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Tabla periódica de los elementos

La tabla periódica de los elementos es una disposición de los elementos químicos en forma de tabla, ordenados por su número atómico (número de protones),[2]​ por su configuración de electrones y sus propiedades químicas. Este ordenamiento muestra tendencias periódicas como elementos con comportamiento similar en la misma columna.

Tabla periódica moderna, con 18 columnas, que incluye los símbolos de los últimos cuatro nuevos elementos aprobados el 28 de noviembre de 2016 por la IUPAC: Nh, Mc, Ts y Og.[1]

En palabras de Theodor Benfey, la tabla y la ley periódica «son el corazón de la química —comparables a la teoría de la evolución en biología (que sucedió al concepto de la Gran Cadena del Ser), y a las leyes de la termodinámica en la física clásica—».[3]

Las filas de la tabla se denominan períodos y las columnas grupos.[4]​ Algunos grupos tienen nombres, así por ejemplo el grupo 17 es el de los halógenos y el grupo 18 el de los gases nobles.[5]​ La tabla también se divide en cuatro bloques con algunas propiedades químicas similares.[6]​ Debido a que las posiciones están ordenadas, se puede utilizar la tabla para obtener relaciones entre las propiedades de los elementos, o pronosticar propiedades de elementos nuevos todavía no descubiertos o sintetizados. La tabla periódica proporciona un marco útil para analizar el comportamiento químico y es ampliamente utilizada en química y otras ciencias.

Dmitri Mendeléyev publicó en 1869 la primera versión de tabla periódica que fue ampliamente reconocida, la desarrolló para ilustrar tendencias periódicas en las propiedades de los elementos entonces conocidos, al ordenar los elementos basándose en sus propiedades químicas,[7]​ si bien Julius Lothar Meyer, trabajando por separado, llevó a cabo un ordenamiento a partir de las propiedades físicas de los átomos.[8]​ Mendeléyev también pronosticó algunas propiedades de elementos entonces desconocidos que anticipó que ocuparían los lugares vacíos en su tabla. Posteriormente se demostró que la mayoría de sus predicciones eran correctas cuando se descubrieron los elementos en cuestión.

La tabla periódica de Mendeléyev ha sido desde entonces ampliada y mejorada con el descubrimiento o síntesis de elementos nuevos y el desarrollo de modelos teóricos nuevos para explicar el comportamiento químico. La estructura actual fue diseñada por Alfred Werner a partir de la versión de Mendeléyev. Existen además otros arreglos periódicos de acuerdo a diferentes propiedades y según el uso que se le quiera dar (en didáctica, geología, etc.).[9]​ Para celebrar el 150 aniversario de su creación, la UNESCO declaró 2019 como el Año Internacional de la Tabla Periódica de los Elementos Químicos.

Se han descubierto o sintetizado todos los elementos de número atómico del 1 (hidrógeno) al 118 (oganesón); la IUPAC confirmó los elementos 113, 115, 117 y 118 el 30 de diciembre de 2015,[10]​ y sus nombres y símbolos oficiales se hicieron públicos el 28 de noviembre de 2016.[1]​ Los primeros 94 existen naturalmente, aunque algunos solo se han encontrado en cantidades pequeñas y fueron sintetizados en laboratorio antes de ser encontrados en la naturaleza.[n. 1]​ Los elementos con números atómicos del 95 al 118 solo han sido sintetizados en laboratorios. Allí también se produjeron numerosos radioisótopos sintéticos de elementos presentes en la naturaleza. Los elementos del 95 a 100 existieron en la naturaleza en tiempos pasados, pero actualmente no.[11]​ La investigación para encontrar por síntesis nuevos elementos de números atómicos más altos continúa.

Tabla periódica de los elementos[12]
Grupo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Bloque s d p
Período ·El helio pertenece al bloque s
1 1
H
2
He·
2 3
Li
4
Be
5
B
6
C
7
N
8
O
9
F
10
Ne
3 11
Na
12
Mg
13
Al
14
Si
15
P
16
S
17
Cl
18
Ar
4 19
K
20
Ca
21
Sc
22
Ti
23
V
24
Cr
25
Mn
26
Fe
27
Co
28
Ni
29
Cu
30
Zn
31
Ga
32
Ge
33
As
34
Se
35
Br
36
Kr
5 37
Rb
38
Sr
39
Y
40
Zr
41
Nb
42
Mo
43
Tc
44
Ru
45
Rh
46
Pd
47
Ag
48
Cd
49
In
50
Sn
51
Sb
52
Te
53
I
54
Xe
6 55
Cs
56
Ba
57-71
*
72
Hf
73
Ta
74
W
75
Re
76
Os
77
Ir
78
Pt
79
Au
80
Hg
81
Tl
82
Pb
83
Bi
84
Po
85
At
86
Rn
7 87
Fr
88
Ra
89-103
**
104
Rf
105
Db
106
Sg
107
Bh
108
Hs
109
Mt
110
Ds
111
Rg
112
Cn
113
Nh
114
Fl
115
Mc
116
Lv
117
Ts
118
Og
8 119
Uue
Bloque f d
* Lantánidos 57
La
58
Ce
59
Pr
60
Nd
61
Pm
62
Sm
63
Eu
64
Gd
65
Tb
66
Dy
67
Ho
68
Er
69
Tm
70
Yb
71
Lu
** Actínidos 89
Ac
90
Th
91
Pa
92
U
93
Np
94
Pu
95
Am
96
Cm
97
Bk
98
Cf
99
Es
100
Fm
101
Md
102
No
103
Lr


Leyenda Estado de agregación de la materia a 0°C y 1 atm
(Según el color del número atómico)
1
H
<- Número atómico Rojo Azul Negro Gris
<- Símbolo químico Gaseoso Líquido Sólido Desconocido


Para una versión más detallada de la tabla periódica con hipertexto, consúltese Anexo:Tabla periódica.

Historia

La historia de la tabla periódica está muy relacionada con varios aspectos del desarrollo de la química y física:

  • El descubrimiento de los elementos de la tabla periódica.
  • El estudio de las propiedades comunes y la clasificación de los elementos.
  • La noción de masa atómica (inicialmente denominada «peso atómico») y, posteriormente, ya en el siglo XX d. C., número másico.
  • Las relaciones entre la masa atómica (y, más adelante, el número atómico) y las propiedades periódicas de los elementos y la aparición de nuevos elementos.

Descubrimiento de los elementos

Aunque algunos elementos como el oro (Au), plata (Ag), cobre (Cu), plomo (Pb) y mercurio (Hg) ya eran conocidos desde la antigüedad, el primer descubrimiento científico de un elemento ocurrió en el siglo XVII d. C., cuando el alquimista Hennig Brand descubrió el fósforo (P).[13]​ En el siglo XVIII d. C. se conocieron numerosos nuevos elementos, los más importantes de los cuales fueron los gases, con el desarrollo de la química neumática: oxígeno (O), hidrógeno (H) y nitrógeno (N). También se consolidó en esos años la nueva concepción de elemento, que condujo a Antoine Lavoisier a escribir su famosa lista de sustancias simples, donde aparecían 33 elementos. A principios del siglo XIX d. C., la aplicación de la pila eléctrica al estudio de fenómenos químicos condujo al descubrimiento de nuevos elementos, como los metales alcalinos y alcalino-térreos, sobre todo gracias a los trabajos de Humphry Davy. En 1830 ya se conocían 55 elementos. Posteriormente, a mediados del siglo XIX d. C., con la invención del espectroscopio, se descubrieron nuevos elementos, muchos de ellos nombrados por el color de sus líneas espectrales características: cesio (Cs, del latín caesĭus, azul), talio (Tl, de tallo, por su color verde), rubidio (Rb, rojo), etc. Durante el siglo XX d. C., la investigación en los procesos radioactivos llevó al descubrimiento en cascada de una serie de elementos pesados (casi siempre sustancias artificiales sintetizadas en laboratorio, con periodos de vida estable muy cortos), hasta alcanzar la cifra de 118 elementos con denominación oficialmente aceptados por la IUPAC en noviembre de 2016.[1]

Noción de elemento y propiedades periódicas

Lógicamente, un requisito previo necesario a la construcción de la tabla periódica era el descubrimiento de un número suficiente de elementos individuales, que hiciera posible encontrar alguna pauta en comportamiento químico y sus propiedades. Durante los siguientes dos siglos se fue adquiriendo un mayor conocimiento sobre estas propiedades, así como descubriendo muchos elementos nuevos.

La palabra «elemento» procede de la ciencia griega, pero su noción moderna apareció a lo largo del siglo XVII d. C., aunque no existe un consenso claro respecto al proceso que condujo a su consolidación y uso generalizado. Algunos autores citan como precedente la frase de Robert Boyle en su famosa obra El químico escéptico, donde denomina elementos «ciertos cuerpos primitivos y simples que no están formados por otros cuerpos, ni unos de otros, y que son los ingredientes de que se componen inmediatamente y en que se resuelven en último término todos los cuerpos perfectamente mixtos». En realidad, esa frase aparece en el contexto de la crítica de Robert Boyle a los cuatro elementos aristotélicos.

A lo largo del siglo XVIII d. C., las tablas de afinidad recogieron un nuevo modo de entender la composición química, que aparece claramente expuesto por Lavoisier en su obra Tratado elemental de química. Todo ello condujo a diferenciar en primer lugar qué sustancias de las conocidas hasta ese momento eran elementos químicos, cuáles eran sus propiedades y cómo aislarlas.

El descubrimiento de gran cantidad de elementos nuevos, así como el estudio de sus propiedades, pusieron de manifiesto algunas semejanzas entre ellos, lo que aumentó el interés de los químicos por buscar algún tipo de clasificación.

Los pesos atómicos

A principios del siglo XIX d. C., John Dalton (1766-1844) desarrolló una concepción nueva del atomismo, a la que llegó gracias a sus estudios meteorológicos y de los gases de la atmósfera. Su principal aportación consistió en la formulación de un «atomismo químico» que permitía integrar la nueva definición de elemento realizada por Antoine Lavoisier (1743-1794) y las leyes ponderales de la química (proporciones definidas, proporciones múltiples, proporciones recíprocas).

Dalton empleó los conocimientos sobre proporciones en las que reaccionaban las sustancias de su época y realizó algunas suposiciones sobre el modo como se combinaban los átomos de las mismas. Estableció como unidad de referencia la masa de un átomo de hidrógeno (aunque se sugirieron otros en esos años) y refirió el resto de los valores a esta unidad, por lo que pudo construir un sistema de masas atómicas relativas. Por ejemplo, en el caso del oxígeno, Dalton partió de la suposición de que el agua era un compuesto binario, formado por un átomo de hidrógeno y otro de oxígeno. No tenía ningún modo de comprobar este punto, por lo que tuvo que aceptar esta posibilidad como una hipótesis a priori.

Dalton sabía que una parte de hidrógeno se combinaba con siete partes (ocho, afirmaríamos en la actualidad) de oxígeno para producir agua. Por lo tanto, si la combinación se producía átomo a átomo, es decir, un átomo de hidrógeno se combinaba con un átomo de oxígeno, la relación entre las masas de estos átomos debía ser 1:7 (o 1:8 se calcularía en la actualidad). El resultado fue la primera tabla de masas atómicas relativas (o pesos atómicos, como los llamaba Dalton), que fue modificada y desarrollada en años posteriores. Las inexactitudes antes mencionadas dieron lugar a toda una serie de polémicas y disparidades respecto a las fórmulas y los pesos atómicos, que solo comenzarían a superarse, aunque no totalmente, en el congreso de Karlsruhe en 1860.

Primeros intentos de sistematización

En 1789 Antoine Lavoisier publicó una lista de 33 elementos químicos, agrupándolos en gases, metales, no metales y tierras.[14][15]Aunque muy práctica y todavía funcional en la tabla periódica moderna, fue rechazada debido a que había muchas diferencias tanto en las propiedades físicas como en las químicas.[cita requerida]

Los químicos pasaron el siglo siguiente buscando un esquema de clasificación más preciso. Uno de los primeros intentos para agrupar los elementos de propiedades análogas y relacionarlos con los pesos atómicos se debe al químico alemán Johann Wolfgang Döbereiner (1780-1849) quien en 1817 puso de manifiesto el notable parecido que existía entre las propiedades de ciertos grupos de tres elementos, con una variación gradual del primero al último. Posteriormente (1827) señaló la existencia de otros grupos en los que se daba la misma relación —cloro, bromo y yodo; azufre, selenio y telurio; litio, sodio y potasio—.

Tríadas de Döbereiner
Litio LiCl
LiOH
Calcio CaCl2
CaSO4
Azufre H2S
SO2
Sodio NaCl
NaOH
Estroncio SrCl2
SrSO4
Selenio H2Se
SeO2
Potasio KCl
KOH
Bario BaCl2
BaSO4
Telurio H2Te
TeO2

A estos grupos de tres elementos se los denominó tríadas. Al clasificarlas, Döbereiner explicaba que el peso atómico promedio de los pesos de los elementos extremos, es parecido al del elemento en medio.[16]​ Esto se conoció como la ley de Tríadas.[17]​ Por ejemplo, para la tríada cloro-bromo-yodo, los pesos atómicos son respectivamente 36, 80 y 127; el promedio es 81, que es aproximadamente 80; el elemento con el peso atómico aproximado a 80 es el bromo, lo cual hace que concuerde con el aparente ordenamiento de tríadas.

El químico alemán Leopold Gmelin trabajó con este sistema, y en 1843 había identificado diez tríadas, tres grupos de cuatro, y un grupo de cinco. Jean-Baptiste Dumas publicó el trabajo en 1857 que describe las relaciones entre los diversos grupos de metales. Aunque los diversos químicos fueron capaces de identificar las relaciones entre pequeños grupos de elementos, aún tenían que construir un esquema que los abarcara a todos.[16]

En 1857 el químico alemán August Kekulé observó que el carbono está a menudo unido a otros cuatro átomos. El metano, por ejemplo, tiene un átomo de carbono y cuatro átomos de hidrógeno.[18]​ Este concepto eventualmente se conocería como «valencia».[19]

En 1862 de Chancourtois, geólogo francés, publicó una primera forma de tabla periódica que llamó la «hélice telúrica» o «tornillo». Fue la primera persona en notar la periodicidad de los elementos. Al disponerlos en espiral sobre un cilindro por orden creciente de peso atómico, de Chancourtois mostró que los elementos con propiedades similares parecían ocurrir a intervalos regulares. Su tabla incluye además algunos iones y compuestos. También utiliza términos geológicos en lugar de químicos y no incluye un diagrama; como resultado, recibió poca atención hasta el trabajo de Dmitri Mendeléyev.[20]

En 1864 Julius Lothar Meyer, un químico alemán, publicó una tabla con 44 elementos dispuestos por valencia. La misma mostró que los elementos con propiedades similares a menudo compartían la misma valencia.[21]​ Al mismo tiempo, William Odling —un químico inglés— publicó un arreglo de 57 elementos ordenados en función de sus pesos atómicos. Con algunas irregularidades y vacíos, se dio cuenta de lo que parecía ser una periodicidad de pesos atómicos entre los elementos y que esto estaba de acuerdo con «las agrupaciones que generalmente recibían».[22]​ Odling alude a la idea de una ley periódica, pero no siguió la misma.[23]​ En 1870 propuso una clasificación basada en la valencia de los elementos.[24]

Ley de las octavas de Newlands

El químico inglés John Newlands produjo una serie de documentos de 1863 a 1866 y señaló que cuando los elementos se enumeran en orden de aumentar el peso atómico, las propiedades físicas y químicas similares se repiten a intervalos de ocho.[n. 2]

Ley de las octavas de Newlands
1 2 3 4 5 6 7
Li
6,9

Na
23,0

K
39,0
Be
9,0

Mg
24,3

Ca
40,0
B
10,8

Al
27,0



C
12,0

Si
28,1



N
14,0

P
31,0



O
16,0

S
32,1



F
19,0

Cl
35,5



Comparó esta periodicidad con las octavas de la música.[25][26]​ Esta llamada «ley de las octavas» fue ridiculizada por los contemporáneos de Newlands y la Chemical Society se negó a publicar su obra,[27]​ porque dejaba de cumplirse a partir del calcio. Newlands fue, sin embargo, capaz de elaborar una tabla de los elementos y la utilizó para predecir la existencia de elementos faltantes, como el germanio.[28]​ La Chemical Society solamente reconoció la importancia de sus descubrimientos cinco años después de que se le acreditaran a Mendeléyev,[29]​ y posteriormente fue reconocido por la Royal Society, que le concedió a Newlands su más alta condecoración, la medalla Davy.[30]

En 1867 Gustavus Hinrichs, un químico danés, publicó un sistema periódico en espiral sobre la base de los espectros, los pesos atómicos y otras similitudes químicas. Su trabajo fue considerado como demasiado complicado y por eso no fue aceptado.[31][32]

Tabla periódica de Mendeléyev

 
Tabla de Mendeléyev publicada en 1872. En ella deja casillas libres para los elementos por descubrir.

