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Sociedad

Tercer Milenio

150 aniversario de la Tabla Periódica

Juega una partida al solitario químico de Mendeleiev

Hace 150 años el químico ruso Dimitri Mendeleiev se sirvió de una baraja de tarjetas con todos los elementos químicos conocidos entonces para ‘inventar’ la Tabla Periódica de los Elementos. Para celebrar este aniversario te proponemos jugar a un singular solitario químico. Esperemos que te resulte inspirador.

La Tabla Periódica más grande del mundo está en la fachada de la Facultad de Química de la Universidad de Murcia.
La Tabla Periódica más grande del mundo está en la fachada de la Facultad de Química de la Universidad de Murcia.
UM

En 2019 se conmemora el 150 aniversario de la publicación por el químico ruso Dimitri Mendeleiev de la primera versión de la Tabla Periódica de los Elementos Químicos. En la actualidad, y desde hace ya muchas décadas, es considerada uno de los mayores logros alcanzados en la ciencia y una herramienta fundamental no solo para la química sino también para la física y la biología.

Pero ¿qué fue lo que llevó a un anónimo profesor de Química ruso, alejado de los principales círculos y centros científicos, a descubrir –o inventar– la Tabla Periódica? ¿Cómo se le ocurrió la idea y cómo la concibió?

En realidad, todo surgió, precisamente, de su desempeño como devoto y esmerado maestro. Tras ser nombrado catedrático de Química de la Universidad de San Petersburgo, Mendeleiev comenzó a preparar el curso y se afanó en encontrar un libro de texto que recomendar a sus alumnos. Al no encontrar ninguno que le satisficiera, resolvió escribir él mismo su propio tratado que, bajo el título de ‘Principios de Química’, se ocupase de describir de forma apropiada los elementos químicos y sus propiedades.

Comenzó a escribirlo durante el año 1868, dedicando los primeros capítulos del texto a los elementos más importantes: hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y carbono. Y decidió ordenar el resto atendiendo a su valencia (número de electrones que pone en juego -cede o comparte- un elemento al reaccionar con otros elementos) en relación con la del hidrógeno, comenzando por los halógenos, univalentes. Siguiendo el criterio escogido, los siguientes debían ser los elementos alcalinos, también univalentes. A escribir los capítulos que los tratasen dedicó los meses de enero y febrero de 1869. Sin embargo, había algo que le chirriaba. A pesar de ser univalentes como los halógenos, los elementos alcalinos presentaban unas propiedades y una reactividad química muy distinta. Aquello no cuadraba. Fue entonces cuando decidió intentar un enfoque distinto y probar a ordenar los elementos conocidos atendiendo no a su valencia sino a su peso atómico (lo que pesa en promedio un átomo de un elemento).

El 1 de marzo de 1869, Mendeleiev tenía previsto emprender un viaje a la región de Tver, para cumplir con su compromiso con la Sociedad Económica, que le había encomendado investigar los métodos para la elaboración de quesos artesanales en esa zona. Sin embargo, en lugar de eso optó por quedarse en casa para concretar la idea que le rondaba por la cabeza. Para lograrlo, preparó un taco de tarjetas en las que escribió los símbolos, pesos atómicos y principales propiedades de cada elemento y comenzó a disponerlas en función de su peso atómico en una serie de columnas, jugando una suerte de ‘solitario químico’ que le llevó a descubrir "que los elementos, ordenados atendiendo a sus pesos atómicos, presentan una evidente periodicidad en sus propiedades", tal como enunciaría, fechas más tarde, su ley de la Periodicidad. Una periodicidad que ‘obligó’ a Mendeleiev a dejar huecos en su tabla, a fin de mantenerla.

