La tabla que soñó un químico

Tenía que explicarles a sus alumnos las propiedades de todos los elementos químicos -nombre, símbolo, aspecto, reacciones, compuestos…-. ¡Aquello aburría a las piedras! Llevaba años buscando una forma de organizar toda esa información para facilitar su aprendizaje y un día se le ocurrió hacer una especie de baraja con los elementos químicos, poniendo cada elemento en una cartulina, y comenzó a jugar con ellas. Primero hizo parejas, luego tríos, después hizo columnas, luego filas y columnas como un crucigrama. Se aburrió tanto que se quedó dormido, pero soñó con la baraja. Y entonces sucedió el milagro: vio como en alguna de las ordenaciones caían juntos elementos que se parecían y fue añadiendo a cada grupo las cartas de los elementos más parecidos hasta que se quedó sin cartas.

Entonces vio que el peso atómico no era lo más importante porque, por ejemplo, el sodio y el magnesio pesaban casi lo mismo, pero el sodio era más parecido al potasio y el magnesio al calcio, mucho más pesados. Pero la diferencia de peso sodio-potasio y magnesio-calcio era parecida, aunque en algunos grupos el incremento de peso era muy grande. Y ahí tuvo una idea genial: su ordenación estaba bien, pero faltaban elementos por descubrir. En la euforia por la belleza de su criatura, tuvo la osadía de predecir las propiedades de los elementos ausentes… ¡Y acertó! 

Estoy hablando del profesor ruso nacido en Siberia Dmitri Mendeléyev y de la tabla periódica que elaboró en 1869. En ella, todos los elementos químicos están organizados en filas en orden creciente de masa atómica de forma que, simultáneamente, en cada columna, o “grupo”, aparecen los elementos que tienen propiedades químicas similares. Así tenemos el grupo de los alcalinos, el de los halógenos etc.; solo con localizar en qué grupo está ubicado un elemento, sabremos si es sólido, líquido o gas, si reaccionará fácilmente y qué tipo de compuestos formará. Cada elemento está simbolizado por una o dos letras que hacen referencia a su nombre, por ejemplo el carbono es C, y se caracteriza por su “número atómico” o número de protones en el núcleo.

Copiada por su diseño atractivo

La tabla periódica, un cuadro obligado en todas las aulas de química y un apéndice de los libros de química, este año tiene un protagonismo especial porque los químicos celebramos el Año de la Tabla Periódica con motivo del 150º aniversario de su primera publicación. Su armonía, simplicidad y simetría le dan un atractivo que ha hecho que haya decenas de tablas periódicas que copian el formato pero están dedicadas a los temas más variopintos. Por ejemplo, hay más de una docena de tablas periódicas de literatura inglesa y americana, que incluye una dedicada a Harry Potter. Como es tan decorativa, han cubierto con ella las paredes de la Facultad de Química de Murcia, mientras que en la fachada de la de Jaén hay una preciosa de cerámica. La más dulce es la que hicieron en esta última facultad el 7 de noviembre del 2017 para celebrar el 10º aniversario de su construcción: un enorme pastel que prepararon justo el día del 150º aniversario del nacimiento de Marie Curie.

Pero hablar solo de su aspecto sería quedarnos en la superficie y lo más interesante de la tabla periódica es lo que encierra: ¿por qué los elementos de los grupos de Mendeléyev eran tan parecidos? El motivo es complejo y Mendeléyev ni siquiera pudo intuirlo: la estructura periódica del átomo. Hizo falta el descubrimiento de la radiactividad por Marie, Pierre Curie y Henry Becquerel, junto con los trabajos de Ernest Rutherford para que Niels Bohr propusiera el modelo de átomo como un sistema solar en miniatura con un núcleo muy pesado y cargado positivamente rodeado de los electrones, partículas ligeras y cargadas negativamente, orbitando en torno a él. Esos electrones están organizados en capas concéntricas, como las de una cebolla, y todos los elementos que están en la misma columna tienen el mismo número de electrones en la capa más externa, lo que hace que su comportamiento químico sea muy parecido.

Al final todo se reduce a unos números mágicos. Por ejemplo, los alcalinos (litio, sodio, potasio…) tienen un electrón en su capa más externa, los alcalinotérreos (berilio, magnesio, calcio), dos y los halógenos (flúor, cloro, bromo), siete. Todos tienden a tener ocho electrones en su capa externa, como los gases nobles, que por eso no ligan con nadie.

La tabla periódica encierra muchos más secretos, por ello queremos celebrar su aniversario por todo lo alto, y la mejor forma es compartiendo con todo el mundo esta pequeña maravilla.

La autora de este artículo forma parte de la Red de Científicas Comunicadoras