En 1869, el profesor de química ruso Dmitri Ivánovich Mendeléyev publicó su primera Tabla Periódica en Alemania. Un año después Julius Lothar Meyer[33]​ publicó una versión ampliada de la tabla que había creado en 1864, basadas en la periodicidad de los volúmenes atómicos en función de la masa atómica de los elementos.[34][35]

Por esta fecha ya eran conocidos 63 elementos de los 92 que existen de forma natural entre el Hidrógeno y el Uranio. Ambos químicos colocaron los elementos por orden creciente de sus masas atómicas, los agruparon en filas o periodos de distinta longitud y situaron en el mismo grupo elementos que tenían propiedades químicas similares, como la valencia. Construyeron sus tablas haciendo una lista de los elementos en filas o columnas en función de su peso atómico y comenzando una nueva fila o columna cuando las características de los elementos comenzaron a repetirse.[36]

El reconocimiento y la aceptación otorgada a la tabla de Mendeléyev vino a partir de dos decisiones que tomó. La primera fue dejar huecos cuando parecía que el elemento correspondiente todavía no había sido descubierto.[37]​ No fue el primero en hacerlo, pero sí en ser reconocido en el uso de las tendencias en su tabla periódica para predecir las propiedades de esos elementos faltantes.[38]​ Incluso pronosticó las propiedades de algunos de ellos: el galio (Ga), al que llamó eka-aluminio por estar situado debajo del aluminio; el germanio (Ge), al que llamó eka-silicio; el escandio (Sc); y el tecnecio (Tc), que, aislado químicamente a partir de restos de un sincrotrón en 1937, se convirtió en el primer elemento producido de forma predominantemente artificial.

La segunda decisión fue ignorar el orden sugerido por los pesos atómicos y cambiar los elementos adyacentes, tales como telurio y yodo, para clasificarlos mejor en familias químicas. En 1913, Henry Moseley determinó los valores experimentales de la carga nuclear o número atómico de cada elemento, y demostró que el orden de Mendeléyev corresponde efectivamente al que se obtiene de aumentar el número atómico.[39]

El significado de estos números en la organización de la tabla periódica no fue apreciado hasta que se entendió la existencia y las propiedades de los protones y los neutrones. Las tablas periódicas de Mendeléyev utilizan el peso atómico en lugar del número atómico para organizar los elementos, información determinable con precisión en ese tiempo. El peso atómico funcionó bastante bien para la mayoría de los casos permitiendo predecir las propiedades de los elementos que faltan con mayor precisión que cualquier otro método conocido entonces. Moseley predijo que los únicos elementos que faltaban entre aluminio (Z = 13) y oro (Z = 79) eran Z = 43, 61, 72 y 75, que fueron descubiertos más tarde. La secuencia de números atómicos todavía se utiliza hoy en día incluso, aunque se han descubierto y sintetizado nuevos elementos.[40]

Segunda tabla periódica de Mendeléyev y desarrollos posteriores

 
Tabla periódica de Mendeléyev de 1871 con 8 grupos de elementos. Los guiones representan elementos desconocidos en esa fecha.

En 1871, Mendeléyev publicó su tabla periódica en una nueva forma, con grupos de elementos similares dispuestos en columnas en lugar de filas, numeradas I a VIII en correlación con el estado de oxidación del elemento. También hizo predicciones detalladas de las propiedades de los elementos que ya había señalado que faltaban, pero deberían existir.[41]​ Estas lagunas se llenaron posteriormente cuando los químicos descubrieron elementos naturales adicionales.[42]

En su nueva tabla consigna el criterio de ordenación de las columnas se basan en los hidruros y óxidos que puede formar esos elementos y por tanto, implícitamente, las valencias de esos elementos. Aún seguía dando resultados contradictorios (Plata y Oro aparecen duplicados, y no hay separación entre Berilio y Magnesio con Boro y Aluminio), pero significó un gran avance. Esta tabla fue completada con un grupo más, constituido por los gases nobles descubiertos en vida de Mendeléyev, pero que, por sus características, no tenían cabida en la tabla, por lo que hubo de esperar casi treinta años, hasta 1904, con el grupo o valencia cero, quedando la tabla más completa.

A menudo se afirma que el último elemento natural en ser descubierto fue el francio —designado por Mendeléyev como eka-cesio— en 1939.[43]​ Sin embargo, el plutonio, producido sintéticamente en 1940, fue identificado en cantidades ínfimas como un elemento primordial de origen natural en 1971.[44]

La disposición de la tabla periódica estándar[45]​ es atribuible a Horace Groves Deming, un químico americano que en 1923 publicó una tabla periódica de 18 columnas.[46]​ En 1928 Merck and Company preparó un folleto con esta tabla, que fue ampliamente difundida en las escuelas estadounidenses. Por la década de 1930 estaba apareciendo en manuales y enciclopedias de química. También se distribuyó durante muchos años por la empresa Sargent-Welch Scientific Company.[47][48][49]

Mecánica cuántica y expansión progresiva de la tabla

La tabla periódica de Mendeléyev presentaba ciertas irregularidades y problemas. En las décadas posteriores tuvo que integrar los descubrimientos de los gases nobles, las «tierras raras» y los elementos radioactivos. Otro problema adicional eran las irregularidades que existían para compaginar el criterio de ordenación por peso atómico creciente y la agrupación por familias con propiedades químicas comunes. Ejemplos de esta dificultad se encuentran en las parejas telurio-yodo, argón-potasio y cobalto-níquel, en las que se hace necesario alterar el criterio de pesos atómicos crecientes en favor de la agrupación en familias con propiedades químicas semejantes.

Durante algún tiempo, esta cuestión no pudo resolverse satisfactoriamente hasta que Henry Moseley (1867-1919) realizó un estudio sobre los espectros de rayos X en 1913. Moseley comprobó que al representar la raíz cuadrada de la frecuencia de la radiación en función del número de orden en el sistema periódico se obtenía una recta, lo cual permitía pensar que este orden no era casual, sino reflejo de alguna propiedad de la estructura atómica. Hoy sabemos que esa propiedad es el número atómico (Z) o número de cargas positivas del núcleo.

La explicación que se acepta actualmente de la ley periódica surgió tras los desarrollos teóricos producidos en el primer tercio del siglo XX, cuando se construyó la teoría de la mecánica cuántica. Gracias a estas investigaciones y a desarrollos posteriores, se acepta que la ordenación de los elementos en el sistema periódico está relacionada con la estructura electrónica de los átomos de los diversos elementos, a partir de la cual se pueden predecir sus diferentes propiedades químicas.[50]

En 1945 Glenn Seaborg, un científico estadounidense, sugirió que los actínidos, como los lantánidos, estaban llenando un subnivel f en vez de una cuarta fila en el bloque d, como se pensaba hasta el momento. Los colegas de Seaborg le aconsejaron no publicar una teoría tan radical, ya que lo más probable era arruinar su carrera. Como consideraba que entonces no tenía una carrera que pudiera caer en descrédito, la publicó de todos modos. Posteriormente se encontró que estaba en lo cierto y en 1951 ganó el Premio Nobel de Química por su trabajo en la síntesis de los actínidos.[51][52][n. 3]

En 1952, el científico costarricense Gil Chaverri presentó una nueva versión basada en la estructura electrónica de los elementos, la cual permite ubicar las series de lantánidos y actínidos en una secuencia lógica de acuerdo con su número atómico.[54]

Aunque se producen de forma natural pequeñas cantidades de algunos elementos transuránicos,[11]​ todos ellos fueron descubiertos por primera vez en laboratorios, el primero de los cuales fue el neptunio, sintetizado en 1939. La producción de estos elementos ha expandido significativamente la tabla periódica.[55]​ Debido a que muchos son altamente inestables y decaen rápidamente, son difíciles de detectar y caracterizar cuando se producen. Han existido controversias relativas a la aceptación de las pretensiones y derechos de descubrimiento de algunos elementos, lo que requiere una revisión independiente para determinar cuál de las partes tiene prioridad, y por lo tanto los derechos del nombre. Flerovio (elemento 114) y livermorio (elemento 116) fueron nombrados el 31 de mayo de 2012.[56]​ En 2010, una colaboración conjunta entre Rusia y Estados Unidos en Dubná, región de Moscú, Rusia, afirmó haber sintetizado seis átomos de teneso (elemento 117).[57]

El 30 de diciembre de 2015 la IUPAC reconoció oficialmente los elementos 113, 115, 117, y 118, completando la séptima fila de la tabla periódica.[58]​ El 28 de noviembre de 2016 se anunciaron los nombres oficiales y los símbolos de los últimos cuatro nuevos elementos aprobados hasta la fecha por la IUPAC (Nh, nihonio; Mc, moscovio; Ts, teneso; y Og, oganesón),[1]​ que sustituyen a las designaciones temporales.

Estructura y organización de la tabla periódica

La tabla periódica actual es un sistema donde se clasifican los elementos conocidos hasta la fecha. Se colocan De izquierda a derecha y de arriba abajo en orden creciente de sus números atómicos. Los elementos están ordenados en siete hileras horizontales llamadas periodos, y en 18 columnas verticales llamadas grupos o familias.[59]

Hacia abajo y a la izquierda aumenta el radio atómico y el radio iónico.

Hacia arriba y a la derecha aumenta la energía de ionización, la afinidad electrónica y la electronegatividad.

Grupos

 
Ejemplo de tabla periódica (en lengua vietnamita), en la que figuran los tres sistemas de numeración de los grupos.

A las columnas verticales de la tabla se las conoce como grupos o familias. Hay 18 grupos en la tabla periódica estándar. En virtud de un convenio internacional de denominación, los grupos están numerados de 1 a 18 desde la columna más a la izquierda —los metales alcalinos— hasta la columna más a la derecha —los gases nobles—.[60]

Anteriormente se utilizaban números romanos según la última cifra del convenio de denominación de hoy en día —por ejemplo, los elementos del grupo 4 estaban en el IVB y los del grupo 14 en el IVA—. En Estados Unidos, los números romanos fueron seguidos por una letra «A» si el grupo estaba en el bloque s o p, o una «B» si pertenecía al d. En Europa, se utilizaban letras en forma similar, excepto que «A» se usaba si era un grupo precedente al 10, y «B» para el 10 o posteriores. Además, solía tratarse a los grupos 8, 9 y 10 como un único grupo triple, conocido colectivamente en ambas notaciones como grupo VIII. En 1988 se puso en uso el nuevo sistema de nomenclatura IUPAC y se desecharon los nombres de grupo previos.[61]

Algunos de estos grupos tienen nombres triviales —no sistemáticos—, como se ve en la tabla de abajo, aunque no siempre se utilizan. Los grupos del 3 al 10 no tienen nombres comunes y se denominan simplemente mediante sus números de grupo o por el nombre de su primer miembro —por ejemplo, «el grupo de escandio» para el 3—, ya que presentan un menor número de similitudes y/o tendencias verticales.[60]

La explicación moderna del ordenamiento en la tabla periódica es que los elementos de un grupo poseen configuraciones electrónicas similares y la misma valencia, entendida como el número de electrones en la última capa. Dado que las propiedades químicas dependen profundamente de las interacciones de los electrones que están ubicados en los niveles más externos, los elementos de un mismo grupo tienen propiedades químicas similares y muestran una tendencia clara en sus propiedades al aumentar el número atómico.[62]

Por ejemplo, los elementos en el grupo 1 tienen una configuración electrónica ns1 y una valencia de 1 —un electrón externo— y todos tienden a perder ese electrón al enlazarse como iones positivos de +1. Los elementos en el último grupo de la derecha son los gases nobles, los cuales tienen lleno su último nivel de energía —regla del octeto— y, por ello, son excepcionalmente no reactivos y son también llamados «gases inertes».

Los elementos de un mismo grupo tienden a mostrar patrones en el radio atómico, energía de ionización y electronegatividad. De arriba abajo en un grupo, aumentan los radios atómicos de los elementos. Puesto que hay niveles de energía más llenos, los electrones de valencia se encuentran más alejados del núcleo. Desde la parte superior, cada elemento sucesivo tiene una energía de ionización más baja, ya que es más fácil quitar un electrón en los átomos que están menos fuertemente unidos. Del mismo modo, un grupo tiene una disminución de electronegatividad desde la parte superior a la inferior debido a una distancia cada vez mayor entre los electrones de valencia y el núcleo.[63]

Hay excepciones a estas tendencias, como por ejemplo lo que ocurre en el grupo 11, donde la electronegatividad aumenta más abajo en el grupo.[64]​ Además, en algunas partes de la tabla periódica como los bloques d y f, las similitudes horizontales pueden ser tan o más pronunciadas que las verticales.[65][66][67]

Períodos

Las filas horizontales de la tabla periódica son llamadas períodos.[68]​ El número de niveles energéticos de un átomo determina el periodo al que pertenece. Cada nivel está dividido en distintos subniveles, que conforme aumenta su número atómico se van llenando en este orden:

1s
2s 2p
3s 3p
4s 3d 4p
5s 4d 5p
6s 4f 5d 6p
7s 5f 6d 7p

Siguiendo esa norma, cada elemento se coloca según su configuración electrónica y da forma a la tabla periódica.

Los elementos en el mismo período muestran tendencias similares en radio atómico, energía de ionización, afinidad electrónica y electronegatividad. En un período el radio atómico normalmente decrece si nos desplazamos hacia la derecha debido a que cada elemento sucesivo añadió protones y electrones, lo que provoca que este último sea arrastrado más cerca del núcleo.[69]​ Esta disminución del radio atómico también causa que la energía de ionización y la electronegatividad aumenten de izquierda a derecha en un período, debido a la atracción que ejerce el núcleo sobre los electrones.[63]​ La afinidad electrónica también muestra una leve tendencia a lo largo de un período. Los metales —a la izquierda— generalmente tienen una afinidad menor que los no metales —a la derecha del período—, excepto para los gases nobles.[70]

La tabla periódica consta de 7 períodos:

Bloques

 

La tabla periódica se puede también dividir en bloques de acuerdo a la secuencia en la que se llenan las capas de electrones de los elementos. Cada bloque se denomina según el orbital en el que en teoría reside el último electrón: s, p, d y f.[71][n. 4]​ El bloque s comprende los dos primeros grupos (metales alcalinos y alcalinotérreos), así como el hidrógeno y el helio. El bloque p comprende los últimos seis grupos —que son grupos del 13 al 18 en la IUPAC (3A a 8A en América)— y contiene, entre otros elementos, todos los metaloides. El bloque d comprende los grupos 3 a 12 —o 3B a 2B en la numeración americana de grupo— y contiene todos los metales de transición. El bloque f, a menudo colocado por debajo del resto de la tabla periódica, no tiene números de grupo y se compone de lantánidos y actínidos.[72]​ Podría haber más elementos que llenarían otros orbitales, pero no se han sintetizado o descubierto; en este caso se continúa con el orden alfabético para nombrarlos. Así surge el bloque g, que es un bloque hipotético.

