Sistema periódico - ciencia y tecnologia.

« El desarrollo del espectroscopio en 1859 por los físicos alemanes Robert Wilhelm Bunsen y Gustav Robert Kirchhoff, hizo posible el descubrimiento de nuevos elementos.

En1860, en el primer congreso químico internacional celebrado en el mundo, el químico italiano Stanislao Cannizzaro puso de manifiesto el hecho de que algunos elementos(por ejemplo el oxígeno) poseen moléculas que contienen dos átomos.

Esta aclaración permitió que los químicos consiguieran una “lista” consistente de los elementos. Estos avances dieron un nuevo ímpetu al intento de descubrir las interrelaciones entre las propiedades de los elementos.

En 1864, el químico británico John A.

R.

Newlandsclasificó los elementos por orden de masas atómicas crecientes y observó que después de cada siete elementos, en el octavo, se repetían las propiedades del primero.

Poranalogía con la escala musical, a esta repetición periódica la llamó ley de las octavas.

El descubrimiento de Newlands no impresionó a sus contemporáneos, probablementeporque la periodicidad observada sólo se limitaba a un pequeño número de los elementos conocidos. 3.1 Mendeléiev y Meyer La ley química que afirma que las propiedades de todos los elementos son funciones periódicas de sus masas atómicas fue desarrollada independientemente por dosquímicos: en 1869 por el ruso Dmitri I.

Mendeléiev y en 1870 por el alemán Julius Lothar Meyer.

La clave del éxito de sus esfuerzos fue comprender que los intentosanteriores habían fallado porque todavía quedaba un cierto número de elementos por descubrir, y había que dejar los huecos para esos elementos en la tabla.

Por ejemplo,aunque no existía ningún elemento conocido hasta entonces con una masa atómica entre la del calcio y la del titanio, Mendeléiev le dejó un sitio vacante en su sistemaperiódico.

Este lugar fue asignado más tarde al elemento escandio, descubierto en 1879, que tiene unas propiedades que justifican su posición en esa secuencia.

Eldescubrimiento del escandio sólo fue parte de una serie de verificaciones de las predicciones basadas en la ley periódica, y la validación del sistema periódico aceleró eldesarrollo de la química inorgánica. El sistema periódico ha experimentado dos avances principales desde su formulación original por parte de Mendeléiev y Meyer.

La primera revisión extendió el sistema paraincluir toda una nueva familia de elementos.

Este grupo comprendía los tres primeros elementos de los gases nobles o inertes, argón, helio y neón, descubiertos en laatmósfera entre 1894 y 1898 por el matemático y físico británico John William Strutt Rayleigh y el químico británico William Ramsay.

El segundo avance fue lainterpretación de la causa de la periodicidad de los elementos en términos de la teoría de Bohr (1913) sobre la estructura electrónica del átomo. 4 TEORÍA DE LA CAPA ELECTRÓNICA En la clasificación periódica, los gases nobles, que no son reactivos en la mayoría de los casos (valencia = 0), están interpuestos entre un grupo de metales altamentereactivos que forman compuestos con valencia +1 y un grupo de no metales también muy reactivos que forman compuestos con valencia -1.

Este fenómeno condujo a lateoría de que la periodicidad de las propiedades resulta de la disposición de los electrones en capas alrededor del núcleo atómico.

Según la misma teoría, los gases noblesson por lo general inertes porque sus capas electrónicas están completas; por lo tanto, otros elementos deben tener algunas capas que están sólo parcialmente ocupadas, ysus reactividades químicas están relacionadas con los electrones de esas capas incompletas.

Por ejemplo, todos los elementos que ocupan una posición en el sistemainmediatamente anterior a un gas inerte, tienen un electrón menos del número necesario para completar las capas y presentan una valencia -1 y tienden a ganar unelectrón en las reacciones.

Los elementos que siguen a los gases inertes en la tabla tienen un electrón en la última capa, y pueden perderlo en las reacciones, presentandopor tanto una valencia +1. Un análisis del sistema periódico, basado en esta teoría, indica que la primera capa electrónica puede contener un máximo de 2 electrones, la segunda un máximo de 8, latercera de 18, y así sucesivamente.

El número total de elementos de cualquier periodo corresponde al número de electrones necesarios para conseguir una configuraciónestable.

La diferencia entre los subgrupos A y B de un grupo dado también se puede explicar en base a la teoría de la capa de electrones.

Ambos subgrupos son igualmenteincompletos en la capa exterior, pero difieren entre ellos en las estructuras de las capas subyacentes.

Este modelo del átomo proporciona una buena explicación de losenlaces químicos. 5 TEORÍA CUÁNTICA El desarrollo de la teoría cuántica y su aplicación a la estructura atómica, enunciada por el físico danés Niels Bohr y otros científicos, ha aportado una explicación fácil a lamayoría de las características detalladas del sistema periódico.

Cada electrón se caracteriza por cuatro números cuánticos que designan su movimiento orbital en el espacio.Por medio de las reglas de selección que gobiernan esos números cuánticos, y del principio de exclusión de Wolfgang Pauli, que establece que dos electrones del mismoátomo no pueden tener los mismos números cuánticos, los físicos pueden determinar teóricamente el número máximo de electrones necesario para completar cada capa,confirmando las conclusiones que se infieren del sistema periódico. Desarrollos posteriores de la teoría cuántica revelaron por qué algunos elementos sólo tienen una capa incompleta (en concreto la capa exterior, o de valencia), mientrasque otros también tienen incompletas las capas subyacentes.

En esta última categoría se encuentra el grupo de elementos conocido como lantánidos, que son tan similaresen sus propiedades que Mendeléiev llegó a asignarle a los 14 elementos un único lugar en su tabla. 6 SISTEMA PERIÓDICO LARGO La aplicación de la teoría cuántica sobre la estructura atómica a la ley periódica llevó a reformar el sistema periódico en la llamada forma larga, en la que prima suinterpretación electrónica.

En el sistema periódico largo, cada periodo corresponde a la formación de una nueva capa de electrones.

Los elementos alineados tienenestructuras electrónicas estrictamente análogas.

El principio y el final de un periodo largo representan la adición de electrones en una capa de valencia; en la parte centralaumenta el número de electrones de una capa subyacente. Véase también Metales alcalinos; Metales alcalinotérreos; Halógenos. Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993--2008 Microsoft Corporation.

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