2.5: La Tabla Periódica
A medida que los primeros químicos descubrieron más elementos, se dieron cuenta de que varios elementos podrían agruparse por sus comportamientos químicos similares. Uno de estos grupos incluye el litio (Li), el sodio (Na) y el potasio (K). Todos estos elementos son brillantes, conducen bien el calor y la electricidad, y tienen propiedades químicas similares. Una segunda agrupación incluye el calcio (Ca), el estroncio (Sr) y el bario (Ba), que también son brillantes, buenos conductores de calor y electricidad, y tienen propiedades químicas en común. Sin embargo, las propiedades específicas de estas dos agrupaciones son notablemente diferentes entre sí. Por ejemplo, Li, Na y K son mucho más reactivos que Ca, Sr y Ba. Además, Li, Na y K forman compuestos con oxígeno en una proporción de dos de sus átomos por un átomo de oxígeno, mientras que Ca, Sr y Ba forman compuestos con uno de sus átomos por un átomo de oxígeno. El flúor (F), el cloro (Cl), el bromo (Br) y el yodo (I) también presentan propiedades similares entre sí, pero estas propiedades son drásticamente diferentes de las de cualquiera de los elementos anteriores.
Dimitri Mendeleev en Rusia (1869) y Lothar Meyer en Alemania (1870) reconocieron independientemente una relación periódica entre las propiedades de los elementos conocidos en ese momento. Ambos publicaron tablas con los elementos dispuestos según el aumento de la masa atómica. Sin embargo, Mendeleev fue un paso más allá que Meyer; usó su tabla para predecir la existencia de elementos que tendrían propiedades similares al aluminio y al silicio, pero que aún no eran conocidos. Los descubrimientos del galio (1875) y el germanio (1886) proporcionaron un respaldo significativo al trabajo de Mendeleev. Aunque Mendeleev y Meyer tuvieron una larga disputa sobre la prioridad, las contribuciones de Mendeleev al desarrollo de la tabla periódica son ahora más ampliamente reconocidas.
Para el siglo XX, se hizo evidente que la relación periódica implicaba números atómicos más que masas atómicas. La declaración moderna de esta relación, la ley periódica, establece lo siguiente: las propiedades de los elementos son funciones periódicas de sus números atómicos. Una tabla periódica moderna organiza los elementos en orden creciente de sus números atómicos y agrupa átomos con propiedades similares en la misma columna vertical. Cada cuadro representa un elemento y contiene su número atómico, símbolo, masa atómica media y (a veces) su nombre.
Los elementos se organizan en siete filas horizontales, denominadas períodos o series y 18 columnas verticales, denominadas grupos. Los grupos se etiquetan en la parte superior de cada columna. Para que la tabla quepa en una sola página, partes de dos de las filas, un total de 14 columnas, se escriben normalmente debajo del cuerpo principal de la tabla.
Muchos elementos difieren significativamente en sus propiedades químicas y físicas, pero algunos elementos son similares en su comportamiento. Por ejemplo, muchos elementos parecen brillantes, son maleables y dúctiles, y conducen bien el calor y la electricidad. Otros elementos no son brillantes, maleables o dúctiles, y son malos conductores de calor y electricidad. Los elementos se pueden clasificar en grandes clases con propiedades comunes: metales (elementos brillantes, maleables, buenos conductores de calor y electricidad — amarillo sombreado); no metales (elementos que parecen apagados, malos conductores de calor y electricidad — rojo sombreado); y los metaloides (elementos que conducen el calor y la electricidad moderadamente bien, y poseen algunas propiedades de metales y algunas propiedades de los no metales — púrpura sombreado).
Los elementos también se pueden clasificar en los elementos del grupo principal (o elementos representativos) en las columnas etiquetadas 1, 2 y 13–18; los metales de transición en las columnas etiquetadas 3–12; y los metales de transición internos en las dos filas en la parte inferior de la tabla. Los elementos de la fila superior en la parte inferior de la tabla son lantanos y los elementos de la fila inferior son actínidos. Los elementos pueden subdividirse aún más por propiedades más específicas, como la composición de los compuestos que forman. Por ejemplo, los elementos del grupo 1 (la primera columna) forman compuestos que consisten en un átomo del elemento y un átomo de hidrógeno. Estos elementos (excepto el hidrógeno) se conocen como metales alcalinos y todos tienen propiedades químicas similares. Los elementos del grupo 2 (la segunda columna) forman compuestos que consisten en un átomo del elemento y dos átomos de hidrógeno: Estos son llamados metales alcalinotérreos, con propiedades similares entre los miembros de ese grupo.
Otros grupos con nombres específicos son los pnictógenos (grupo 15), los calcógenos (grupo 16), los halógenos (grupo 17) y los gases nobles (grupo 18, también conocidos como gases inertes). Los grupos también pueden ser denominados por el primer elemento del grupo: Por ejemplo, los calcógenos pueden ser llamados el grupo del oxígeno o la familia del oxígeno. El hidrógeno es un elemento único, no metálico, con propiedades similares a los elementos del grupo 1 y del grupo 17. Por esa razón, el hidrógeno puede mostrarse en la parte superior de ambos grupos o solo.
El elemento 43 (tecnecio), el elemento 61 (prometio) y la mayoría de los elementos con número atómico 84 (polonio) y superior tienen su masa atómica entre corchetes. Esto se hace para elementos que consisten enteramente en isótopos radiactivos inestables (la radiactividad se trata con más detalle en el capítulo de química nuclear). No se puede determinar un peso atómico promedio para estos elementos porque sus radioisótopos pueden variar significativamente en abundancia relativa, dependiendo de la fuente, o puede que ni siquiera existan en la naturaleza. El número entre corchetes es el número de masa atómica, que es una masa atómica aproximada del isótopo más estable de ese elemento.
Texto adaptado de Openstax, Química 2e, Sección 2.5: La Tabla Periódica.