Metales, metaloides y no metales

De acuerdo con las propiedades físicas y químicas que comparten, los elementos se pueden clasificar en tres grandes categorías: metales, metaloides y no metales. Los metales son sólidos generalmente brillantes, altamente conductores que forman aleaciones de unos con otros y compuestos iónicos similares a sales con compuestos no metálicos —siempre que no sean los gases nobles—. La mayoría de los no metales son gases incoloros o de colores; pueden formar enlaces covalentes con otros elementos no metálicos. Entre metales y no metales están los metaloides, que tienen propiedades intermedias o mixtas.[73]

Metales y no metales pueden clasificarse en sub_categorías que muestran una gradación desde lo metálico a las propiedades no metálicas, de izquierda a derecha, en las filas: metales alcalinos —altamente reactivos—, metales alcalinotérreos —menos reactivos—, lantánidos y actínidos, metales de transición y metales post-transición. Los no metales se subdividen simplemente en no metales poliatómicos —que, por estar más cercanos a los metaloides, muestran cierto carácter metálico incipiente—, no metales diatómicos —que son esencialmente no metálicos— y los gases nobles, que son monoatómicos no metálicos y casi completamente inertes. Ocasionalmente también se señalan subgrupos dentro de los metales de transición, tales como metales refractarios y metales nobles.[74][75]

La colocación de los elementos en categorías y subcategorías en función de las propiedades compartidas es imperfecta. Hay un espectro de propiedades dentro de cada categoría y no es difícil encontrar coincidencias en los límites, como es el caso con la mayoría de los sistemas de clasificación.[76]​ El berilio, por ejemplo, se clasifica como un metal alcalinotérreo, aunque su composición química anfótera y su tendencia a formar compuestos covalentes son dos atributos de un metal de transición químicamente débil o posterior. El radón se clasifica como un no metal y un gas noble, aunque tiene algunas características químicas catiónicas más características de un metal. También es posible clasificar con base en la división de los elementos en categorías de sucesos, mineralógicos o estructuras cristalinas. La categorización de los elementos de esta forma se remonta a por lo menos 1869, cuando Hinrichs escribió que se pueden extraer líneas sencillas de límites para mostrar los elementos que tienen propiedades similares, tales como metales y no metales, o los elementos gaseosos.[77]

Otras formas de representar la tabla periódica

Variantes de la composición del grupo 3

Hay tres variantes principales de la tabla periódica, cada una diferente en cuanto a la constitución del grupo 3. Escandio e itrio se muestran de manera uniforme, ya que son los dos primeros miembros de este grupo; las diferencias dependen de la identidad de los miembros restantes.[78]

El grupo 3 está formado por Sc, Y, y La, Ac. Lantano (La) y actinio (Ac) ocupan los dos puestos por debajo del itrio (Y). Esta variante es la más común.[79]​ Hace hincapié en las similitudes de las tendencias periódicas bajando los grupos 1, 2 y 3, a expensas de las discontinuidades en las tendencias periódicas entre los grupos 3 y 4 y la fragmentación de los lantánidos y actínidos.[80]

El grupo 3 está formado por Sc, Y, y Lu, Lr. Lutecio (Lu) y lawrencio (Lr) ocupan los dos puestos por debajo del itrio. Esta variante conserva un bloque f de 14 columnas de ancho, a la vez que desfragmenta a lantánidos y actínidos. Enfatiza las similitudes de tendencias periódicas entre el grupo 3 y los siguientes grupos a expensas de discontinuidades en las tendencias periódicas entre los grupos 2 y 3.[81]

El grupo 3 está formado por Sc, Y, y 15 lantánidos y 15 actínidos. Las dos posiciones por debajo de itrio contienen los lantánidos y los actínidos (posiblemente por notas al pie). Esta variante enfatiza las similitudes en la química de los 15 elementos lantánidos (La-Lu), a expensas de la ambigüedad en cuanto a los elementos que ocupan las dos posiciones por debajo de itrio del grupo 3, y aparentemente de un bloque f amplio de 15 columnas —solo puede haber 14 elementos en cualquier fila del bloque f—.[n. 5]

Las tres variantes se originan de las dificultades históricas en la colocación de los lantánidos de la tabla periódica, y los argumentos en cuanto a dónde empiezan y terminan los elementos del bloque f.[82][n. 6]​ Se ha afirmado que tales argumentos son la prueba de que «es un error de romper el sistema [periódico] en bloques fuertemente delimitados».[84]​ Del mismo modo, algunas versiones de la tabla dos marcadores han sido criticados por lo que implica que los 15 lantánidos ocupan la caja única o lugar por debajo de itrio,[85][n. 7]​ en violación del principio básico de «un lugar, un elemento».[n. 8]

 
Forma larga de la tabla periódica, como resultado de la asignación de los lantánidos y actínidos al grupo 3, bajo Sc e Y.

Tablas periódicas con estructura diferente

La tabla periódica moderna a veces se expande a su forma larga o de 32 columnas restableciendo los elementos del bloque f a su posición natural entre los bloques s y d. A diferencia de la forma de 18 columnas, esta disposición da como resultado «el aumento sin interrupciones a la secuencia de los números atómicos».[87]​ También se hace más fácil ver la relación del bloque f con los otros bloques de la tabla periódica.[88]​ Jensen aboga por una forma de tabla con 32 columnas con base en que los lantánidos y actínidos son relegados en la mente de los estudiantes como elementos opacos y poco importantes que pueden ser puestos en cuarentena e ignorados.[89]​ A pesar de estas ventajas, los editores generalmente evitan la formulación de 32 columnas porque su relación rectangular no se adapta adecuadamente a la proporción de una página de libro.[90]

 
La tabla periódica en el formato de 32 columnas.

Los científicos discuten la eficiencia de cada modelo de tabla periódica. Muchos cuestionan incluso que la distribución bidimensional sea la mejor. Argumentan que se basa en una convención y en conveniencia, principalmente por la necesidad de ajustarlas a la página de un libro y otras presentaciones en el plano. El propio Mendeléyev no estaba conforme y consideró la distribución en espiral, sin suerte. Algunos argumentos en favor de nuevos modelos consisten en, por ejemplo, la ubicación del grupo de los lantánidos y de los actínidos fuera del cuerpo de la tabla, e incluso que el helio debería estar ubicado en el grupo 2 de los alcaniotérreos, pues comparte con ellos dos electrones en su capa externa.[91]​ Por ello con los años se han desarrollado otras tablas periódicas ordenadas en forma distinta, como por ejemplo en triángulo, pirámide, tablas en escalones, torre y en espiral.[9]​ A este último tipo corresponde la galaxia química, la espiral de Theodor Benfey[92]​ y la forma en espiral-fractal de Melinda E Green.[93]​ Se estima que se han publicado más de 700 versiones de la tabla periódica.[94]

Según Phillip Stewart, si Mendeléyev hubiera seguido desarrollando el modelo en espiral, hubiera podido predecir las propiedades de los halógenos. Utilizando esta idea, el propio Stewart creó una tabla periódica en espiral a la que dio en llamar «Galaxia química», en la que acomoda la longitud creciente de los períodos en los brazos de una galaxia en espiral.[91]

En palabras de Theodor Benfey, la tabla y la ley periódica

son el corazón de la química —comparables a lo que la teoría de la evolución en biología (que sucedió al concepto de la Gran Cadena del Ser) y las leyes de la termodinámica en la física clásica. Sin embargo, la tabla periódica estándar como se muestra en los salones de clase y se utiliza en los libros de texto siempre me pareció completamente insatisfactoria. Con sus lagunas de mamut en el primer y segundo períodos y las colecciones no unidas de lantánidos y actínidos flotantes por debajo de la tabla, la última impresión que un estudiante tendría sería el sentido de la periodicidad de un elemento.
Theodor Benfey[3]
 
Tabla en espiral de Benfey.

Su preocupación, pues, era estrictamente pedagógica. Por ese motivo diseñó una tabla periódica oval similar a un campo de fútbol que no mostraba saltos ni elementos flotantes.[3]​ Ordena los elementos en una espiral continua, con el hidrógeno en el centro y los metales de transición, los lantánidos y los actínidos ocupando las penínsulas.[95]​ No obstante, no se sintió satisfecho con el resultado, ya que no tenía espacio suficiente para los lantánidos. Por ello en un rediseño posterior creó una protusión para hacerles sitio y lo publicó en 1964 en la revista de la que era redactor jefe, Chemistry (química), de la American Chemical Society. La tabla fue modificada para dejar abierta la posibilidad de acomodar nuevos elementos transuránicos que todavía no se habían detectado, cuya existencia había sido sugerida por Glenn Seaborg, así como otros cambios menores. La espiral de Benfey fue publicada en calendarios, libros de texto y utilizada por la industria química,[3]​ por lo cual se volvió popular.[96]

La tabla fractal se basa en la continuidad de las características del elemento al final de una fila con el que se encuentra al inicio de la siguiente, lo que sugiere que la distribución podría representarse mejor con un cilindro en lugar de fraccionar la tabla en columnas. Además, en algunos casos había muchas diferencias entre algunos elementos con números atómicos bajos. Por otra parte, la tabla incorpora la familia de los actínidos y los lantánidos al diseño general, ubicándolos en el lugar que les correspondería por número atómico, en lugar de mantenerlos separados en dos grupos flotantes al final como sucede en la tabla estándar. El resultado es que las familias, en lugar de seguir columnas, siguen arcos radiales. Esta tabla evidencia la periodicidad introduciendo horquillas en el inicio de los períodos de longitud 8, 18 y 32.[93]

La mayoría de las tablas periódicas son de dos dimensiones; sin embargo, se conocen tablas en tres dimensiones al menos desde 1862 (pre-data tabla bidimensional de Mendeléyev de 1869). Como ejemplos más recientes se puede citar la Clasificación Periódica de Courtines (1925),[97]​ el Sistema de Lámina de Wrigley (1949),[98]​ la hélice periódica de Giguère (1965)[99]​ y el árbol periódico de Dufour (1996).[100]​ Se ha descrito que la Tabla Periódica de Stowe (1989)[101]​ tiene cuatro dimensiones —tres espaciales y una de color—.[102]

Las diversas formas de tablas periódicas pueden ser consideradas como un continuo en la química-física.[103]​ Hacia el final del continuo químico se puede encontrar, por ejemplo, la Tabla Periódica Inorgánica de Rayner-Canham (2002),[104]​ que hace hincapié en las tendencias, patrones, relaciones y propiedades químicas inusuales. Cerca del final del continuo físico está la tabla periódica ampliada escalonada por la izquierda de Janet (1928). Tiene una estructura que muestra una relación más estrecha con el orden de llenado de electrones por capa y, por asociación, la mecánica cuántica.[105]​ En algún lugar en medio del continuo se ubica la ubica tabla periódica estándar; se considera que expresa las mejores tendencias empíricas en el estado físico, la conductividad eléctrica y térmica, los números de oxidación, y otras propiedades fácilmente inferidas de las técnicas tradicionales del laboratorio químico.[106]

Datos adicionales y controversias

Elementos sin propiedades químicas conocidas

Los elementos 108 (hasio), 112 (copernicio) y 114 (flerovio) no tienen propiedades químicas conocidas. Otros elementos superpesados pueden comportarse de forma diferente a lo que se predice por extrapolación, debido a los efectos relativistas; por ejemplo, se predijo que el flerovio exhibiría posiblemente algunas propiedades similares a las de los gases nobles, aunque actualmente (2016) se coloca en el grupo del carbono.[107]​ Sin embargo, experimentos posteriores sugieren que se comporta químicamente como plomo, como se espera a partir de su posición de la tabla periódica.[108]

Otras extensiones de la tabla periódica

No está claro si los nuevos elementos encontrados continuarán el patrón de la tabla periódica estándar como parte del período 8 o se necesitará nuevos ajustes o adaptaciones. Seaborg espera que este periodo siga el patrón previamente establecido exactamente, de modo que incluiría un bloque s para los elementos 119 y 120, un nuevo bloque g para los próximos 18 elementos, y 30 elementos adicionales continuarían los bloques actuales f, d, y p.[109]​ Los físicos tales como Pekka Pyykkö han teorizado que estos elementos adicionales no seguirían la regla de Madelung, que predice cómo se llenan de capas de electrones, y por lo tanto afectarán la apariencia de la tabla periódica estándar.[110]

Elemento con el número atómico más alto posible

El número de posibles elementos no se conoce. En 1911 Elliot Adams, con base en la disposición de los elementos en cada fila de la tabla periódica horizontal, predijo que no existirían los elementos de peso atómico superior a 256 —lo que estaría entre los elementos 99 y 100 en términos de hoy en día—.[111]​ La estimación reciente más alta es que la tabla periódica puede terminar poco después de la isla de estabilidad,[112]​ que según se considere un modelo relativista o no se centrará alrededor de Z = 120 y N = 172 o Z = 124-126 y N = 184,[113]​ ya que la extensión de la tabla periódica está restringida por las líneas de goteo[n. 9]​ de protones y de neutrones.[114]​ Otras predicciones del fin de la tabla periódica incluyen al elemento 128 de John Emsley,[11]​ al elemento 137 de Richard Feynman,[115]​ y al elemento 155 de Albert Khazan.[11][n. 10]

Modelo de Bohr

El modelo de Bohr, no relativista, exhibe dificultad para los átomos con número atómico superior a 137, ya que estos requerirían que los electrones 1s viajen más rápido que c, la velocidad de la luz, lo que lo vuelve inexacto y no se puede aplicar a estos elementos.[117]

Ecuación relativista de Dirac

La ecuación relativista de Dirac tiene problemas para elementos con más de 137 protones. Para ellos, la función de onda del estado fundamental de Dirac es oscilatoria, y no hay diferencia entre los espectros de energía positivo y negativo, como en la paradoja de Klein.[118]​ Si se realizan cálculos más precisos, teniendo en cuenta los efectos del tamaño finito del núcleo, se encuentra que la energía de enlace excede el límite para los elementos con más de 173 protones. Para los elementos más pesados, si el orbital más interno (1s) no está lleno, el campo eléctrico del núcleo tira de un electrón del vacío, lo que resulta en la emisión espontánea de un positrón;[119]​ sin embargo, esto no sucede si el orbital más interno está lleno, de modo que el elemento 173 no es necesariamente el final de la tabla periódica.[115]

Colocación del hidrógeno y el helio

Solamente siguiendo las configuraciones electrónicas, el hidrógeno (configuración electrónica 1s1) y el helio (1s2) se colocan en los grupos 1 y 2, por encima de litio ([He]2s1) y berilio ([He]2s2).[71]​ Sin embargo, esta colocación se utiliza rara vez fuera del contexto de las configuraciones electrónicas: cuando los gases nobles —entonces llamados «gases inertes»— fueron descubiertos por primera vez alrededor de 1900, se los identificaba como «el grupo 0», lo que reflejaba que no se les conocía ninguna reactividad química en ese momento, y el helio se colocó en la parte superior de ese grupo, porque compartía esta situación extrema. Aunque el grupo cambió su número formal, muchos autores siguieron colocando al helio directamente por encima del neón, en el grupo 18; uno de los ejemplos de tal colocación es la tabla IUPAC actual.[120]​ Las propiedades químicas del hidrógeno no son muy cercanas a los de los metales alcalinos, que ocupan el grupo 1, y por eso el hidrógeno a veces se coloca en otra parte: una de las alternativas más comunes es en el grupo 17. Una de las razones para ello es la estrictamente univalente química predominantemente no metálica del hidrógeno, la del flúor —el elemento colocado en la parte superior del grupo 17— es estrictamente univalente y no metálica. A veces, para mostrar cómo el hidrógeno tiene tanto propiedades correspondientes a las de los metales alcalinos y a los halógenos, puede aparecer en dos columnas al mismo tiempo.[121]​ También puede aparecer por encima del carbono en el grupo 14: así ubicado, se adapta bien al aumento de las tendencias de los valores de potencial de ionización y los valores de afinidad de electrones, y no se aleja demasiado de la tendencia de electronegatividad.[122]​ Por último, el hidrógeno a veces se coloca por separado de cualquier grupo porque sus propiedades en general difieren de las de cualquier grupo: a diferencia del hidrógeno, los otros elementos del grupo 1 muestran un comportamiento extremadamente metálico; los elementos del grupo 17 comúnmente forman sales —de ahí el término "halógeno"—; los elementos de cualquier otro grupo muestran una química multivalente. El otro elemento del periodo 1, el helio, a veces se coloca separado de cualquier grupo también.[123]​ La propiedad que distingue al helio del resto de los gases nobles —a pesar de que su extraordinario carácter inerte está muy cerca del neón y el argón[124]​ es que, en su capa cerrada de electrones, el helio tiene solo dos electrones en el orbital más externo, mientras que el resto de los gases nobles tienen ocho.

