La tabla periódica de los elementos

El científico ruso Dimitri Mendeléiev creó la tabla periódica de los elementos. Se dio cuenta que si los elementos se listaban en orden creciente según el peso y luego se organizaban de cierta manera, se hallaban unos patrones singulares. Se deben disponer 2 elementos en la primera hilera, 8 en la segunda y tercera, 18 en la siguiente, y así sucesivamente.

Si se leen de arriba a abajo las columnas de esta tabla, los elementos químicos tienen todos similares propiedades químicas. Por ejemplo, hidrógeno, litio, sodio, potasio, etc. (todos los elementos de la primera columna) son extremadamente reactivos químicamente: les gusta combinarse con otros átomos.

Por otra parte, los elementos helio, argón, neón, etc. (los elementos de la última hilera) son todos muy estables y reluctantes a entrar en combinaciones químicas.

Dmitri Ivánovich Mendeléyev (1834-1907)

Cuando Mendeléiev dispuso la tabla descubrió que había dos huecos: agujeros donde debería haber elementos pero no los había. Esos agujeros corresponden a los elementos que ahora llamamos escandio y germanio. Cuando fueron descubiertos, el poder predictivo de la tabla periódica quedó establecido.

La estructura de la tabla periódica es un reflejo de las leyes subyacentes de la mecánica cuántica. En particular, parece ser una manifestación de algo conocido como el principio de exclusión de Pauli. Este principio dice que dos electrones no pueden ocupar el mismo estado.

Wolfgang Ernst Pauli (1900-1958)

Si imaginamos que construimos la tabla periódica añadiendo electrones uno a uno a las órbitas en torno al núcleo, entonces hay un número limitado de lugares donde poner los electrones en cada órbita.

Por ejemplo, sólo hay dos lugares disponibles en la órbita más interna. Así, si deseamos añadir un tercer electrón, no podrá ir en la órbita inferior, sino que tendrá que ir en la superior siguiente.

Esta siguiente órbita puede acomodar ocho electrones, como la siguiente, y así sucesivamente. De hecho, hay una exacta correspondencia entre el número de espacios para los electrones en una órbita y el número de elementos en la hilera correspondiente de la tabla.

Podemos pensar en construir la tabla llenando órbitas de electrones ( o “capas” si usamos la jerga química), luego iniciando una nueva hilera después de que cada capa haya sido llenada.

Los átomos en la misma columna en la tabla periódica tienen el mismo número de electrones en la capa más externa, y en consecuencia tienen propiedades químicas similares.

Imágenes de la tabla periódica más detallada y otra más gráfica como poster. Pinchar para agrandar.

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