Cómo se ordenó la tabla periódica: Mendeléiev y Moseley

¿Por masa o por número de protones?

Los primeros químicos que purificaban minerales vieron que varios elementos se comportan parecido. Litio, sodio y potasio son brillantes, conducen bien el calor y la electricidad, y se parecen entre sí en la química. Calcio, estroncio y bario también brillan y conducen, pero no reaccionan igual que el primer trío: litio, sodio y potasio son mucho más reactivos, y con el oxígeno se combinan dos átomos de ellos por uno de oxígeno, mientras calcio, estroncio y bario usan uno por uno. Flúor, cloro, bromo y yodo forman otro grupo, distinto de los dos anteriores. ¹

Dmitri Mendeléiev, en Rusia y en 1869, y Lothar Meyer, en Alemania y en 1870, vieron por su lado que esas propiedades se repetían. Los dos publicaron tablas con los elementos en orden de masa atómica creciente. Mendeléiev dio un paso más: usó la tabla para anunciar elementos que se parecerían al aluminio y al silicio y que aún no se habían encontrado. El galio, en 1875, y el germanio, en 1886, apoyaron ese trabajo. Meyer y Mendeléiev discutieron mucho quién había llegado primero. Hoy se reconoce más el papel de Mendeléiev. Su tabla tenía ocho grupos y doce periodos. ¹

La ley que usa el número atómico

En el siglo XX quedó claro que la repetición depende del número atómico, no de la masa. La ley periódica lo dice así: las propiedades de los elementos son funciones periódicas de sus números atómicos. La tabla moderna los pone en orden creciente de ese número y deja en la misma columna a los que se parecen. Cada casilla trae el número atómico, el símbolo, la masa atómica promedio y, a veces, el nombre. Hay siete filas, los periodos o series, y dieciocho columnas, los grupos. La IUPAC recomienda numerar los grupos del 1 al 18. Para que quepa en una página, dos tramos de las filas, catorce columnas en total, se escriben debajo del cuerpo principal. ²

Estas fichas no nombran a Henry Moseley ni fechan un experimento de rayos X. El texto solo dice que, ya en el siglo XX, el orden útil dejó de ser la masa.

Telurio antes que yodo

En la figura de esa sección, el telurio está en el periodo 5, grupo 16: número atómico 52, metaloide, sólido, masa 127,6. El yodo está a su derecha, periodo 5, grupo 17: número atómico 53, no metal, sólido, masa 126,9. Si solo se mirara la masa, 126,9 iría antes que 127,6. La tabla no hace eso: el 52 va antes que el 53, porque el orden es el número atómico. ³

Lo mismo se lee en otras casillas cuando la masa no decide el puesto. El criterio de la fila es siempre el número de la esquina, el de protones, y la masa es un dato de la casilla, no la regla de colocación. ²

Algunas masas van entre corchetes. Pasa con el tecnecio (elemento 43), el prometio (elemento 61) y la mayoría de los elementos de número atómico 84 en adelante, desde el polonio. Esos elementos solo tienen isótopos inestables. No hay una masa promedio estable que se pueda fijar, porque la abundancia cambia con la fuente o el isótopo ni siquiera está en la naturaleza. El número entre corchetes es el número de masa del isótopo más estable. ²

Ideas clave

• Mendeléiev (1869) y Meyer (1870) ordenaron por masa atómica creciente. Mendeléiev además predijo elementos parecidos al aluminio y al silicio. ¹
• El galio (1875) y el germanio (1886) encajaron en esos huecos y apoyaron la tabla. ¹
• La ley periódica dice que las propiedades son funciones periódicas del número atómico. ²
• La tabla actual tiene siete periodos y dieciocho grupos, numerados del 1 al 18. ²
• El telurio ($Z = 52$, masa 127,6) queda antes que el yodo ($Z = 53$, masa 126,9). ³
• El corchete en la masa marca el isótopo más estable cuando no hay un promedio natural. ²

Ejemplos resueltos

Una ficha de museo

Una ficha dice "elemento anunciado por parecerse al silicio, hallado en 1886". Ese es el germanio. El parecido al aluminio corresponde al otro hueco, el del galio, hallado en 1875. Los dos apoyan la tabla de 1869, que estaba ordenada por masa, no por número atómico. ¹

Dos muestras del grupo 16 y del 17

Tienes una muestra de telurio y otra de yodo. Alguien propone acomodarlas por masa y pone primero la de 126,9. En la tabla del libro el yodo pesa 126,9 y el telurio 127,6, pero el telurio lleva el número 52 y el yodo el 53, así que el telurio va a la izquierda. ³

Una casilla con corchetes

En un cartel, el tecnecio no trae una masa con decimales: trae un número entre corchetes. No es un error de impresión. El elemento 43 no tiene isótopos estables, y el corchete indica el número de masa del isótopo más estable. ²

Errores comunes

• Creer que Mendeléiev ya ordenaba por protones. En 1869 el orden era la masa atómica. El número atómico es la ley posterior. ¹
• Poner el yodo antes que el telurio porque 126,9 es menor que 127,6. El puesto lo da $Z$. ³
• Leer el corchete como si fuera una masa medida en una muestra de laboratorio. Es el número de masa del isótopo más estable. ²
• Atribuirle a estas fichas el nombre de quien midió la carga nuclear. Aquí no aparece.

Cómo lo pregunta el examen

Suele pedir con qué dato se armó la tabla de 1869 (la masa atómica, no el número atómico ni la electronegatividad) y qué cambió después (el orden por número atómico). También compara telurio y yodo: masas 127,6 y 126,9, números 52 y 53, y pregunta por qué el telurio queda primero. La respuesta es el número atómico menor, no un conteo de neutrones.

Resumen

• En 1869 Mendeléiev y en 1870 Meyer publicaron tablas por masa atómica creciente.
• Mendeléiev dejó huecos para elementos parecidos al aluminio y al silicio.
• El galio (1875) y el germanio (1886) llenaron parte de esos huecos.
• La ley periódica ordena por número atómico: siete periodos y dieciocho grupos.
• El telurio va antes que el yodo porque $Z$ vale 52 y 53, aunque la masa del yodo sea menor.