Grupos incluidos en los metales de transición

Según IUPAC un metal de transición es «un elemento cuyo átomo tiene una subcapa d incompleta o que puede dar lugar a cationes».[125]​ De acuerdo con esta definición, todos los elementos en los grupos del 3 al 11 son metales de transición y se excluye al grupo 12, que comprende zinc, cadmio y mercurio.

Algunos químicos consideran que los «elementos del bloque d» y los «metales de transición» son categorías intercambiables, incluyendo por tanto al grupo 12 como un caso especial de metal de transición en el que los electrones d no participan normalmente en el enlace químico. El descubrimiento de que el mercurio puede utilizar sus electrones d en la formación de fluoruro de mercurio (IV) (HgF4) llevó a algunos científicos a sugerir que el mercurio puede ser considerado un metal de transición.[126]​ Otros, como Jensen, argumentan que la formación de un compuesto como HgF4 puede ocurrir solo bajo condiciones muy anormales. Como tal, el mercurio no puede ser considerado como un metal de transición por ninguna interpretación razonable en el sentido normal del término.[127]

En otros casos hay quienes no incluyen al grupo 3, argumentando que estos no forman iones con una capa d parcialmente ocupada y por lo tanto no presentan las propiedades características de la química de los metales de transición.[128]

Elementos en el grupo 3 del periodo 6 y 7

Aunque el escandio y el itrio son siempre los dos primeros elementos del grupo 3, la identidad de los próximos dos elementos no se resuelve. O bien son lantano y actinio, o lutecio y lawrencio. Existen argumentos físicos y químicos para apoyar esta última disposición,[82][129]​ pero no todos los autores están convencidos.[130]

Tradicionalmente se representa al lantano y al actinio como los restantes miembros del grupo 3.[131]​ Se ha sugerido que este diseño se originó en la década de 1940, con la aparición de las tablas periódicas que dependen de las configuraciones electrónicas de los elementos y la noción de la diferenciación de electrones.

Las configuraciones de cesio, bario y lantano son [Xe]6s1, [Xe]6s2 y [Xe]5d16s2. Por lo tanto el lantano tiene un electrón diferenciador 5d y esto lo establece «en el grupo 3 como el primer miembro del bloque d para el periodo 6».[132]

En el grupo 3 se ve un conjunto consistente de configuraciones electrónicas: escandio [Ar]3d14s2, itrio [Kr]4d15s2 y lantano. Aún en el período 6, se le asignó al iterbio una configuración electrónica de [Xe]4f135d16s2 y [Xe]4f145d16s2 para el lutecio, lo que resulta «en un electrón diferenciante 4f para el lutecio y lo establece firmemente como el último miembro del bloque f para el período 6.»[132]​ Matthias[133]​ describe la colocación del lantano en virtud del itrio como «un error en el sistema periódico —por desgracia propagado mayoritariamente por la compañía Welch [Sargent-Welch]... y ...todo el mundo la copió». Lavelle lo refutó aportando una serie de libros de referencia conocidos en los que se presentaban tablas periódicas con tal disposición.[134]

Las primeras técnicas para separar químicamente escandio, itrio y lutecio se basaron en que estos elementos se produjeron juntos en el llamado «grupo de itrio», mientras que La y Ac se produjeron juntos en el «grupo del cerio».[132]​ Por consiguiente, en los años 1920 y 30 algunos químicos colocaron el lutecio en el grupo 3 en lugar del lantano.[n. 11]

Posteriores trabajos espectroscópicos encontraron que la configuración electrónica de iterbio era de hecho [Xe]4f146s2. Esto significaba que iterbio y lutecio tenían 14 electrones f, «resultando en un electrón diferenciante d en lugar de f» para el último, lo que lo hacía un «candidato igualmente válido» para la siguiente posición de la tabla periódica en el grupo 3 debajo del itrio.[132]​ Varios físicos en los años 1950 y 60 optaron por lutecio, a la luz de una comparación de varias de sus propiedades físicas con las del lantano.[132]​ Esta disposición, en la que el lantano es el primer miembro del bloque f, es cuestionada por algunos autores, ya que este elemento carece de electrones f. Sin embargo, se ha argumentado que esta no es una preocupación válida dado que existen otras anomalías en la tabla periódica, como por ejemplo el torio, que no tiene electrones f, pero forma parte de ese bloque.[135]​ En cuanto al lawrencio, su configuración electrónica se confirmó en 2015 como [Rn]5f147s27p1, lo que representa otra anomalía de la tabla periódica, independientemente de si se coloca en el bloque d o f, pues la potencialmente aplicable posición de bloque p se ha reservado para el nihonio al que se le prevé una configuración electrónica de [Rn]5f146d107s27p1.[136]

Forma óptima

Las muchas formas diferentes de la tabla periódica han llevado a preguntarse si existe una forma óptima o definitiva. Se cree que la respuesta a esta pregunta depende de si la periodicidad química tiene una verdad subyacente, o es en cambio el producto de la interpretación humana subjetiva, dependiente de la circunstancias, las creencias y las predilecciones de los observadores humanos. Se podría establecer una base objetiva para la periodicidad química determinando la ubicación del hidrógeno y el helio, y la composición del grupo 3. En ausencia de una verdad objetiva, las diferentes formas de la tabla periódica pueden ser consideradas variaciones de la periodicidad química, cada una de las cuales explora y hace hincapié en diferentes aspectos, propiedades, perspectivas y relaciones de y entre los elementos. Se cree que la ubicuidad de la tabla periódica estándar es una consecuencia de su diseño, que tiene un equilibrio de características en términos de facilidad de construcción y tamaño, y su descripción de orden atómico y tendencias periódicas.[23][137]

Elementos

Estado de los elementos en condiciones normales de presión y temperatura (0 °C y 1 atm).

Gases

Elemento Símbolo Grupo Período Átomo Masa Protones Neutrones Electrones
Hidrógeno H 1 1 1 1 1 0 1
Nitrógeno N 15 2 7 14 7 7 7
Oxígeno O 16 2 8 16 8 8 8
Flúor F 17 2 9 19 9 10 9
Cloro Cl 17 3 17 35 17 19 17
Helio He 18 1 2 4 2 2 2
Neón Ne 18 2 10 20 10 10 10
Argón Ar 18 3 18 40 18 22 18
Kriptón Kr 18 4 36 84 36 48 36
Xenón Xe 18 5 54 131 54 77 54
Radón Rn 18 6 86 222 86 136 86

Líquidos

Elemento Símbolo Grupo Período Átomo Masa Protones Neutrones Electrones
Cesio Cs 1 6 55 133 55 78 55
Francio Fr 1 7 87 223 87 136 87
Mercurio Hg 12 6 80 201 80 121 80
Galio Ga 13 4 31 70 31 39 31
Bromo Br 17 4 35 80 35 45 35

Elementos de transición

Elemento Símbolo Grupo Período Átomo Masa Protones Neutrones Electrones
Rutherfordio Rf 4 7 104 261 104 157 104
Dubnio Db 5 7 105 262 105 157 105
Seaborgio Sg 6 7 106 263 106 157 106
Tecnecio Tc 7 5 43 99 43 56 43
Bohrio Bh 7 7 107 262 107 155 107
Hassio Hs 8 7 108 265 108 157 108
Meitnerio Mt 9 7 109 266 109 157 109
Darmstadtio Ds 10 7 110 271 110 161 110
Roentgenio Rg 11 7 111 272 111 161 111
Copernicio Cn 12 7 112 272 112 160 112
Nihonio Nh 13 7 113 283 113 170 113
Flerovio Fl 14 7 114 285 114 171 114
Moscovio Mc 15 7 115 288 115 173 115
Livermorio Lv 16 7 116 289 116 173 116
Teneso Ts 17 7 117 291 117 174 117
Oganesón Og 18 7 118 293 118 175 118

Elementos lantánidos y actínidos

Elemento Símbolo Grupo Período Átomo Masa Protones Neutrones Electrones
Prometio Pm Lantánido (-) 61 147 61 86 61
Neptunio Np Actínido (-) 93 237 93 144 93
Plutonio Pu Actínido (-) 94 244 94 150 94
Americio Am Actínido (-) 95 243 95 148 95
Curio Cm Actínido (-) 96 247 96 151 96
Berkelio Bk Actínido (-) 97 247 97 150 97
Californio Cf Actínido (-) 98 251 98 153 98
Einstenio Es Actínido (-) 99 252 99 153 99
Fermio Fm Actínido (-) 100 257 100 157 100
Mendelevio Md Actínido (-) 101 258 101 157 101
Nobelio No Actínido (-) 102 259 102 157 102
Laurencio Lr Actínido (-) 103 262 103 159 103

Sólidos alcalinos y alcalinotérreos

Elemento Símbolo Grupo Período Átomo Masa Protones Neutrones Electrones
Litio Li Alcalino 2 3 7 3 4 3
Sodio Na Alcalino 3 11 23 11 12 11
Potasio K Alcalino 4 19 39 19 20 19
Rubidio Rb Alcalino 5 37 86 37 49 37
Berilio Be Alcalinotérreo 2 4 9 4 5 4
Magnesio Mg Alcalinotérreo 3 12 24 12 12 12
Calcio Ca Alcalinotérreo 4 20 40 20 20 20
Estroncio Sr Alcalinotérreo 5 38 88 38 50 38
Bario Ba Alcalinotérreo 6 56 137 56 81 56
Radio Ra Alcalinotérreo 7 88 226 88 138 88

Sólidos de las familias del escandio, titanio, vanadio y cobre

Elemento Símbolo Grupo Período Átomo Masa Protones Neutrones Electrones
Escandio Sc Escandio 4 21 45 21 24 21
Itrio Y Escandio 5 39 89 39 50 39
Lantano La Escandio 6 57 139 57 82 57
Actinio Ac Escandio 7 89 227 89 138 89
Titanio Ti Titanio 4 22 48 22 26 22
Circonio Zr Titanio 5 40 91 40 51 40
Hafnio Hf Titanio 6 72 179 72 105 72
Vanadio V Vanadio 4 23 50 23 27 23
Niobio Nb Vanadio 5 41 93 41 52 41
Tantalio Ta Vanadio 6 73 181 73 108 73
Cobre Cu Cobre 4 29 64 29 35 29
Plata Ag Cobre 5 47 107 47 61 47
Oro Au Cobre 6 79 196 79 118 79

Véase también

Notas

  1. Los elementos descubiertos inicialmente por síntesis y más tarde en la naturaleza son el tecnecio (43), el prometio (61), el ástato (85), el neptunio (93) y el plutonio (94).
  2. En esta época, los llamados gases nobles no habían sido aún descubiertos.
  3. Ya en 1892 se había postulado una tabla periódica extralarga con una segunda fila para dar cabida a los elementos conocidos y desconocidos con un peso atómico mayor de bismutotorio, protactinio y uranio, por ejemplo—. La mayoría de los investigadores, sin embargo, consideró que estos elementos eran análogos a los del grupo 3 de transición —hafnio, tantalio y tungsteno—. La existencia de una segunda serie de transición interna, en forma de los actínidos, no fue aceptado hasta que establecieron similitudes con las estructuras electrónicas de los lantánidos.[53]
  4. Hay inconsistencias y algunas irregularidades en esta convención. Por ejemplo, el helio aparece en el bloque p, pero de hecho es un elemento del bloque s y, por ejemplo, la subcapa d en el bloque d se llena cuando se alcanza el bloque 11, en lugar del 12.
  5. Housecroft C. E. & Sharpe A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3ra ed.; en inglés).
  6. Se atribuye al químico checo Bohuslav Brauner la separación de los lantánidos desde el cuerpo principal de la tabla periódica quien, en 1902, asigna todos ellos ("Ce, etc.") a una posición en el grupo 4, por debajo de circonio. Esta disposición se conoce como la «hipótesis de asteroides», en analogía con los asteroides que ocupan una sola órbita en el sistema solar. Antes de eso los lantánidos fueron en general (y con éxito) colocados a lo largo de los grupos I a VIII en la forma más antigua de la tabla periódica, de 8 columnas. Aunque se registran predecesores del arreglo de Brauner desde 1895, se sabe que se han referido a la «química de los asteroides» en una carta de 1881 a Mendeleev. Otros autores asignan todos los lantánidos al grupo 3, los grupos 3 y 4, o los grupos 2, 3 y 4. En 1922 Niels Bohr continuó el proceso de desprendimiento mediante la localización de los lantánidos entre los bloques s y d. En 1949 Glenn T. Seaborg presenta la forma de tabla periódica que es popular hoy en día, en la que lantánidos y actínidos aparecen como notas al pie. Publicó por primera vez su tabla en un informe clasificado en 1944. Fue publicado de nuevo por él en 1945 en Chemical and Engineering News, y en 1949 varios autores comentaron, y en general estuvieron de acuerdo con, su propuesta. En ese año se observó que el mejor método de presentar los actínidos parecía ser colocándolos a continuación, y como análogos de los lantánidos.[82][83]
  7. Jensen escribe: «Los dos cuadros bajo Sc e Y ...o contienen los números atómicos 57-71 y 89-103 o los símbolos de La-Lu y Ac-Lr, respectivamente, lo que indica que los 30 elementos en la nota al pie solo pertenecen a esas dos cajas. La ampliación de dicha tabla en una de 32 columnas requeriría estirar las cajas de Sc e Y para que abarquen todos los 15 de las columnas insertadas.»
  8. Habashi intenta superar esta objeción mediante la colocación de los 15 lantánidos en una torre de gran altura de 15 plantas que se eleva desde la posición de la tabla periódica por debajo del itrio.[86]
  9. Para cada masa atómica existe una cantidad máxima de protones y otra de neutrones que pueden mantenerse unidos. Si se realiza un diagrama de Segrè con esta información se obtienen dos líneas, a las que se denomina «líneas de goteo» de protones y neutrones respectivamente, porque si se agregan más nucleidos se escurrirían o gotearían sin unirse al núcleo en forma permanente.[113]
  10. P. J. Karol sostiene que los efectos gravitacionales podrían llegar a ser significativos cuando los números atómicos se vuelvan astronómicamente grandes, superando de esta manera otros fenómenos de inestabilidad generados por la gran masa de los núcleos, y que las estrellas de neutrones —con números atómicos del orden de 1021— podrían considerarse como la representación de los elementos más pesados conocidos en el universo.[116]
  11. El fenómeno de la separación en grupos distintos es causado por el incremento de la basicidad con el aumento del radio, y no constituye una razón fundamental para mostrar al lutecio debajo del itrio en lugar del lantano. Así, entre los metales alcalinotérreos del grupo 2, el magnesio —menos básico— pertenece al «grupo soluble» y calcio, estroncio y bario —más básicos— están en el «grupo del carbonato de amonio». Sin embargo, rutinariamente se los coloca a todos en el mismo grupo.

