Taula periòdica de Mendeléyev

La taula periòdica de Mendeléyev, publicada en l'any 1869, va ser la primera taula periòdica dels elements, en els que el conjunt d'elements químics coneguts es varen classificar en la seua totalitat. El punt de partida d'esta classificació dels elements químics es basa en l'hipòtesis, ya apuntada per atres científics anteriors, de que certes propietats dels elements són funció periòdica dels seus pesos atòmics i que en colocar-los en columnes verticals, les propietats es repetien a intervals regulars, lo que va permetre a J. W. Döbereiner o a John A. R. Newlands, realisar algunes classificacions parcials per a famílies o grups d'elements.^[1]^[2]En la taula periòdica de Mendeléyev, Dmitri Mendeléyev va colocar tots els elements coneguts en aquella época, inicialment uns 60, i els va ordenar en columnes de pes atòmic creixent, procurant que els elements en propietats similars aparegueren en la mateixa fila. En algun cas, per a que les propietats coincidiren, sobretot la valència, principal propietat seguida per Mendeléyev, va tindre que alterar l'orde i en atres casos, deixar buits.^[3]^[4]

Primers intents

Des dels començos del desenroll de la química moderna, els químics varen intentar sistematisar, en la mida de lo possible, les diferents relacions que pogueren existir entre els elements o els seus composts, de manera que el seu estudi es fera lo més senzill possible. Açò, en un primer moment, va supondre una tasca molt complexa, puix solament es coneixien uns pocs elements i alguns, que es consideraven elements, com el calòric i el lumínico de Lavoisier, ni tan sols ho eren, puix eren formes d'energia que intervenien en les reaccions per a transformar les substàncies químiques. Els primers intents de classificació dels elements químics varen escomençar a donar-se al començament de el XIX, quan ya es coneixia un important keke d'ells. Per estes dates ya era possible agrupar alguns advinculas en famílies o grups en propietats o reactivitat anàlogues. A mida que va escomençar a generalisar-se l'ocupació dels pesos atòmics i a tindre clara la diferència entre pesos equivalents i pesos atòmics, els químics varen poder dispondre de certs valors numèrics, característics de cada element, que podien facilitar la busca de relacions entre elements. En este sentit, Wolfgang Döbereiner, cap a 1816, va descobrir que el pes atòmic de l'estronci era aproximadament igual al valor mig de la suma dels pesos atòmics del calcio i del bari. Igualment, va trobar que esta mateixa situació es donava en el bromo, el pes atòmic del qual era intermig als pesos atòmics del clor i del yodo. En atres paraules, existia una relació numèrica entre certs elements pertanyents a una mateixa família. Esta predicció va ser posteriorment confirmada per Berzelius, que despuix de la publicació de la seua taula de pesos atòmics, va permetre a Döbereiner establir la possibilitat de l'existència d'atres casos, denominant a estes agrupacions de tres elements en propietats químiques similars i pesos atòmics relacionats, tríades. A mida que es varen ser descobrint nous elements es va poder establir que existia la tríade formada per liti, sodi i potassi i la formada per sofre, seleni i teluro.^[5]

Classificació de Newlands publicada en 1866. Cada columna vertical és una "octava". L'element G (glucinio) correspon a l'actual Berili.

Més vesprada, en 1863 i anys posteriors, Jon Alexander R. Newlands, va publicar una série de treballs en els que va mostrar que, si els elements es colocaven en orde creixent a la seua massa atòmica, les seues propietats generals es repetien cada huit elements (encara no es coneixien els gasos nobles). Newlands, que tenia formació musical, va notar certa similitut en l'escala musical, formada per sèt notes, de manera que la següent, l'octava, és una repetició de la primera, per lo que va denominar a esta relació entre elements químics, Llei d'Octaves. Esta llei es complia en prou exactitut per a les dos primeres octaves (columnes), pero a partir d'esta, apareixien entremesclats metals en no metals i alguns elements en propietats clarament diferents, per lo que la seua proposta no va ser acceptada i inclús alguns la varen prendre a broma i la varen ridiculisar.^[1]^[6]

Atres intents es varen portar a terme per les mateixes dates en que Newlands intentava classificar els elements en "octaves". William Odling va fer pública, en 1864, una classificació global dels elements coneguts fins a llavors. Els va colocar en orde creixent dels seus pesos atòmics, distribuint-los en cinc columnes, deixant buits entre elements i fent coincidir en la mateixa fila elements en propietats similars, pero, al contrari que Newlands, no va propondre cap llei de periodicitat. En 1862, el geólogo francés Béguyer de Chancourtois va preparar un gràfic en els elements ordenats segons el seu pes atòmic i els va representar en una espècie d'hèliç, de manera que es produïra un regrés complet cada 16 unitats de massa (pes atòmic de l'oxigen). Al enrollar el gràfic formant un cilindre, els elements en propietats similars tendien a coincidir en la mateixa vertical. Encara que Chancourtois va publicar el seu treball, est va passar desapercebut.^[4]^[7]

