Propuesta pedagógica para la Tabla Periódica de los Elementos Químicos

Abstract

Durante el siglo XIX se observaron analogías en algunas propiedades de los elementos químicos. Una clasificación basada en propiedades químicas fue propuesta en 1817 por J.W. Döbereiner que agrupó en tríadas elementos químicos con propiedades semejantes: Cl – Br - I; S – Se - Te; Li – Na - K. En 1864 J.A.R. Newlands ordenó los elementos químicos por masas atómicas crecientes y observó que el octavo elementos químico era semejante químicamente al primero, esta característica se llamó “ley de las octavas”, suponiendo una relación con las octavas musicales. En 1870 Julius L. Meyer (1830 - 1895) publica una clasificación de los elementos químicos en base a los volúmenes atómicos que es una propiedad física periódica, se repite después de un número variable de elementos químicos (radio atómico:6.4). El concepto de periodicidad en Química significa que una propiedad se repite aproximadamente después de un número variable de elementos químicos. Algunas propiedades de los elementos químicos varían en forma continua, por ejemplo, número atómico Z (ley de Moseley), masa atómica química MAQ. En Física el término período se refiere a un intervalo de tiempo ∆t, por ejemplo en un movimiento ondulatorio material, el período es el ∆t en el cual algún valor de la onda se repite. En las propiedades periódicas químicas o físicas de los elementos químicos, el concepto se refiere a que después de un número o cantidad de elementos químicos variable, cualitativamente (aprox.) la propiedad se repite (gráficas PERB: 6). En 1869 Dmitri Mendeleiev(1834- 1907) publica una clasificación de los elementos químicos obtenida al aplicar un modelo según los siguientes postulados o hipótesis: I) los elementos químicos elementos químicos se ordenan según masas atómicas crecientes. II) los distintos elementos químicos (de masas atómicas distintas) con propiedades químicas análogas se ordenan en grupos. Los elementos químicos conocidos en 1869 eran aproximadamente 60. La propiedad química usada por Mendeleiev fue esencialmente la valencia V: capacidad de combinación química obtenida con la ley de las proporciones recíprocas (ley de Richter). En 1792, Jeremías Richter (1762 - 1807) define la masa equivalente química o de combinación MEqQ g: masa en gramos de distintos elementos químicos que se pueden combinar entre sí en sustancias binarias. La valencia V fue propuesta por E. Frankland en 1860: V = masas atómicas g/MEqQ g, Algunos elementos químicos tienen más de una masa equivalente química, luego más de una valencia V, pero en varios casos distintos elementos químicos tienen igual valencia V. El valor de la valencia V es un número entero, la valencia del hidrógeno H es 1, su masa equivalente química en gramos es igual a la masa atómica en gramos. La figura 1 muestra un borrador de Mendeleiev y la primera clasificación periódica de los elementos químicos publicada en 1869. Se menciona que la forma vertical de la Tabla Periódica usada actualmente (los grupos de elementos químicos verticales) fue propuesta por Alfred Werner (1866-1919) (también por Mendeleiev). Aplicando su modelo, Mendeleiev predijo elementos químicos no conocidos en ese momento, cada uno con algunas de sus propiedades aproximadas inferidas según su modelo. Por ejemplo, ordenando los elementos químicos por masas atómicas crecientes A, B, C, D y E, los elementos químicos A y D, C y E son análogos, pero B no tenía entre D y E un elementos químicos conocido, luego Mendeleiev predijo que debía existir un elemento químico entre D y E con propiedades deducidas del elemento químico B [volumen atómico, densidad del cuerpo (s), masas atómicas, etc.], lo cual facilitó su descubrimiento.

A B C A, B, C, D, E: elementos químicos conocidos D XB E D semejante químicamente a A y E a C XB: elemento químico desconocido con propiedades semejantes a B

En la Tabla de Mendeleiev (figura1) después del Ca (masa atómica 40) se propone un elemento químico con masa atómica ≈ 45. A la derecha del Al y Si se proponen dos elementos químicos con masas atómicas ≈ 68 y 70, se llamaron ekaAl y ekaSi. Los tres elementos químicos fueron descubiertos rápidamente porque sus propiedades aproximadas eran conocidas, por ejemplo XB: escandio Sc (masas atómicas ≈ 45) en 1879, galio Ga (masas atómicas ≈ 68: ekaAl) en 1875, germanio Ge (masas atómicas ≈ 73: ekaSi) en 1886.