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Enlaces externos

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tabla, periódica, elementos, tabla, periódica, elementos, disposición, elementos, químicos, forma, tabla, ordenados, número, atómico, número, protones, configuración, electrones, propiedades, químicas, este, ordenamiento, muestra, tendencias, periódicas, como,. La tabla periodica de los elementos es una disposicion de los elementos quimicos en forma de tabla ordenados por su numero atomico numero de protones 2 por su configuracion de electrones y sus propiedades quimicas Este ordenamiento muestra tendencias periodicas como elementos con comportamiento similar en la misma columna Tabla periodica moderna con 18 columnas que incluye los simbolos de los ultimos cuatro nuevos elementos aprobados el 28 de noviembre de 2016 por la IUPAC Nh Mc Ts y Og 1 En palabras de Theodor Benfey la tabla y la ley periodica son el corazon de la quimica comparables a la teoria de la evolucion en biologia que sucedio al concepto de la Gran Cadena del Ser y a las leyes de la termodinamica en la fisica clasica 3 Las filas de la tabla se denominan periodos y las columnas grupos 4 Algunos grupos tienen nombres asi por ejemplo el grupo 17 es el de los halogenos y el grupo 18 el de los gases nobles 5 La tabla tambien se divide en cuatro bloques con algunas propiedades quimicas similares 6 Debido a que las posiciones estan ordenadas se puede utilizar la tabla para obtener relaciones entre las propiedades de los elementos o pronosticar propiedades de elementos nuevos todavia no descubiertos o sintetizados La tabla periodica proporciona un marco util para analizar el comportamiento quimico y es ampliamente utilizada en quimica y otras ciencias Dmitri Mendeleyev publico en 1869 la primera version de tabla periodica que fue ampliamente reconocida la desarrollo para ilustrar tendencias periodicas en las propiedades de los elementos entonces conocidos al ordenar los elementos basandose en sus propiedades quimicas 7 si bien Julius Lothar Meyer trabajando por separado llevo a cabo un ordenamiento a partir de las propiedades fisicas de los atomos 8 Mendeleyev tambien pronostico algunas propiedades de elementos entonces desconocidos que anticipo que ocuparian los lugares vacios en su tabla Posteriormente se demostro que la mayoria de sus predicciones eran correctas cuando se descubrieron los elementos en cuestion La tabla periodica de Mendeleyev ha sido desde entonces ampliada y mejorada con el descubrimiento o sintesis de elementos nuevos y el desarrollo de modelos teoricos nuevos para explicar el comportamiento quimico La estructura actual fue disenada por Alfred Werner a partir de la version de Mendeleyev Existen ademas otros arreglos periodicos de acuerdo a diferentes propiedades y segun el uso que se le quiera dar en didactica geologia etc 9 Para celebrar el 150 aniversario de su creacion la UNESCO declaro 2019 como el Ano Internacional de la Tabla Periodica de los Elementos Quimicos Se han descubierto o sintetizado todos los elementos de numero atomico del 1 hidrogeno al 118 oganeson la IUPAC confirmo los elementos 113 115 117 y 118 el 30 de diciembre de 2015 10 y sus nombres y simbolos oficiales se hicieron publicos el 28 de noviembre de 2016 1 Los primeros 94 existen naturalmente aunque algunos solo se han encontrado en cantidades pequenas y fueron sintetizados en laboratorio antes de ser encontrados en la naturaleza n 1 Los elementos con numeros atomicos del 95 al 118 solo han sido sintetizados en laboratorios Alli tambien se produjeron numerosos radioisotopos sinteticos de elementos presentes en la naturaleza Los elementos del 95 a 100 existieron en la naturaleza en tiempos pasados pero actualmente no 11 La investigacion para encontrar por sintesis nuevos elementos de numeros atomicos mas altos continua Tabla periodica de los elementos 12 Grupo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18Bloque s d p Periodo El helio pertenece al bloque s1 1H 2He 2 3Li 4Be 5B 6C 7N 8O 9F 10Ne3 11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl 18Ar4 19K 20Ca 21Sc 22Ti 23V 24Cr 25Mn 26Fe 27Co 28Ni 29Cu 30Zn 31Ga 32Ge 33As 34Se 35Br 36Kr5 37Rb 38Sr 39Y 40Zr 41Nb 42Mo 43Tc 44Ru 45Rh 46Pd 47Ag 48Cd 49In 50Sn 51Sb 52Te 53I 54Xe6 55Cs 56Ba 57 71 72Hf 73Ta 74W 75Re 76Os 77Ir 78Pt 79Au 80Hg 81Tl 82Pb 83Bi 84Po 85At 86Rn7 87Fr 88Ra 89 103 104Rf 105Db 106Sg 107Bh 108Hs 109Mt 110Ds 111Rg 112Cn 113Nh 114Fl 115Mc 116Lv 117Ts 118Og8 119UueBloque f d Lantanidos 57La 58Ce 59Pr 60Nd 61Pm 62Sm 63Eu 64Gd 65Tb 66Dy 67Ho 68Er 69Tm 70Yb 71Lu Actinidos 89Ac 90Th 91Pa 92U 93Np 94Pu 95Am 96Cm 97Bk 98Cf 99Es 100Fm 101Md 102No 103Lr Leyenda Estado de agregacion de la materia a 0 C y 1 atm Segun el color del numero atomico 1H lt Numero atomico Rojo Azul Negro Gris lt Simbolo quimico Gaseoso Liquido Solido Desconocido Categorias segun el color de fondo Metales Metaloides No metalesAlcalinos Alcalino terreos Lantanidos Metales detransicion Otrosmetales Otros nometales Halogenos GasesnoblesActinidosPara una version mas detallada de la tabla periodica con hipertexto consultese Anexo Tabla periodica Indice 1 Historia 1 1 Descubrimiento de los elementos 1 2 Nocion de elemento y propiedades periodicas 1 3 Los pesos atomicos 1 4 Primeros intentos de sistematizacion 1 5 Ley de las octavas de Newlands 1 6 Tabla periodica de Mendeleyev 1 7 Segunda tabla periodica de Mendeleyev y desarrollos posteriores 1 8 Mecanica cuantica y expansion progresiva de la tabla 2 Estructura y organizacion de la tabla periodica 2 1 Grupos 2 2 Periodos 2 3 Bloques 2 4 Metales metaloides y no metales 3 Otras formas de representar la tabla periodica 3 1 Variantes de la composicion del grupo 3 3 2 Tablas periodicas con estructura diferente 4 Datos adicionales y controversias 4 1 Elementos sin propiedades quimicas conocidas 4 2 Otras extensiones de la tabla periodica 4 3 Elemento con el numero atomico mas alto posible 4 4 Colocacion del hidrogeno y el helio 4 5 Grupos incluidos en los metales de transicion 4 6 Elementos en el grupo 3 del periodo 6 y 7 4 7 Forma optima 5 Elementos 5 1 Gases 5 2 Liquidos 5 3 Elementos de transicion 5 4 Elementos lantanidos y actinidos 5 5 Solidos alcalinos y alcalinoterreos 5 6 Solidos de las familias del escandio titanio vanadio y cobre 6 Vease tambien 7 Notas 8 Referencias 9 Bibliografia 10 Enlaces externosHistoria EditarLa historia de la tabla periodica esta muy relacionada con varios aspectos del desarrollo de la quimica y fisica El descubrimiento de los elementos de la tabla periodica El estudio de las propiedades comunes y la clasificacion de los elementos La nocion de masa atomica inicialmente denominada peso atomico y posteriormente ya en el siglo XX d C numero masico Las relaciones entre la masa atomica y mas adelante el numero atomico y las propiedades periodicas de los elementos y la aparicion de nuevos elementos Descubrimiento de los elementos Editar Articulo principal Descubrimiento de los elementos quimicos Aunque algunos elementos como el oro Au plata Ag cobre Cu plomo Pb y mercurio Hg ya eran conocidos desde la antiguedad el primer descubrimiento cientifico de un elemento ocurrio en el siglo XVII d C cuando el alquimista Hennig Brand descubrio el fosforo P 13 En el siglo XVIII d C se conocieron numerosos nuevos elementos los mas importantes de los cuales fueron los gases con el desarrollo de la quimica neumatica oxigeno O hidrogeno H y nitrogeno N Tambien se consolido en esos anos la nueva concepcion de elemento que condujo a Antoine Lavoisier a escribir su famosa lista de sustancias simples donde aparecian 33 elementos A principios del siglo XIX d C la aplicacion de la pila electrica al estudio de fenomenos quimicos condujo al descubrimiento de nuevos elementos como los metales alcalinos y alcalino terreos sobre todo gracias a los trabajos de Humphry Davy En 1830 ya se conocian 55 elementos Posteriormente a mediados del siglo XIX d C con la invencion del espectroscopio se descubrieron nuevos elementos muchos de ellos nombrados por el color de sus lineas espectrales caracteristicas cesio Cs del latin caesĭus azul talio Tl de tallo por su color verde rubidio Rb rojo etc Durante el siglo XX d C la investigacion en los procesos radioactivos llevo al descubrimiento en cascada de una serie de elementos pesados casi siempre sustancias artificiales sintetizadas en laboratorio con periodos de vida estable muy cortos hasta alcanzar la cifra de 118 elementos con denominacion oficialmente aceptados por la IUPAC en noviembre de 2016 1 Nocion de elemento y propiedades periodicas Editar Logicamente un requisito previo necesario a la construccion de la tabla periodica era el descubrimiento de un numero suficiente de elementos individuales que hiciera posible encontrar alguna pauta en comportamiento quimico y sus propiedades Durante los siguientes dos siglos se fue adquiriendo un mayor conocimiento sobre estas propiedades asi como descubriendo muchos elementos nuevos La palabra elemento procede de la ciencia griega pero su nocion moderna aparecio a lo largo del siglo XVII d C aunque no existe un consenso claro respecto al proceso que condujo a su consolidacion y uso generalizado Algunos autores citan como precedente la frase de Robert Boyle en su famosa obra El quimico esceptico donde denomina elementos ciertos cuerpos primitivos y simples que no estan formados por otros cuerpos ni unos de otros y que son los ingredientes de que se componen inmediatamente y en que se resuelven en ultimo termino todos los cuerpos perfectamente mixtos En realidad esa frase aparece en el contexto de la critica de Robert Boyle a los cuatro elementos aristotelicos A lo largo del siglo XVIII d C las tablas de afinidad recogieron un nuevo modo de entender la composicion quimica que aparece claramente expuesto por Lavoisier en su obra Tratado elemental de quimica Todo ello condujo a diferenciar en primer lugar que sustancias de las conocidas hasta ese momento eran elementos quimicos cuales eran sus propiedades y como aislarlas El descubrimiento de gran cantidad de elementos nuevos asi como el estudio de sus propiedades pusieron de manifiesto algunas semejanzas entre ellos lo que aumento el interes de los quimicos por buscar algun tipo de clasificacion Los pesos atomicos Editar A principios del siglo XIX d C John Dalton 1766 1844 desarrollo una concepcion nueva del atomismo a la que llego gracias a sus estudios meteorologicos y de los gases de la atmosfera Su principal aportacion consistio en la formulacion de un atomismo quimico que permitia integrar la nueva definicion de elemento realizada por Antoine Lavoisier 1743 1794 y las leyes ponderales de la quimica proporciones definidas proporciones multiples proporciones reciprocas Dalton empleo los conocimientos sobre proporciones en las que reaccionaban las sustancias de su epoca y realizo algunas suposiciones sobre el modo como se combinaban los atomos de las mismas Establecio como unidad de referencia la masa de un atomo de hidrogeno aunque se sugirieron otros en esos anos y refirio el resto de los valores a esta unidad por lo que pudo construir un sistema de masas atomicas relativas Por ejemplo en el caso del oxigeno Dalton partio de la suposicion de que el agua era un compuesto binario formado por un atomo de hidrogeno y otro de oxigeno No tenia ningun modo de comprobar este punto por lo que tuvo que aceptar esta posibilidad como una hipotesis a priori Dalton sabia que una parte de hidrogeno se combinaba con siete partes ocho afirmariamos en la actualidad de oxigeno para producir agua Por lo tanto si la combinacion se producia atomo a atomo es decir un atomo de hidrogeno se combinaba con un atomo de oxigeno la relacion entre las masas de estos atomos debia ser 1 7 o 1 8 se calcularia en la actualidad El resultado fue la primera tabla de masas atomicas relativas o pesos atomicos como los llamaba Dalton que fue modificada y desarrollada en anos posteriores Las inexactitudes antes mencionadas dieron lugar a toda una serie de polemicas y disparidades respecto a las formulas y los pesos atomicos que solo comenzarian a superarse aunque no totalmente en el congreso de Karlsruhe en 1860 Primeros intentos de sistematizacion Editar En 1789 Antoine Lavoisier publico una lista de 33 elementos quimicos agrupandolos en gases metales no metales y tierras 14 15 Aunque muy practica y todavia funcional en la tabla periodica moderna fue rechazada debido a que habia muchas diferencias tanto en las propiedades fisicas como en las quimicas cita requerida Los quimicos pasaron el siglo siguiente buscando un esquema de clasificacion mas preciso Uno de los primeros intentos para agrupar los elementos de propiedades analogas y relacionarlos con los pesos atomicos se debe al quimico aleman Johann Wolfgang Dobereiner 1780 1849 quien en 1817 puso de manifiesto el notable parecido que existia entre las propiedades de ciertos grupos de tres elementos con una variacion gradual del primero al ultimo Posteriormente 1827 senalo la existencia de otros grupos en los que se daba la misma relacion cloro bromo y yodo azufre selenio y telurio litio sodio y potasio Triadas de Dobereiner Litio LiClLiOH Calcio CaCl2CaSO4 Azufre H2SSO2Sodio NaClNaOH Estroncio SrCl2SrSO4 Selenio H2SeSeO2Potasio KClKOH Bario BaCl2BaSO4 Telurio H2TeTeO2A estos grupos de tres elementos se los denomino triadas Al clasificarlas Dobereiner explicaba que el peso atomico promedio de los pesos de los elementos extremos es parecido al del elemento en medio 16 Esto se conocio como la ley de Triadas 17 Por ejemplo para la triada cloro bromo yodo los pesos atomicos son respectivamente 36 80 y 127 el promedio es 81 que es aproximadamente 80 el elemento con el peso atomico aproximado a 80 es el bromo lo cual hace que concuerde con el aparente ordenamiento de triadas El quimico aleman Leopold Gmelin trabajo con este sistema y en 1843 habia identificado diez triadas tres grupos de cuatro y un grupo de cinco Jean Baptiste Dumas publico el trabajo en 1857 que describe las relaciones entre los diversos grupos de metales Aunque los diversos quimicos fueron capaces de identificar las relaciones entre pequenos grupos de elementos aun tenian que construir un esquema que los abarcara a todos 16 En 1857 el quimico aleman August Kekule observo que el carbono esta a menudo unido a otros cuatro atomos El metano por ejemplo tiene un atomo de carbono y cuatro atomos de hidrogeno 18 Este concepto eventualmente se conoceria como valencia 19 En 1862 de Chancourtois geologo frances publico una primera forma de tabla periodica que llamo la helice telurica o tornillo Fue la primera persona en notar la periodicidad de los elementos Al disponerlos en espiral sobre un cilindro por orden creciente de peso atomico de Chancourtois mostro que los elementos con propiedades similares parecian ocurrir a intervalos regulares Su tabla incluye ademas algunos iones y compuestos Tambien utiliza terminos geologicos en lugar de quimicos y no incluye un diagrama como resultado recibio poca atencion hasta el trabajo de Dmitri Mendeleyev 20 En 1864 Julius Lothar Meyer un quimico aleman publico una tabla con 44 elementos dispuestos por valencia La misma mostro que los elementos con propiedades similares a menudo compartian la misma valencia 21 Al mismo tiempo William Odling un quimico ingles publico un arreglo de 57 elementos ordenados en funcion de sus pesos atomicos Con algunas irregularidades y vacios se dio cuenta de lo que parecia ser una periodicidad de pesos atomicos entre los elementos y que esto estaba de acuerdo con las agrupaciones que generalmente recibian 22 Odling alude a la idea de una ley periodica pero no siguio la misma 23 En 1870 propuso una clasificacion basada en la valencia de los elementos 24 Ley de las octavas de Newlands Editar El quimico ingles John Newlands produjo una serie de documentos de 1863 a 1866 y senalo que cuando los elementos se enumeran en orden de aumentar el peso atomico las propiedades fisicas y quimicas similares se repiten a intervalos de ocho n 2 Ley de las octavas