Classificació de Mendeléyev

Els alvanços en la classificació dels elements portats a terme per Newlands, Odling o Chancourtois, aixina com per atres químics de l'época, solament va ser possible despuix del congrés de Karslruhe, en 1860, a on va quedar definitivament resolta la qüestió entre pesos atòmics i pesos equivalents i les diferències entre abdós conceptes. No obstant, els treballs i propostes de Newlands, Odling o Chancourtois varen passar prou desapercebuts, per lo que provablement no varen influir en l'enfocament que va donar Mendeléyev a la seua classificació periòdica. La Llei d'Octaves de Newlands va ser desacreditada per la Societat Química de Londres i solament va ser reconeguda com a aportació a la periodicitat dels elements despuix de la publicació de les primeres taules periòdiques de Mendeléyev, una volta que va quedar plenament demostrada i acceptada la periodicitat de les propietats dels elements. Respecte al denominat Tornell Telúric de Chancourtois, el fet de que les seues observacions i estudis els publicara en una revista de geologia, utilisant un llenguage poc químic i sense l'aportació del gràfic o diagrama que demostrava la periodicitat, va fer que esta aportació fòra d'escassa acceptació. Com en el cas de Newlands, una volta que va ser acceptat el concepte de periodicitat, l'Acadèmia Francesa de les Ciències va publicar un diagrama del tornell com a reivindicació d'esta aportació.^[3] Per últim, respecte a la classificació de Odling, la taula que va publicar tenia certa semblança en la que anys despuix publicaria Mendeléyev, pero no va indicar cap relació entre els pesos atòmics i la periodicitat de les propietats químiques dels elements, lo que, unit a certes inconsistencias mostrades, va fer que este treball també passara desapercebut.^[7]

Primera taula periòdica de Mendeléyev

Sobre Mendeléyev, est va acometre la qüestió de la classificació utilisant el conjunt de propietats físiques i químiques dels elements coneguts fins a eixe moment. Per a això, va preparar un conjunt de targetes i en cada una d'elles va escriure el nom, símbol i propietats dels elements. En elles va fer numeroses combinacions buscant algun patró en les propietats que permeteren vincular als grups d'elements similars fins que va trobar un patró segons el qual, quan es colocaven en orde de pesos atòmics creixents, hi havia certes propietats químiques, com la valència i tipos de combinacions que formaven en atres elements, especialment l'oxigen, que es repetien a intervals periòdics, que no regulars; és dir, alguna cosa semblat al descobriment de Newlands, pero en menys rigidea que la Llei d'Octaves. Ademés, en molt bon criteri, va supondre que deuria haver elements per descobrir, per lo que va alinear els elements de la mateixa família en files deixant buits i com l'hidrogen no semblava encaixar en cap d'esta files, ho va deixar aparte, separat del restant dels elements.^[3] En ordenar els elements baix estes premisses pronte varen escomençar a aparéixer els grups millor coneguts en aquella época, com el dels halógenos, els metals alcalinos, la família del nitrogen (elements nitrogenoideos) o els de la família de l'oxigen (elements anfígenos). D'esta manera va preparar la primera taula periòdica que es va publicar en 1869 en Zhurnal Rússkovo Jimícheskovo Óbschestva (Revista de la Societat Química Russa) i en una versió en alemà, eixe mateix any en Zeitschirft für Chemie (Revista de química).^[7]

Esta primera classificació periòdica estava formada per 63 elements colocats en sis columnes, cada una en diferent número d'elements pero agrupats en files d'elements en propietats similars, especialment la valència. Alguns elements estan marcats en interrogant, anterior o posterior, puix Mendeléyev no tenia clar que eixa fora la seua massa atòmica ya que presentaven "anomalies" en el seu comportament químic. Presuponia que podien estar mal calculats (com aixina va ocórrer en el erbi, itri, indi i tori, encara que no en el teluro, or i bismut, les masses atòmiques del qual s'aproximen prou a les acceptades actualment). Ademés, hi havia alguns elements, que Mendeléyev considerava que estaven per descobrir. Apareixen en un interrogant, sense símbol i en la massa atòmica que, segons Mendeléyev, els correspondria per la seua posició en la taula.^[8]

