se ha trabajado continuamente en el ejercicio de descubrir nuevos elementos químicos. La mayor parte de los elementos presentes en la naturaleza son estables (no lo son, por ejemplo, los elementos radiactivos). Aunque se encuentren en numerosos compuestos, durante muchos años han pasado desapercibidos a los científicos. Es gracias a los avances tecnológicos del siglo XIX cuando se consigue separar dichos elementos de los compuestos de los que forman parte, para así estudiarlos y poder identificarlos.
2. Ordenación periódica de los elementos químicos
A medida que se fueron conociendo más elementos químicos, se planteó por parte de los científicos la necesidad de clasificarlos en función de las propiedades que presentaban, tanto físicas -densidad, punto de fusión, punto de ebullición etc.-, como químicas -capacidad de reacción con otros elementos, etc.
En 1869, los científicos Dimitri Mendeleiev (Rusia) y Lothar Meyer (Alemania) realizaron sendas clasificaciones de los elementos muy parecidas entre sí en función de las propiedades que presentaban, aunque fue Mendeleiev quien promovió dichas ideas de una forma más enérgica. Ambos indicaron que dichas propiedades varían periódicamente si los elementos se ordenan de forma creciente según sus pesos atómicos. Mendeleiev dejó huecos en su tabla y predijo que correspondían a elementos aún no descubiertos, aunque calculó qué propiedades debían tener a partir de los elementos adyacentes, constatándose, posteriormente a sus descubrimientos, que presentaban propiedades muy parecidas a las predichas por el científico alemán.
En 1913, con el desarrollo del concepto de número atómico (número de protones presentes en el núcleo, así como números de electrones presentes en la corteza) por parte del físico inglés Henry Moseley, se llega a la tabla periódica actual.
Nota
En dicha tabla, los elementos se ordenan en función creciente de sus números atómicos.
La tabla periódica está formada por 18 columnas verticales, denominadas grupos o familias, donde se recogen elementos que presentan propiedades físicas y químicas parecidas, y 7 filas horizontales, denominadas períodos.
La mayoría de los grupos presentan nombres propios. Así, los elementos del primer grupo se llaman alcalinos y los del segundo alcalinotérreos; los elementos del grupo 13 [columna del boro (B)] reciben el nombre de térreos; los del grupo 14 [columna del carbono (C)] carbonoideos; los del 15 [columna del nitrógeno (N)] nitrogenoideos; los del 16 [columna del oxígeno (O)] anfígenos; los del 17 [columna del flúor (F)] halógenos y los del grupo 18 [columna del helio (He)] gases nobles. El resto de elementos son los correspondientes a los llamados metales de transición.
Las dos filas de elementos que aparecen aisladas de la tabla reciben el nombre de lantánidos y actínidos, donde si se observa el orden de número atómico, la primera de ellas corresponde al período 6 y continuaría después del lantano, mientras que la segunda corresponde al período 7 y seguiría al actinio. Son 28 elementos en total los que se consideran del grupo 3, al presentar propiedades parecidas al lantano y actinio.
3. Teoría atómica de la materia
Es conveniente definir qué se entiende por átomo y por molécula. Un átomo es la unidad fundamental de un elemento químico, el cual es indivisible si es sometido a cualquier proceso químico, manteniendo su indentidad y propiedades sin variar. Por su parte, una molécula es una entidad estable y con carga neutra, resultado de la unión entre dos o más átomos.
Sabía que...
A lo largo de la historia los científicos han intentado explicar cuál es la estructura interna de los átomos, es decir, de qué partículas están formados y cómo se distribuyen en su interior.
La teoría atómica nace de manos de un profesor inglés llamado John Dalton entre 1803 y 1808, quien, tras una serie de observaciones y análisis de los átomos de distintos elementos, planteó los siguientes postulados:
1 Cada elemento se compone de partículas extremadamente pequeñas llamadas átomos.
2 Todos los átomos de un elemento dado son idénticos, por lo que los átomos de elementos diferentes son diferentes y tienen propiedades distintas (incluida la masa).
3 Los átomos de un elemento no se transforman en átomos diferentes durante las reacciones químicas, es decir, los átomos no se crean ni se destruyen en las reacciones químicas.
4 Cuando se combinan átomos de más de un elemento se forman compuestos. Un compuesto dado siempre tiene el mismo número relativo de la misma clase de átomos.
4. Estructura atómica
Actualmente, se considera que el átomo está formado fundamentalmente de tres partículas subatómicas, es decir, partículas más pequeñas que el átomo, que afectan al comportamiento químico de los elementos. Estas son protones y neutrones que se hallan en el núcleo del átomo y electrones que se encuentran orbitando alrededor del núcleo, gracias a la fuerza de atracción producida por la diferencia de carga entre estos y los protones:
1 Protones (p+): son partículas subatómicas que residen en el núcleo del átomo con carga positiva 1+ y una de masa de 1,6725 · 10–27 kg equivalente a 1,0073 uma (unidad de masa atómica).
2 Electrones (e-): son partículas subatómicas que orbitan alrededor del núcleo con carga negativa 1– y una masa de 9,1 · 10–31 kg equivalente a 5,486 · 10–4 uma.
3 Neutrones (n): son partículas subatómicas que residen en el núcleo del átomo junto con los protones y con carga neutra, tal y como su nombre indica, una masa de 1,6748 · 10–27 kg equivalente a 1,0087 uma.
Las masas de los átomos son muy pequeñas, y por tanto dichas cantidades se suelen expresar en una unidad denominada unidad de masa atómica (uma), donde su equivalencia con el gramo es: 1 uma = 1,66054 · 10–27 kg.
Recuerde
Un elemento químico viene caracterizado por el número de partículas que hay de cada tipo. De esta forma, se definen el número atómico y másico.
Número atómico
Se representa por la letra Z e indica el número de protones que hay en el núcleo.
Número másico
Se representa por la letra A e indica el número total de partículas que hay en el núcleo. Es decir, protones más neutrones (N), por tanto:
A