de Newlands 1 2 3 4 5 6 7Li6 9Na23 0K39 0 Be9 0Mg24 3Ca40 0 B10 8Al27 0 C12 0Si28 1 N14 0P31 0 O16 0S32 1 F19 0Cl35 5Comparo esta periodicidad con las octavas de la musica 25 26 Esta llamada ley de las octavas fue ridiculizada por los contemporaneos de Newlands y la Chemical Society se nego a publicar su obra 27 porque dejaba de cumplirse a partir del calcio Newlands fue sin embargo capaz de elaborar una tabla de los elementos y la utilizo para predecir la existencia de elementos faltantes como el germanio 28 La Chemical Society solamente reconocio la importancia de sus descubrimientos cinco anos despues de que se le acreditaran a Mendeleyev 29 y posteriormente fue reconocido por la Royal Society que le concedio a Newlands su mas alta condecoracion la medalla Davy 30 En 1867 Gustavus Hinrichs un quimico danes publico un sistema periodico en espiral sobre la base de los espectros los pesos atomicos y otras similitudes quimicas Su trabajo fue considerado como demasiado complicado y por eso no fue aceptado 31 32 Tabla periodica de Mendeleyev Editar Articulo principal Tabla periodica de Mendeleyev Tabla de Mendeleyev publicada en 1872 En ella deja casillas libres para los elementos por descubrir En 1869 el profesor de quimica ruso Dmitri Ivanovich Mendeleyev publico su primera Tabla Periodica en Alemania Un ano despues Julius Lothar Meyer 33 publico una version ampliada de la tabla que habia creado en 1864 basadas en la periodicidad de los volumenes atomicos en funcion de la masa atomica de los elementos 34 35 Por esta fecha ya eran conocidos 63 elementos de los 92 que existen de forma natural entre el Hidrogeno y el Uranio Ambos quimicos colocaron los elementos por orden creciente de sus masas atomicas los agruparon en filas o periodos de distinta longitud y situaron en el mismo grupo elementos que tenian propiedades quimicas similares como la valencia Construyeron sus tablas haciendo una lista de los elementos en filas o columnas en funcion de su peso atomico y comenzando una nueva fila o columna cuando las caracteristicas de los elementos comenzaron a repetirse 36 El reconocimiento y la aceptacion otorgada a la tabla de Mendeleyev vino a partir de dos decisiones que tomo La primera fue dejar huecos cuando parecia que el elemento correspondiente todavia no habia sido descubierto 37 No fue el primero en hacerlo pero si en ser reconocido en el uso de las tendencias en su tabla periodica para predecir las propiedades de esos elementos faltantes 38 Incluso pronostico las propiedades de algunos de ellos el galio Ga al que llamo eka aluminio por estar situado debajo del aluminio el germanio Ge al que llamo eka silicio el escandio Sc y el tecnecio Tc que aislado quimicamente a partir de restos de un sincrotron en 1937 se convirtio en el primer elemento producido de forma predominantemente artificial La segunda decision fue ignorar el orden sugerido por los pesos atomicos y cambiar los elementos adyacentes tales como telurio y yodo para clasificarlos mejor en familias quimicas En 1913 Henry Moseley determino los valores experimentales de la carga nuclear o numero atomico de cada elemento y demostro que el orden de Mendeleyev corresponde efectivamente al que se obtiene de aumentar el numero atomico 39 El significado de estos numeros en la organizacion de la tabla periodica no fue apreciado hasta que se entendio la existencia y las propiedades de los protones y los neutrones Las tablas periodicas de Mendeleyev utilizan el peso atomico en lugar del numero atomico para organizar los elementos informacion determinable con precision en ese tiempo El peso atomico funciono bastante bien para la mayoria de los casos permitiendo predecir las propiedades de los elementos que faltan con mayor precision que cualquier otro metodo conocido entonces Moseley predijo que los unicos elementos que faltaban entre aluminio Z 13 y oro Z 79 eran Z 43 61 72 y 75 que fueron descubiertos mas tarde La secuencia de numeros atomicos todavia se utiliza hoy en dia incluso aunque se han descubierto y sintetizado nuevos elementos 40 Segunda tabla periodica de Mendeleyev y desarrollos posteriores Editar Tabla periodica de Mendeleyev de 1871 con 8 grupos de elementos Los guiones representan elementos desconocidos en esa fecha En 1871 Mendeleyev publico su tabla periodica en una nueva forma con grupos de elementos similares dispuestos en columnas en lugar de filas numeradas I a VIII en correlacion con el estado de oxidacion del elemento Tambien hizo predicciones detalladas de las propiedades de los elementos que ya habia senalado que faltaban pero deberian existir 41 Estas lagunas se llenaron posteriormente cuando los quimicos descubrieron elementos naturales adicionales 42 En su nueva tabla consigna el criterio de ordenacion de las columnas se basan en los hidruros y oxidos que puede formar esos elementos y por tanto implicitamente las valencias de esos elementos Aun seguia dando resultados contradictorios Plata y Oro aparecen duplicados y no hay separacion entre Berilio y Magnesio con Boro y Aluminio pero significo un gran avance Esta tabla fue completada con un grupo mas constituido por los gases nobles descubiertos en vida de Mendeleyev pero que por sus caracteristicas no tenian cabida en la tabla por lo que hubo de esperar casi treinta anos hasta 1904 con el grupo o valencia cero quedando la tabla mas completa A menudo se afirma que el ultimo elemento natural en ser descubierto fue el francio designado por Mendeleyev como eka cesio en 1939 43 Sin embargo el plutonio producido sinteticamente en 1940 fue identificado en cantidades infimas como un elemento primordial de origen natural en 1971 44 La disposicion de la tabla periodica estandar 45 es atribuible a Horace Groves Deming un quimico americano que en 1923 publico una tabla periodica de 18 columnas 46 En 1928 Merck and Company preparo un folleto con esta tabla que fue ampliamente difundida en las escuelas estadounidenses Por la decada de 1930 estaba apareciendo en manuales y enciclopedias de quimica Tambien se distribuyo durante muchos anos por la empresa Sargent Welch Scientific Company 47 48 49 Mecanica cuantica y expansion progresiva de la tabla Editar La tabla periodica de Mendeleyev presentaba ciertas irregularidades y problemas En las decadas posteriores tuvo que integrar los descubrimientos de los gases nobles las tierras raras y los elementos radioactivos Otro problema adicional eran las irregularidades que existian para compaginar el criterio de ordenacion por peso atomico creciente y la agrupacion por familias con propiedades quimicas comunes Ejemplos de esta dificultad se encuentran en las parejas telurio yodo argon potasio y cobalto niquel en las que se hace necesario alterar el criterio de pesos atomicos crecientes en favor de la agrupacion en familias con propiedades quimicas semejantes Durante algun tiempo esta cuestion no pudo resolverse satisfactoriamente hasta que Henry Moseley 1867 1919 realizo un estudio sobre los espectros de rayos X en 1913 Moseley comprobo que al representar la raiz cuadrada de la frecuencia de la radiacion en funcion del numero de orden en el sistema periodico se obtenia una recta lo cual permitia pensar que este orden no era casual sino reflejo de alguna propiedad de la estructura atomica Hoy sabemos que esa propiedad es el numero atomico Z o numero de cargas positivas del nucleo La explicacion que se acepta actualmente de la ley periodica surgio tras los desarrollos teoricos producidos en el primer tercio del siglo XX cuando se construyo la teoria de la mecanica cuantica Gracias a estas investigaciones y a desarrollos posteriores se acepta que la ordenacion de los elementos en el sistema periodico esta relacionada con la estructura electronica de los atomos de los diversos elementos a partir de la cual se pueden predecir sus diferentes propiedades quimicas 50 En 1945 Glenn Seaborg un cientifico estadounidense sugirio que los actinidos como los lantanidos estaban llenando un subnivel f en vez de una cuarta fila en el bloque d como se pensaba hasta el momento Los colegas de Seaborg le aconsejaron no publicar una teoria tan radical ya que lo mas probable era arruinar su carrera Como consideraba que entonces no tenia una carrera que pudiera caer en descredito la publico de todos modos Posteriormente se encontro que estaba en lo cierto y en 1951 gano el Premio Nobel de Quimica por su trabajo en la sintesis de los actinidos 51 52 n 3 En 1952 el cientifico costarricense Gil Chaverri presento una nueva version basada en la estructura electronica de los elementos la cual permite ubicar las series de lantanidos y actinidos en una secuencia logica de acuerdo con su numero atomico 54 Aunque se producen de forma natural pequenas cantidades de algunos elementos transuranicos 11 todos ellos fueron descubiertos por primera vez en laboratorios el primero de los cuales fue el neptunio sintetizado en 1939 La produccion de estos elementos ha expandido significativamente la tabla periodica 55 Debido a que muchos son altamente inestables y decaen rapidamente son dificiles de detectar y caracterizar cuando se producen Han existido controversias relativas a la aceptacion de las pretensiones y derechos de descubrimiento de algunos elementos lo que requiere una revision independiente para determinar cual de las partes tiene prioridad y por lo tanto los derechos del nombre Flerovio elemento 114 y livermorio elemento 116 fueron nombrados el 31 de mayo de 2012 56 En 2010 una colaboracion conjunta entre Rusia y Estados Unidos en Dubna region de Moscu Rusia afirmo haber sintetizado seis atomos de teneso elemento 117 57 El 30 de diciembre de 2015 la IUPAC reconocio oficialmente los elementos 113 115 117 y 118 completando la septima fila de la tabla periodica 58 El 28 de noviembre de 2016 se anunciaron los nombres oficiales y los simbolos de los ultimos cuatro nuevos elementos aprobados hasta la fecha por la IUPAC Nh nihonio Mc moscovio Ts teneso y Og oganeson 1 que sustituyen a las designaciones temporales Estructura y organizacion de la tabla periodica EditarLa tabla periodica actual es un sistema donde se clasifican los elementos conocidos hasta la fecha Se colocan De izquierda a derecha y de arriba abajo en orden creciente de sus numeros atomicos Los elementos estan ordenados en siete hileras horizontales llamadas periodos y en 18 columnas verticales llamadas grupos o familias 59 Hacia abajo y a la izquierda aumenta el radio atomico y el radio ionico Hacia arriba y a la derecha aumenta la energia de ionizacion la afinidad electronica y la electronegatividad Grupos Editar Ejemplo de tabla periodica en lengua vietnamita en la que figuran los tres sistemas de numeracion de los grupos A las columnas verticales de la tabla se las conoce como grupos o familias Hay 18 grupos en la tabla periodica estandar En virtud de un convenio internacional de denominacion los grupos estan numerados de 1 a 18 desde la columna mas a la izquierda los metales alcalinos hasta la columna mas a la derecha los gases nobles 60 Anteriormente se utilizaban numeros romanos segun la ultima cifra del convenio de denominacion de hoy en dia por ejemplo los elementos del grupo 4 estaban en el IVB y los del grupo 14 en el IVA En Estados Unidos los numeros romanos fueron seguidos por una letra A si el grupo estaba en el bloque s o p o una B si pertenecia al d En Europa se utilizaban letras en forma similar excepto que A se usaba si era un grupo precedente al 10 y B para el 10 o posteriores Ademas solia tratarse a los grupos 8 9 y 10 como un unico grupo triple conocido colectivamente en ambas notaciones como grupo VIII En 1988 se puso en uso el nuevo sistema de nomenclatura IUPAC y se desecharon los nombres de grupo previos 61 Algunos de estos grupos tienen nombres triviales no sistematicos como se ve en la tabla de abajo aunque no siempre se utilizan Los grupos del 3 al 10 no tienen nombres comunes y se denominan simplemente mediante sus numeros de grupo o por el nombre de su primer miembro por ejemplo el grupo de escandio para el 3 ya que presentan un menor numero de similitudes y o tendencias verticales 60 La explicacion moderna del ordenamiento en la tabla periodica es que los elementos de un grupo poseen configuraciones electronicas similares y la misma valencia entendida como el numero de electrones en la ultima capa Dado que las propiedades quimicas dependen profundamente de las interacciones de los electrones que estan ubicados en los niveles mas externos los elementos de un mismo grupo tienen propiedades quimicas similares y muestran una tendencia clara en sus propiedades al aumentar el numero atomico 62 Grupo 1 I A metales alcalinos Grupo 2 II A metales alcalinoterreos Grupo 3 III B familia del escandio tierras raras y actinidos Grupo 4 IV B familia del titanio Grupo 5 V B familia del vanadio Grupo 6 VI B familia del cromo Grupo 7 VII B familia del manganeso Grupo 8 VIII B familia del hierro Grupo 9 VIII B familia del cobalto Grupo 10 VIII B familia del niquel Grupo 11 I B familia del cobre Grupo 12 II B familia del zinc Grupo 13 III A terreos Grupo 14 IV A carbonoideos Grupo 15 V A nitrogenoideos Grupo 16 VI A calcogenos o anfigenos Grupo 17 VII A halogenos Grupo 18 VIII A gases nobles Por ejemplo los elementos en el grupo 1 tienen una configuracion electronica ns1 y una valencia de 1 un electron externo y todos tienden a perder ese electron al enlazarse como iones positivos de 1 Los elementos en el ultimo grupo de la derecha son los gases nobles los cuales tienen lleno su ultimo nivel de energia regla del octeto y por ello son excepcionalmente no reactivos y son tambien llamados gases inertes Los elementos de un mismo grupo tienden a mostrar patrones en el radio atomico energia de ionizacion y electronegatividad De arriba abajo en un grupo aumentan los radios atomicos de los elementos Puesto que hay niveles de energia mas llenos los electrones de valencia se encuentran mas alejados del nucleo Desde la parte superior cada elemento sucesivo tiene una energia de ionizacion mas baja ya que es mas facil quitar un electron en los atomos que estan menos fuertemente unidos Del mismo modo un grupo tiene una disminucion de electronegatividad desde la parte superior a la inferior debido a una distancia cada vez mayor entre los electrones de valencia y el nucleo 63 Hay excepciones a estas tendencias como por ejemplo lo que ocurre en el grupo 11 donde la electronegatividad aumenta mas abajo en el grupo 64 Ademas en algunas partes de la tabla periodica como los bloques d y f las similitudes horizontales pueden ser tan o mas pronunciadas que las verticales 65 66 67 Periodos Editar Las filas horizontales de la tabla periodica son llamadas periodos 68 El numero de niveles energeticos de un atomo determina el periodo al que pertenece Cada nivel esta dividido en distintos subniveles que conforme aumenta su numero atomico se van llenando en este orden 1s2s 2p3s 3p4s 3d 4p5s 4d 5p6s 4f 5d 6p7s 5f 6d 7p Siguiendo esa norma cada elemento se coloca segun su configuracion electronica y da forma a la tabla periodica Los elementos en el mismo periodo muestran tendencias similares en radio atomico energia de ionizacion afinidad electronica y electronegatividad En un periodo el radio atomico normalmente decrece si nos desplazamos hacia la derecha debido a que cada elemento sucesivo anadio protones y electrones lo que provoca que este ultimo sea arrastrado mas cerca del nucleo 69 Esta disminucion del radio atomico tambien causa que la energia de ionizacion y la electronegatividad aumenten de izquierda a derecha en un periodo debido a la atraccion que ejerce el nucleo sobre los electrones 63 La afinidad electronica tambien muestra una leve tendencia a lo largo de un periodo Los metales a la izquierda generalmente tienen una afinidad menor que los no metales a la derecha del periodo excepto para los gases nobles 70 La tabla periodica consta de 7 periodos Periodo 1 Periodo 2 Periodo 3 Periodo 4 Periodo 5 Periodo 6 Periodo 7 Bloques Editar La tabla periodica se puede tambien dividir en bloques de acuerdo a la