Primera Taula periòdica de Mendeléyev (1869) (extreta i adaptada de la versió en alemà)
I	II	III	IV	V
.	.	.	Tu = 50	Zr = 90	? = 180
.	.	.	V = 51	Nb = 94	Ta = 182
.	.	.	Cr = 52	Mo = 96	W = 186
.	.	.	Mn = 55	Rh = 104,4	Pt = 197,4
.	.	.	Fe = 56	Ru = 104,4	Anar = 198
.	.	.	Ni = Co = 59	Pd = 106,6	Vos = 199
H = 1	.	.	Cu = 63,4	Ag = 108	Hg = 200
.	Be = 9,4	Mg = 24	Zn = 65,4	Cd = 112	.
.	B = 11	A el = 27,4	? = 68	Ur = 116***	Au = 197?
.	C = 12	Si = 28	? = 70	Sn = 118	.
.	N = 14	P = 31	As = 75	Sb = 122	Bi = 210?
.	O = 16	S = 32	Es = 79,4	Et = 128?	.
.	F = 19	Cl = 35,5	Br = 80	J = 127****	.
Li = 7	Na = 23	K = 39	Rb = 85,4	Cs = 133	Tl = 204
.	.	Ca = 40	Sr = 87,6	Ba = 137	Pb = 207
.	.	? = 45	Ce = 92	.	.
.	.	?Er = 56	La = 94	.	.
.	.	?Yt = 60*	Vaig donar = 95**	.	.
.	.	?In = 75,6	Th = 118?	.	.
Correspon a Itri, actualment I. **Didimio, una mescla de Praseodimi i Neodimi, de propietats tan paregudes que es creïa que eren un sol element. Correspon al Urani, actualment U. *Correspon a Yodo (possiblement una errata. En la versió original en rus apareix com a I)

Segona taula periòdica de Mendeléyev

Mendeléyev va continuar estudiant, revisant i modificant la seua taula periòdica durant els següents anys. En 1871, va publicar un nou estudi, més depurat i extens en una nova taula periòdica que presentava els elements agrupats verticalment d'acort en la seua valència i en relació en les proporcions dels seus estats de màxima oxidació, escomençant pels elements de valència 1 (Grup I); és dir els que formen òxits tipo R₂O (en aquella época, R²O, puix s'ampraven superíndexs per a establir les proporcions atòmiques dels composts). El següent grup corresponia als elements de valència 2, és dir, els que formaven òxits tipo RO i aixina, successivament. En els casos en que un element poguera formar més d'un òxit, es va fixar en el de major estat d'oxidació (grup VII), colocant en este grup els halógenos, que poden aplegar a formar òxits tipo R₂O₇ (Cl₂O₇; Br₂O₇ o I₂O₇). També es va fixar, com a criteri complementari, en el tipo de combinació dels elements en l'hidrogen (grups IV a el VII). Dins de cada grup, els elements s'ordenaven segons el seu pes atòmic creixent. El grup VIII deuria haver permaneixcut vacant, puix no existix la valència 8. Mendeléyev ho va utilisar per a colocar alguns elements de difícil encaix en els atres grups, com les tríades de pesos atòmics similars; ferro, cobalt i níquel; ruteni rodio i paladi i osmi, iridi i platí. Atres elements, com coure, argent i or els va colocar simultàneament, en el grup I i en el grup VIII. En eixa época, a penes es coneixien alguns dels elements hui dia denominats terres rares, per lo que apareixen mesclats en atres elements.^[5]

Com en la primera taula, en esta també va deixar buits, va presentar interrogants en aquells elements que considerava que hi havia errors en el seu pesos atòmics i va estimar el pes atòmic que tindrien alguns elements quan estos es descobriren, predient les propietats químiques que estos tindrien i posant-los noms provisionals. Per eixemple, l'element de pes atòmic 68, colocat entre alumini i indi (columna dreta del grup III) ho va denominar eka-alumini. Igualment, a l'element desconegut de pes atòmic 72, en el grup IV, columna dreta, entre silici i estany, ho va denominar eka-silici.^[8] Va amprar els prefixos numerals sánscritos eka Plantilla:Script, dvi Plantilla:Script i tri Plantilla:Script (un, dos i tres) evocant els sutras de Shiva en el Aṣṭādhyāiī de Pāṇini. En 1875 el francés Lecoq de Boisbaudran va trobar al eka-alumini i ho va cridar gali i en 1886 l'alemà Winkler va trobar el germani, que es corresponia en el eka-silici. En abdós casos, les propietats predites per Mendeléyev encaixaven prou be en les propietats reals.

