganeso, wolframio, titanio vanadio y plomo), en las primeras décadas del siglo XIX se descubrieron más de 14 elementos, y posteriormente, a ritmo algo más lento se siguieron descubriendo otros nuevos.

Así, en 1830 se conocían ya 55 elementos diferentes, cuyas propiedades físicas y químicas variaban extensamente. Fue entonces cuando los químicos empezaron a interesarse realmente por el número de elementos existentes. Preocupaba saber cuántos elementos diferentes existían y a qué se debía la variación en sus propiedades. Sería Berzelius quien llevase a cabo la primera agrupación de los elementos, ordenándolos alfabéticamente e incluyendo el dato de su peso atómico. Sin embargo, esta agrupación no atrajo el interés de los científicos de la época.

Hasta ese momento, nadie parecía haber advertido la posible periodicidad en las propiedades de los elementos químicos, entre otras razones, porque el número de elementos que quedaban por descubrir dejaba demasiados huecos como para poder atisbar orden alguno en las propiedades de los mismos. Además, todavía no existía un criterio claro para poder ordenar sus propiedades, ya que el peso atómico de un elemento, que fue el primer criterio de ordenación de los elementos, no se distinguía con claridad del peso molecular o del peso equivalente.

Fue en 1829 cuando el químico alemán Döbereinerrealizo el primer intento de establecer una ordenación en los elementos químicos, haciendo notar en sus trabajos las similitudes entre los elementos cloro, bromo y iodo por un lado y la variación regular de sus propiedades por otro. Una de las propiedades que parecía variar regularmente entre estos era el peso atómico. Pronto estas similitudes fueron también observadas en otros casos, como entre el calcio, estroncio y bario. Una de las propiedades que variaba con regularidad era de nuevo el peso atómico. Ahora bien, como el concepto de peso atómico aún no tenía un significado preciso y Döbereiner no había conseguido tampoco aclararlo y como la había un gran número de elementos por descubrir, que impedían establecer nuevas conexiones, sus trabajos fueron desestimados.

Ante la dificultad que la falta de definición del concepto de los pesos de las especies suponía, y el creciente interés que el descubrimiento de los elementos y de otros avances científicos suscitaba, otro ilustre químico, Kekulé, tomo una histórica iniciativa, que consistió en convocar a los químicos más importantes de toda Europa para llegar a un acuerdo acerca de los criterios a establecer para diferenciar entre los pesos atómico, molecular y equivalente. Esta convocatoria dio lugar a la primera reunión internacional de científicos de la

historia y tuvo consecuencias muy importantes, sobre todo gracias a los trabajos del italiano Avogadro, que brillantemente expuestos en la reunión por su compatriota Cannizzaro, llevaron a la consecución del esperado acuerdo que permitiría distinguir al fin los pesos atómico, molecular y equivalente. Así, algunos químicos empezaron a realizar intentos de ordenar los elementos de la tabla por su peso atómico.

Fue en 1864 cuando estos intentos dieron su primer fruto importante, cuando Newlandsestablecio la ley de las octavas. Habiendo ordenado los elementos conocidos por su peso atómico y después de disponerlos en columnas verticales de siete elementos cada una, observó que en muchos casos coincidían en las filas horizontales elementos con propiedades similares y que presentaban una variación regular. Esta ordenación, en columnas de siete da su nombre a la ley de las octavas, ya que el octavo elemento da comienzo a una nueva columna. En algunas de las filas horizontales coincidían los elementos cuyas similitudes ya había señalado Döbereiner. El fallo principal que tuvo Newlands fue el considerar que sus columnas verticales (que serían equivalentes a períodos en la tabla actual) debían tener siempre la misma longitud. Esto provocaba la coincidencia en algunas filas horizontales de elementos totalmente dispares y tuvo como consecuencia el que sus trabajos fueran desestimados.

Más acertado estuvo otro químico, Meyer, cuando al estudiar los volúmenes atómicos de los elementos y representarlos frente al peso atómico observo la aparición en el gráfico de una serie de ondas. Cada bajada desde un máximo (que se correspondía con un metal alcalino) y subido hasta el siguiente, representaba para

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