secuencia en la que se llenan las capas de electrones de los elementos Cada bloque se denomina segun el orbital en el que en teoria reside el ultimo electron s p d y f 71 n 4 El bloque s comprende los dos primeros grupos metales alcalinos y alcalinoterreos asi como el hidrogeno y el helio El bloque p comprende los ultimos seis grupos que son grupos del 13 al 18 en la IUPAC 3A a 8A en America y contiene entre otros elementos todos los metaloides El bloque d comprende los grupos 3 a 12 o 3B a 2B en la numeracion americana de grupo y contiene todos los metales de transicion El bloque f a menudo colocado por debajo del resto de la tabla periodica no tiene numeros de grupo y se compone de lantanidos y actinidos 72 Podria haber mas elementos que llenarian otros orbitales pero no se han sintetizado o descubierto en este caso se continua con el orden alfabetico para nombrarlos Asi surge el bloque g que es un bloque hipotetico Metales metaloides y no metales Editar De acuerdo con las propiedades fisicas y quimicas que comparten los elementos se pueden clasificar en tres grandes categorias metales metaloides y no metales Los metales son solidos generalmente brillantes altamente conductores que forman aleaciones de unos con otros y compuestos ionicos similares a sales con compuestos no metalicos siempre que no sean los gases nobles La mayoria de los no metales son gases incoloros o de colores pueden formar enlaces covalentes con otros elementos no metalicos Entre metales y no metales estan los metaloides que tienen propiedades intermedias o mixtas 73 Metales y no metales pueden clasificarse en sub categorias que muestran una gradacion desde lo metalico a las propiedades no metalicas de izquierda a derecha en las filas metales alcalinos altamente reactivos metales alcalinoterreos menos reactivos lantanidos y actinidos metales de transicion y metales post transicion Los no metales se subdividen simplemente en no metales poliatomicos que por estar mas cercanos a los metaloides muestran cierto caracter metalico incipiente no metales diatomicos que son esencialmente no metalicos y los gases nobles que son monoatomicos no metalicos y casi completamente inertes Ocasionalmente tambien se senalan subgrupos dentro de los metales de transicion tales como metales refractarios y metales nobles 74 75 La colocacion de los elementos en categorias y subcategorias en funcion de las propiedades compartidas es imperfecta Hay un espectro de propiedades dentro de cada categoria y no es dificil encontrar coincidencias en los limites como es el caso con la mayoria de los sistemas de clasificacion 76 El berilio por ejemplo se clasifica como un metal alcalinoterreo aunque su composicion quimica anfotera y su tendencia a formar compuestos covalentes son dos atributos de un metal de transicion quimicamente debil o posterior El radon se clasifica como un no metal y un gas noble aunque tiene algunas caracteristicas quimicas cationicas mas caracteristicas de un metal Tambien es posible clasificar con base en la division de los elementos en categorias de sucesos mineralogicos o estructuras cristalinas La categorizacion de los elementos de esta forma se remonta a por lo menos 1869 cuando Hinrichs escribio que se pueden extraer lineas sencillas de limites para mostrar los elementos que tienen propiedades similares tales como metales y no metales o los elementos gaseosos 77 Otras formas de representar la tabla periodica EditarVariantes de la composicion del grupo 3 Editar Hay tres variantes principales de la tabla periodica cada una diferente en cuanto a la constitucion del grupo 3 Escandio e itrio se muestran de manera uniforme ya que son los dos primeros miembros de este grupo las diferencias dependen de la identidad de los miembros restantes 78 El grupo 3 esta formado por Sc Y y La Ac Lantano La y actinio Ac ocupan los dos puestos por debajo del itrio Y Esta variante es la mas comun 79 Hace hincapie en las similitudes de las tendencias periodicas bajando los grupos 1 2 y 3 a expensas de las discontinuidades en las tendencias periodicas entre los grupos 3 y 4 y la fragmentacion de los lantanidos y actinidos 80 El grupo 3 esta formado por Sc Y y Lu Lr Lutecio Lu y lawrencio Lr ocupan los dos puestos por debajo del itrio Esta variante conserva un bloque f de 14 columnas de ancho a la vez que desfragmenta a lantanidos y actinidos Enfatiza las similitudes de tendencias periodicas entre el grupo 3 y los siguientes grupos a expensas de discontinuidades en las tendencias periodicas entre los grupos 2 y 3 81 El grupo 3 esta formado por Sc Y y 15 lantanidos y 15 actinidos Las dos posiciones por debajo de itrio contienen los lantanidos y los actinidos posiblemente por notas al pie Esta variante enfatiza las similitudes en la quimica de los 15 elementos lantanidos La Lu a expensas de la ambiguedad en cuanto a los elementos que ocupan las dos posiciones por debajo de itrio del grupo 3 y aparentemente de un bloque f amplio de 15 columnas solo puede haber 14 elementos en cualquier fila del bloque f n 5 Las tres variantes se originan de las dificultades historicas en la colocacion de los lantanidos de la tabla periodica y los argumentos en cuanto a donde empiezan y terminan los elementos del bloque f 82 n 6 Se ha afirmado que tales argumentos son la prueba de que es un error de romper el sistema periodico en bloques fuertemente delimitados 84 Del mismo modo algunas versiones de la tabla dos marcadores han sido criticados por lo que implica que los 15 lantanidos ocupan la caja unica o lugar por debajo de itrio 85 n 7 en violacion del principio basico de un lugar un elemento n 8 Forma larga de la tabla periodica como resultado de la asignacion de los lantanidos y actinidos al grupo 3 bajo Sc e Y Tablas periodicas con estructura diferente Editar Vease tambien Alternativas de tablas periodicas La tabla periodica moderna a veces se expande a su forma larga o de 32 columnas restableciendo los elementos del bloque f a su posicion natural entre los bloques s y d A diferencia de la forma de 18 columnas esta disposicion da como resultado el aumento sin interrupciones a la secuencia de los numeros atomicos 87 Tambien se hace mas facil ver la relacion del bloque f con los otros bloques de la tabla periodica 88 Jensen aboga por una forma de tabla con 32 columnas con base en que los lantanidos y actinidos son relegados en la mente de los estudiantes como elementos opacos y poco importantes que pueden ser puestos en cuarentena e ignorados 89 A pesar de estas ventajas los editores generalmente evitan la formulacion de 32 columnas porque su relacion rectangular no se adapta adecuadamente a la proporcion de una pagina de libro 90 La tabla periodica en el formato de 32 columnas Los cientificos discuten la eficiencia de cada modelo de tabla periodica Muchos cuestionan incluso que la distribucion bidimensional sea la mejor Argumentan que se basa en una convencion y en conveniencia principalmente por la necesidad de ajustarlas a la pagina de un libro y otras presentaciones en el plano El propio Mendeleyev no estaba conforme y considero la distribucion en espiral sin suerte Algunos argumentos en favor de nuevos modelos consisten en por ejemplo la ubicacion del grupo de los lantanidos y de los actinidos fuera del cuerpo de la tabla e incluso que el helio deberia estar ubicado en el grupo 2 de los alcanioterreos pues comparte con ellos dos electrones en su capa externa 91 Por ello con los anos se han desarrollado otras tablas periodicas ordenadas en forma distinta como por ejemplo en triangulo piramide tablas en escalones torre y en espiral 9 A este ultimo tipo corresponde la galaxia quimica la espiral de Theodor Benfey 92 y la forma en espiral fractal de Melinda E Green 93 Se estima que se han publicado mas de 700 versiones de la tabla periodica 94 Segun Phillip Stewart si Mendeleyev hubiera seguido desarrollando el modelo en espiral hubiera podido predecir las propiedades de los halogenos Utilizando esta idea el propio Stewart creo una tabla periodica en espiral a la que dio en llamar Galaxia quimica en la que acomoda la longitud creciente de los periodos en los brazos de una galaxia en espiral 91 En palabras de Theodor Benfey la tabla y la ley periodica son el corazon de la quimica comparables a lo que la teoria de la evolucion en biologia que sucedio al concepto de la Gran Cadena del Ser y las leyes de la termodinamica en la fisica clasica Sin embargo la tabla periodica estandar como se muestra en los salones de clase y se utiliza en los libros de texto siempre me parecio completamente insatisfactoria Con sus lagunas de mamut en el primer y segundo periodos y las colecciones no unidas de lantanidos y actinidos flotantes por debajo de la tabla la ultima impresion que un estudiante tendria seria el sentido de la periodicidad de un elemento Theodor Benfey 3 Tabla en espiral de Benfey Su preocupacion pues era estrictamente pedagogica Por ese motivo diseno una tabla periodica oval similar a un campo de futbol que no mostraba saltos ni elementos flotantes 3 Ordena los elementos en una espiral continua con el hidrogeno en el centro y los metales de transicion los lantanidos y los actinidos ocupando las peninsulas 95 No obstante no se sintio satisfecho con el resultado ya que no tenia espacio suficiente para los lantanidos Por ello en un rediseno posterior creo una protusion para hacerles sitio y lo publico en 1964 en la revista de la que era redactor jefe Chemistry quimica de la American Chemical Society La tabla fue modificada para dejar abierta la posibilidad de acomodar nuevos elementos transuranicos que todavia no se habian detectado cuya existencia habia sido sugerida por Glenn Seaborg asi como otros cambios menores La espiral de Benfey fue publicada en calendarios libros de texto y utilizada por la industria quimica 3 por lo cual se volvio popular 96 La tabla fractal se basa en la continuidad de las caracteristicas del elemento al final de una fila con el que se encuentra al inicio de la siguiente lo que sugiere que la distribucion podria representarse mejor con un cilindro en lugar de fraccionar la tabla en columnas Ademas en algunos casos habia muchas diferencias entre algunos elementos con numeros atomicos bajos Por otra parte la tabla incorpora la familia de los actinidos y los lantanidos al diseno general ubicandolos en el lugar que les corresponderia por numero atomico en lugar de mantenerlos separados en dos grupos flotantes al final como sucede en la tabla estandar El resultado es que las familias en lugar de seguir columnas siguen arcos radiales Esta tabla evidencia la periodicidad introduciendo horquillas en el inicio de los periodos de longitud 8 18 y 32 93 La mayoria de las tablas periodicas son de dos dimensiones sin embargo se conocen tablas en tres dimensiones al menos desde 1862 pre data tabla bidimensional de Mendeleyev de 1869 Como ejemplos mas recientes se puede citar la Clasificacion Periodica de Courtines 1925 97 el Sistema de Lamina de Wrigley 1949 98 la helice periodica de Giguere 1965 99 y el arbol periodico de Dufour 1996 100 Se ha descrito que la Tabla Periodica de Stowe 1989 101 tiene cuatro dimensiones tres espaciales y una de color 102 Las diversas formas de tablas periodicas pueden ser consideradas como un continuo en la quimica fisica 103 Hacia el final del continuo quimico se puede encontrar por ejemplo la Tabla Periodica Inorganica de Rayner Canham 2002 104 que hace hincapie en las tendencias patrones relaciones y propiedades quimicas inusuales Cerca del final del continuo fisico esta la tabla periodica ampliada escalonada por la izquierda de Janet 1928 Tiene una estructura que muestra una relacion mas estrecha con el orden de llenado de electrones por capa y por asociacion la mecanica cuantica 105 En algun lugar en medio del continuo se ubica la ubica tabla periodica estandar se considera que expresa las mejores tendencias empiricas en el estado fisico la conductividad electrica y termica los numeros de oxidacion y otras propiedades facilmente inferidas de las tecnicas tradicionales del laboratorio quimico 106 Datos adicionales y controversias EditarElementos sin propiedades quimicas conocidas Editar Los elementos 108 hasio 112 copernicio y 114 flerovio no tienen propiedades quimicas conocidas Otros elementos superpesados pueden comportarse de forma diferente a lo que se predice por extrapolacion debido a los efectos relativistas por ejemplo se predijo que el flerovio exhibiria posiblemente algunas propiedades similares a las de los gases nobles aunque actualmente 2016 se coloca en el grupo del carbono 107 Sin embargo experimentos posteriores sugieren que se comporta quimicamente como plomo como se espera a partir de su posicion de la tabla periodica 108 Otras extensiones de la tabla periodica Editar Vease tambien Tabla periodica de los elementos ampliada No esta claro si los nuevos elementos encontrados continuaran el patron de la tabla periodica estandar como parte del periodo 8 o se necesitara nuevos ajustes o adaptaciones Seaborg espera que este periodo siga el patron previamente establecido exactamente de modo que incluiria un bloque s para los elementos 119 y 120 un nuevo bloque g para los proximos 18 elementos y 30 elementos adicionales continuarian los bloques actuales f d y p 109 Los fisicos tales como Pekka Pyykko han teorizado que estos elementos adicionales no seguirian la regla de Madelung que predice como se llenan de capas de electrones y por lo tanto afectaran la apariencia de la tabla periodica estandar 110 Elemento con el numero atomico mas alto posible Editar El numero de posibles elementos no se conoce En 1911 Elliot Adams con base en la disposicion de los elementos en cada fila de la tabla periodica horizontal predijo que no existirian los elementos de peso atomico superior a 256 lo que estaria entre los elementos 99 y 100 en terminos de hoy en dia 111 La estimacion reciente mas alta es que la tabla periodica puede terminar poco despues de la isla de estabilidad 112 que segun se considere un modelo relativista o no se centrara alrededor de Z 120 y N 172 o Z 124 126 y N 184 113 ya que la extension de la tabla periodica esta restringida por las lineas de goteo n 9 de protones y de neutrones 114 Otras predicciones del fin de la tabla periodica incluyen al elemento 128 de John Emsley 11 al elemento 137 de Richard Feynman 115 y al elemento 155 de Albert Khazan 11 n 10 Modelo de BohrEl modelo de Bohr no relativista exhibe dificultad para los atomos con numero atomico superior a 137 ya que estos requeririan que los electrones 1s viajen mas rapido que c la velocidad de la luz lo que lo vuelve inexacto y no se puede aplicar a estos elementos 117 Ecuacion relativista de DiracLa ecuacion relativista de Dirac tiene problemas para elementos con mas de 137 protones Para ellos la funcion de onda del estado fundamental de Dirac es oscilatoria y no hay diferencia entre los espectros de energia positivo y negativo como en la paradoja de Klein 118 Si se realizan calculos mas precisos teniendo en cuenta los efectos del tamano finito del nucleo se encuentra que la energia de enlace excede el limite para los elementos con mas de 173 protones Para los elementos mas pesados si el orbital mas interno 1s no esta lleno el campo electrico del nucleo tira de un electron del vacio lo que resulta en la emision espontanea de un positron 119 sin embargo esto no sucede si el orbital mas interno esta lleno de modo que el elemento 173 no es necesariamente el final de la tabla periodica 115 Colocacion del hidrogeno y el helio Editar Solamente siguiendo las configuraciones electronicas el hidrogeno configuracion electronica 1s1 y el helio 1s2 se colocan en los grupos 1 y 2 por encima de litio He 2s1 y berilio He 2s2 71 Sin embargo esta colocacion se utiliza rara vez fuera del contexto de las configuraciones electronicas cuando los gases nobles entonces llamados gases inertes fueron descubiertos por primera vez alrededor de 1900 se los identificaba como el grupo 0 lo que reflejaba que no se les conocia ninguna reactividad quimica en ese