Propietats del Eka-alumini i el gali

Propietats	Eka-alumini	Gali
Massa atòmica	68	69 . 3
Densitat(g/cm³)	5 . 9	5 . 93
Punt de fusió (°C)	Baix	30 . 17
Òxit	Ea₂O₃	Ga₂O₃
Fòrmula del Clorur	Ea₂Cl₆	Ga₂Cl₆

Propietats del Eka-silici i el germani

Propietat	Eka-silici	Germani
Massa atòmica	72	72.53
Densitat(g/cm³)	5.9	5.32
Punt de fusió(°C)	alt	947
Color	negre	gris
Electronegatividad (g/cm³)	4.7	4.7
Oxicidad.	base dèbil	base dèbil
Punt d'ebullició	per davall 100 °C	86 °C (GeCl₄)
Densitat del clorur (g/cm³)	1.9	1.908

Referències

↑ ^1,0 ^1,1 Leicester, Henry M. (1967). «Cap. 20. La sistematisació de la Química Inorgànica», Panorama Històric de la Química, Madrit: Alhambra.
↑ Asimov, Isaac (1992). «Cap. 11. En orde de pesos atòmics ...», La busca dels elements, Barcelona: Plaça & Janés. ISBN 84-01-45913-3.
↑ ^3,0 ^3,1 ^3,2 Aragó de la Creu, Francisco (2004). «Cap. 4. Evolució històrica de la classificació dels elements químics», Història de la Química, Madrit: Síntesis. ISBN 84-9756-165-1.
↑ ^4,0 ^4,1 Asimov, Isaac (2003). «Cap. 8. La taula periòdica», Breu història de la Química. Introducció a les idees i conceptes de la química., Madrit: Aliança. ISBN 84-206-3979-6.
↑ ^5,0 ^5,1 Hudson, John (1994). «The Karlsruhe Congres and its Aftermath», The history of chemistry, reprinted edició (en Anglés), Chapman & Hall, p. 127. ISBN 978-0-412-03641-5.
↑ Morcillo, J. (1980). «Cap. 5. Estructura atòmica i classificació periòdica-I», Temes bàsics de Química, Madrit: Alhambra. ISBN 84-205-0382-7.
↑ ^7,0 ^7,1 ^7,2 Mierzecki, Roman (1991). «Cap. 3.8. Classification of the elements», The historical development of chemical concepts (en Anglés), Kluwer Academic Publishers ; PWN-Polish Scientific Publishers. ISBN 978-0-7923-0915-4.
↑ ^8,0 ^8,1 Strathern, Paul (2000). «Cap. 14. La taula periòdica», El somi de Mendeléiev. De l'alquímia a la química, Sigle veintiuno. ISBN 84-323-1046-8.

Este artícul conté una traducció derivada de «Tabla periódica de Mendeléyev» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.

[:0-1] 1,0 ^1,1 Leicester, Henry M. (1967). «Cap. 20. La sistematisació de la Química Inorgànica», Panorama Històric de la Química, Madrit: Alhambra.

[2] Asimov, Isaac (1992). «Cap. 11. En orde de pesos atòmics ...», La busca dels elements, Barcelona: Plaça & Janés. ISBN 84-01-45913-3.

[:2-3] 3,0 ^3,1 ^3,2 Aragó de la Creu, Francisco (2004). «Cap. 4. Evolució històrica de la classificació dels elements químics», Història de la Química, Madrit: Síntesis. ISBN 84-9756-165-1.

[:1-4] 4,0 ^4,1 Asimov, Isaac (2003). «Cap. 8. La taula periòdica», Breu història de la Química. Introducció a les idees i conceptes de la química., Madrit: Aliança. ISBN 84-206-3979-6.

[:4-5] 5,0 ^5,1 Hudson, John (1994). «The Karlsruhe Congres and its Aftermath», The history of chemistry, reprinted edició (en Anglés), Chapman & Hall, p. 127. ISBN 978-0-412-03641-5.

[6] Morcillo, J. (1980). «Cap. 5. Estructura atòmica i classificació periòdica-I», Temes bàsics de Química, Madrit: Alhambra. ISBN 84-205-0382-7.

[:3-7] 7,0 ^7,1 ^7,2 Mierzecki, Roman (1991). «Cap. 3.8. Classification of the elements», The historical development of chemical concepts (en Anglés), Kluwer Academic Publishers ; PWN-Polish Scientific Publishers. ISBN 978-0-7923-0915-4.

[:5-8] 8,0 ^8,1 Strathern, Paul (2000). «Cap. 14. La taula periòdica», El somi de Mendeléiev. De l'alquímia a la química, Sigle veintiuno. ISBN 84-323-1046-8.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]