Tarjeta conmemorativa del servicio postal de la Unión Soviética con motivo del centenario de la Tabla Periódica donde aparece el boceto original de Mendeleiev
Tarjeta conmemorativa del servicio postal de la Unión Soviética con motivo del centenario de la Tabla Periódica donde aparece el boceto original de Mendeleiev

El trascendental ‘solitario químico’ que aquel primero de marzo jugó Mendeleiev se concretaría en su ‘Intento para un sistema de los elementos basado en su peso atómico y su afinidad química’, tal como tituló el artículo en el que comunicaba su descubrimiento y que leería ante la Academia de Ciencias Rusa ese mismo marzo de 1869. De facto, un intento que era en realidad el primer boceto de la Tabla Periódica de los Elementos (un boceto en una disposición perpendicular respecto a la actual, donde las originales columnas corresponden a los modernos periodos).

A partir de los huecos que dejó en su ordenación, fue capaz de deducir la existencia de elementos aún por descubrir

Fundamental

Lo más extraordinario de todo no es que Mendeleiev dejara huecos en la tabla, sino que fuese capaz, a partir de ellos, de deducir la existencia de elementos aún por descubrir y de predecir sus propiedades en función de su posición en la tabla a partir de la recién descubierta ley. Y, asimismo, que se atreviese a poner en tela de juicio los pesos atómicos de determinados elementos –calculados por algunos de los más prestigiosos y respetados químicos de la época– bajo el argumento de que no se ajustaban bien a lo que la periodicidad de su tabla exigía. Claro que, por aquel entonces, aquello debió de parecer, a ojos de sus colegas, más un acto de prepotencia o un desvarío.

Tres nuevos elementos encajan

El descubrimiento, entre 1875 y 1886, de tres nuevos elementos –galio, escandio y germanio– que encajaban en los huecos dejados por Mendeleiev en su ordenación y se ajustaban a la perfección a las propiedades que este les había asignado, reafirmaron el logro del químico ruso y confirieron a la Tabla Periódica su status quo definitivo. Algo en lo que jugaron un papel fundamental las circunstancias que rodearon la identificación del primero de estos elementos, el galio, por parte del químico francés Lécoq de Boisbaudran.

El 27 de agosto de 1875 Boisbaudran descubrió indicios inequívocos de la presencia de un nuevo elemento en el espectro de emisión de una muestra de blenda. Aisló una cantidad suficiente del mismo y determinó de forma experimental sus propiedades físicas y químicas. Las mismas encajaban muy bien con el ‘ekaluminio’ predicho por Mendeleiev en su tabla. El ruso aprovechó el anuncio del descubrimiento para reivindicar el valor de su tabla, a la vez que reclamó su cuota de éxito alegando que el francés se había apoyado en sus predicciones. Algo que, por supuesto, negó Boisbaudran, quien, para cerrar el debate, presentó un argumento ‘a priori’ irrefutable: la masa atómica del galio, determinada experimentalmente, difería de forma considerable de la estimada por Mendeleiev.

Fue entonces cuando Dimitri Mendeleiev, sin ninguna evidencia empírica, y apoyado solo en sus deducciones teóricas, proclamó que las mediciones efectuadas por su colega tenían que ser erróneas y que debían ser repetidas.

A pesar de sus reticencias iniciales, y tal vez para zanjar la disputa, Boisbaudran accedió a ello y pudo constatar que, efectivamente, Mendeleiev estaba en lo cierto: las medidas iniciales estaban equivocadas y las nuevas, las reales, coincidían con las predichas por el ruso. El artículo que publicó a continuación, en el que rectificaba sus valores iniciales y reconocía el acierto de Mendeleiev, supuso un antes y un después en la percepción de los químicos sobre la Tabla Periódica de los Elementos.

¡Y pensar que todo se originó con una partida de cartas…! Por ese motivo, ahora, siglo y medio más tarde, te invitamos a jugar otra ‘elemental’ partida con una baraja –y unas reglas– ligeramente distintas. El reto consiste en identificar, a partir de las pistas recogidas en cada una de las siguientes tarjetas, qué elemento se oculta tras la misma. Eso sí, a diferencia de Mendeleiev, puedes jugar en modo solitario o en grata compañía.

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