momento y el helio se coloco en la parte superior de ese grupo porque compartia esta situacion extrema Aunque el grupo cambio su numero formal muchos autores siguieron colocando al helio directamente por encima del neon en el grupo 18 uno de los ejemplos de tal colocacion es la tabla IUPAC actual 120 Las propiedades quimicas del hidrogeno no son muy cercanas a los de los metales alcalinos que ocupan el grupo 1 y por eso el hidrogeno a veces se coloca en otra parte una de las alternativas mas comunes es en el grupo 17 Una de las razones para ello es la estrictamente univalente quimica predominantemente no metalica del hidrogeno la del fluor el elemento colocado en la parte superior del grupo 17 es estrictamente univalente y no metalica A veces para mostrar como el hidrogeno tiene tanto propiedades correspondientes a las de los metales alcalinos y a los halogenos puede aparecer en dos columnas al mismo tiempo 121 Tambien puede aparecer por encima del carbono en el grupo 14 asi ubicado se adapta bien al aumento de las tendencias de los valores de potencial de ionizacion y los valores de afinidad de electrones y no se aleja demasiado de la tendencia de electronegatividad 122 Por ultimo el hidrogeno a veces se coloca por separado de cualquier grupo porque sus propiedades en general difieren de las de cualquier grupo a diferencia del hidrogeno los otros elementos del grupo 1 muestran un comportamiento extremadamente metalico los elementos del grupo 17 comunmente forman sales de ahi el termino halogeno los elementos de cualquier otro grupo muestran una quimica multivalente El otro elemento del periodo 1 el helio a veces se coloca separado de cualquier grupo tambien 123 La propiedad que distingue al helio del resto de los gases nobles a pesar de que su extraordinario caracter inerte esta muy cerca del neon y el argon 124 es que en su capa cerrada de electrones el helio tiene solo dos electrones en el orbital mas externo mientras que el resto de los gases nobles tienen ocho Grupos incluidos en los metales de transicion Editar Segun IUPAC un metal de transicion es un elemento cuyo atomo tiene una subcapa d incompleta o que puede dar lugar a cationes 125 De acuerdo con esta definicion todos los elementos en los grupos del 3 al 11 son metales de transicion y se excluye al grupo 12 que comprende zinc cadmio y mercurio Algunos quimicos consideran que los elementos del bloque d y los metales de transicion son categorias intercambiables incluyendo por tanto al grupo 12 como un caso especial de metal de transicion en el que los electrones d no participan normalmente en el enlace quimico El descubrimiento de que el mercurio puede utilizar sus electrones d en la formacion de fluoruro de mercurio IV HgF4 llevo a algunos cientificos a sugerir que el mercurio puede ser considerado un metal de transicion 126 Otros como Jensen argumentan que la formacion de un compuesto como HgF4 puede ocurrir solo bajo condiciones muy anormales Como tal el mercurio no puede ser considerado como un metal de transicion por ninguna interpretacion razonable en el sentido normal del termino 127 En otros casos hay quienes no incluyen al grupo 3 argumentando que estos no forman iones con una capa d parcialmente ocupada y por lo tanto no presentan las propiedades caracteristicas de la quimica de los metales de transicion 128 Elementos en el grupo 3 del periodo 6 y 7 Editar Aunque el escandio y el itrio son siempre los dos primeros elementos del grupo 3 la identidad de los proximos dos elementos no se resuelve O bien son lantano y actinio o lutecio y lawrencio Existen argumentos fisicos y quimicos para apoyar esta ultima disposicion 82 129 pero no todos los autores estan convencidos 130 Tradicionalmente se representa al lantano y al actinio como los restantes miembros del grupo 3 131 Se ha sugerido que este diseno se origino en la decada de 1940 con la aparicion de las tablas periodicas que dependen de las configuraciones electronicas de los elementos y la nocion de la diferenciacion de electrones Las configuraciones de cesio bario y lantano son Xe 6s1 Xe 6s2 y Xe 5d16s2 Por lo tanto el lantano tiene un electron diferenciador 5d y esto lo establece en el grupo 3 como el primer miembro del bloque d para el periodo 6 132 En el grupo 3 se ve un conjunto consistente de configuraciones electronicas escandio Ar 3d14s2 itrio Kr 4d15s2 y lantano Aun en el periodo 6 se le asigno al iterbio una configuracion electronica de Xe 4f135d16s2 y Xe 4f145d16s2 para el lutecio lo que resulta en un electron diferenciante 4f para el lutecio y lo establece firmemente como el ultimo miembro del bloque f para el periodo 6 132 Matthias 133 describe la colocacion del lantano en virtud del itrio como un error en el sistema periodico por desgracia propagado mayoritariamente por la compania Welch Sargent Welch y todo el mundo la copio Lavelle lo refuto aportando una serie de libros de referencia conocidos en los que se presentaban tablas periodicas con tal disposicion 134 Las primeras tecnicas para separar quimicamente escandio itrio y lutecio se basaron en que estos elementos se produjeron juntos en el llamado grupo de itrio mientras que La y Ac se produjeron juntos en el grupo del cerio 132 Por consiguiente en los anos 1920 y 30 algunos quimicos colocaron el lutecio en el grupo 3 en lugar del lantano n 11 Posteriores trabajos espectroscopicos encontraron que la configuracion electronica de iterbio era de hecho Xe 4f146s2 Esto significaba que iterbio y lutecio tenian 14 electrones f resultando en un electron diferenciante d en lugar de f para el ultimo lo que lo hacia un candidato igualmente valido para la siguiente posicion de la tabla periodica en el grupo 3 debajo del itrio 132 Varios fisicos en los anos 1950 y 60 optaron por lutecio a la luz de una comparacion de varias de sus propiedades fisicas con las del lantano 132 Esta disposicion en la que el lantano es el primer miembro del bloque f es cuestionada por algunos autores ya que este elemento carece de electrones f Sin embargo se ha argumentado que esta no es una preocupacion valida dado que existen otras anomalias en la tabla periodica como por ejemplo el torio que no tiene electrones f pero forma parte de ese bloque 135 En cuanto al lawrencio su configuracion electronica se confirmo en 2015 como Rn 5f147s27p1 lo que representa otra anomalia de la tabla periodica independientemente de si se coloca en el bloque d o f pues la potencialmente aplicable posicion de bloque p se ha reservado para el nihonio al que se le preve una configuracion electronica de Rn 5f146d107s27p1 136 Forma optima Editar Las muchas formas diferentes de la tabla periodica han llevado a preguntarse si existe una forma optima o definitiva Se cree que la respuesta a esta pregunta depende de si la periodicidad quimica tiene una verdad subyacente o es en cambio el producto de la interpretacion humana subjetiva dependiente de la circunstancias las creencias y las predilecciones de los observadores humanos Se podria establecer una base objetiva para la periodicidad quimica determinando la ubicacion del hidrogeno y el helio y la composicion del grupo 3 En ausencia de una verdad objetiva las diferentes formas de la tabla periodica pueden ser consideradas variaciones de la periodicidad quimica cada una de las cuales explora y hace hincapie en diferentes aspectos propiedades perspectivas y relaciones de y entre los elementos Se cree que la ubicuidad de la tabla periodica estandar es una consecuencia de su diseno que tiene un equilibrio de caracteristicas en terminos de facilidad de construccion y tamano y su descripcion de orden atomico y tendencias periodicas 23 137 Elementos EditarEstado de los elementos en condiciones normales de presion y temperatura 0 C y 1 atm Gases Editar Elemento Simbolo Grupo Periodo Atomo Masa Protones Neutrones ElectronesHidrogeno H 1 1 1 1 1 0 1Nitrogeno N 15 2 7 14 7 7 7Oxigeno O 16 2 8 16 8 8 8Fluor F 17 2 9 19 9 10 9Cloro Cl 17 3 17 35 17 19 17Helio He 18 1 2 4 2 2 2Neon Ne 18 2 10 20 10 10 10Argon Ar 18 3 18 40 18 22 18Kripton Kr 18 4 36 84 36 48 36Xenon Xe 18 5 54 131 54 77 54Radon Rn 18 6 86 222 86 136 86Liquidos Editar Elemento Simbolo Grupo Periodo Atomo Masa Protones Neutrones ElectronesCesio Cs 1 6 55 133 55 78 55Francio Fr 1 7 87 223 87 136 87Mercurio Hg 12 6 80 201 80 121 80Galio Ga 13 4 31 70 31 39 31Bromo Br 17 4 35 80 35 45 35Elementos de transicion Editar Elemento Simbolo Grupo Periodo Atomo Masa Protones Neutrones ElectronesRutherfordio Rf 4 7 104 261 104 157 104Dubnio Db 5 7 105 262 105 157 105Seaborgio Sg 6 7 106 263 106 157 106Tecnecio Tc 7 5 43 99 43 56 43Bohrio Bh 7 7 107 262 107 155 107Hassio Hs 8 7 108 265 108 157 108Meitnerio Mt 9 7 109 266 109 157 109Darmstadtio Ds 10 7 110 271 110 161 110Roentgenio Rg 11 7 111 272 111 161 111Copernicio Cn 12 7 112 272 112 160 112Nihonio Nh 13 7 113 283 113 170 113Flerovio Fl 14 7 114 285 114 171 114Moscovio Mc 15 7 115 288 115 173 115Livermorio Lv 16 7 116 289 116 173 116Teneso Ts 17 7 117 291 117 174 117Oganeson Og 18 7 118 293 118 175 118Elementos lantanidos y actinidos Editar Elemento Simbolo Grupo Periodo Atomo Masa Protones Neutrones ElectronesPrometio Pm Lantanido 61 147 61 86 61Neptunio Np Actinido 93 237 93 144 93Plutonio Pu Actinido 94 244 94 150 94Americio Am Actinido 95 243 95 148 95Curio Cm Actinido 96 247 96 151 96Berkelio Bk Actinido 97 247 97 150 97Californio Cf Actinido 98 251 98 153 98Einstenio Es Actinido 99 252 99 153 99Fermio Fm Actinido 100 257 100 157 100Mendelevio Md Actinido 101 258 101 157 101Nobelio No Actinido 102 259 102 157 102Laurencio Lr Actinido 103 262 103 159 103Solidos alcalinos y alcalinoterreos Editar Elemento Simbolo Grupo Periodo Atomo Masa Protones Neutrones ElectronesLitio Li Alcalino 2 3 7 3 4 3Sodio Na Alcalino 3 11 23 11 12 11Potasio K Alcalino 4 19 39 19 20 19Rubidio Rb Alcalino 5 37 86 37 49 37Berilio Be Alcalinoterreo 2 4 9 4 5 4Magnesio Mg Alcalinoterreo 3 12 24 12 12 12Calcio Ca Alcalinoterreo 4 20 40 20 20 20Estroncio Sr Alcalinoterreo 5 38 88 38 50 38Bario Ba Alcalinoterreo 6 56 137 56 81 56Radio Ra Alcalinoterreo 7 88 226 88 138 88Solidos de las familias del escandio titanio vanadio y cobre Editar Elemento Simbolo Grupo Periodo Atomo Masa Protones Neutrones ElectronesEscandio Sc Escandio 4 21 45 21 24 21Itrio Y Escandio 5 39 89 39 50 39Lantano La Escandio 6 57 139 57 82 57Actinio Ac Escandio 7 89 227 89 138 89Titanio Ti Titanio 4 22 48 22 26 22Circonio Zr Titanio 5 40 91 40 51 40Hafnio Hf Titanio 6 72 179 72 105 72Vanadio V Vanadio 4 23 50 23 27 23Niobio Nb Vanadio 5 41 93 41 52 41Tantalio Ta Vanadio 6 73 181 73 108 73Cobre Cu Cobre 4 29 64 29 35 29Plata Ag Cobre 5 47 107 47 61 47Oro Au Cobre 6 79 196 79 118 79Vease tambien EditarAlternativas de tablas periodicas Tabla periodica de los elementos ampliada Tabla periodica ampliada escalonada por la izquierda La tabla periodica de Dmitri Mendeleyev Nomenclatura quimica de los compuestos inorganicos para consultar los numeros de valencia de los elementos Anexo Elementos quimicos por simbolo Anexo Elementos quimicos por orden alfabetico Abundancia de los elementos quimicos Nombres de los elementos Descubrimiento de los elementos quimicosNotas Editar Los elementos descubiertos inicialmente por sintesis y mas tarde en la naturaleza son el tecnecio 43 el prometio 61 el astato 85 el neptunio 93 y el plutonio 94 En esta epoca los llamados gases nobles no habian sido aun descubiertos Ya en 1892 se habia postulado una tabla periodica extralarga con una segunda fila para dar cabida a los elementos conocidos y desconocidos con un peso atomico mayor de bismuto torio protactinio y uranio por ejemplo La mayoria de los investigadores sin embargo considero que estos elementos eran analogos a los del grupo 3 de transicion hafnio tantalio y tungsteno La existencia de una segunda serie de transicion interna en forma de los actinidos no fue aceptado hasta que establecieron similitudes con las estructuras electronicas de los lantanidos 53 Hay inconsistencias y algunas irregularidades en esta convencion Por ejemplo el helio aparece en el bloque p pero de hecho es un elemento del bloque s y por ejemplo la subcapa d en el bloque d se llena cuando se alcanza el bloque 11 en lugar del 12 Housecroft C E amp Sharpe A G 2008 Inorganic Chemistry 3ra ed en ingles Se atribuye al quimico checo Bohuslav Brauner la separacion de los lantanidos desde el cuerpo principal de la tabla periodica quien en 1902 asigna todos ellos Ce etc a una posicion en el grupo 4 por debajo de circonio Esta disposicion se conoce como la hipotesis de asteroides en analogia con los asteroides que ocupan una sola orbita en el sistema solar Antes de eso los lantanidos fueron en general y con exito colocados a lo largo de los grupos I a VIII en la forma mas antigua de la tabla periodica de 8 columnas Aunque se registran predecesores del arreglo de Brauner desde 1895 se sabe que se han referido a la quimica de los asteroides en una carta de 1881 a Mendeleev Otros autores asignan todos los lantanidos al grupo 3 los grupos 3 y 4 o los grupos 2 3 y 4 En 1922 Niels Bohr continuo el proceso de desprendimiento mediante la localizacion de los lantanidos entre los bloques s y d En 1949 Glenn T Seaborg presenta la forma de tabla periodica que es popular hoy en dia en la que lantanidos y actinidos aparecen como notas al pie Publico por primera vez su tabla en un informe clasificado en 1944 Fue publicado de nuevo por el en 1945 en Chemical and Engineering News y en 1949 varios autores comentaron y en general estuvieron de acuerdo con su propuesta En ese ano se observo que el mejor metodo de presentar los actinidos parecia ser colocandolos a continuacion y como analogos de los lantanidos 82 83 Jensen escribe Los dos cuadros bajo Sc e Y o contienen los numeros atomicos 57 71 y 89 103 o los simbolos de La Lu y Ac Lr respectivamente lo que indica que los 30 elementos en la nota al pie solo pertenecen a esas dos cajas La ampliacion de dicha tabla en una de 32 columnas requeriria estirar las cajas de Sc e Y para que abarquen todos los 15 de las columnas insertadas Habashi intenta superar esta objecion mediante la colocacion de los 15 lantanidos en una torre de gran altura de 15 plantas que se eleva desde la posicion de la tabla periodica por debajo del itrio 86 Para cada masa atomica existe una cantidad maxima de protones y otra de neutrones que pueden mantenerse unidos Si se realiza un diagrama de Segre con esta informacion se obtienen dos lineas a las que se denomina lineas de goteo de protones y neutrones respectivamente porque si se agregan mas nucleidos se escurririan o gotearian sin unirse al nucleo en forma permanente 113 P J Karol sostiene que los efectos gravitacionales podrian llegar a ser significativos cuando los numeros atomicos se vuelvan astronomicamente grandes superando de esta manera otros fenomenos de inestabilidad generados por la gran masa de los nucleos y que las estrellas de neutrones con numeros atomicos del orden de 1021 podrian considerarse como la representacion de los elementos mas pesados conocidos en el universo 116 El fenomeno de la separacion en grupos distintos es causado por el incremento de la basicidad con el aumento del radio y no constituye una razon fundamental para mostrar al lutecio debajo del itrio en lugar del lantano Asi entre los metales alcalinoterreos del grupo 2 el magnesio menos basico pertenece al grupo soluble y calcio estroncio y bario mas basicos estan en el grupo del carbonato de amonio Sin embargo rutinariamente se los coloca a todos en el mismo grupo Referencias Editar a b c d IUPAC Periodic Table of Elements 30 de noviembre de 2016 en ingles Consultado el 30 de noviembre de 2016 Cuatro nuevos elementos aprobados oficialmente por la IUPAC Nh Mc Ts y Og Klein Cornelis Hurlbut Cornelius S 1996 Manual de mineralogia Reverte ISBN 9788429146066 Consultado el 5 de febrero de 2018 a b c d Benfey Theodor 2009 The biography of a periodic spiral from Chemistry Magazine via Industry to a Foucalt Pendulum Bull Hist Chem en ingles 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