La tabla periódica

Un rompecabezas de 63 piezas

A mediados del siglo XIX los químicos conocían unos 63 elementos y sospechaban que entre ellos había un orden oculto. El alemán Johann Wolfgang Döbereiner notó en 1829 que algunos formaban "tríadas" —como cloro, bromo y yodo— en las que la masa del elemento central era casi el promedio de los otros dos. En 1864 el inglés John Newlands propuso su "ley de las octavas": al ordenar los elementos por masa, cada ocho se repetían las propiedades, como las notas de una escala musical. La Sociedad Química de Londres se rió de él.

El salto decisivo llegó el 6 de marzo de 1869, cuando la Sociedad Química Rusa recibió la tabla de Dmitri Mendeléiev, profesor en San Petersburgo. Su genio no fue ordenar, sino atreverse a dejar huecos. Donde la secuencia no encajaba, Mendeléiev afirmó que faltaba un elemento todavía desconocido, y predijo sus propiedades. Llamó a uno de ellos eka-aluminio; en 1875 el francés Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran descubrió el galio, con una densidad casi idéntica a la anunciada. Luego vinieron el escandio (1879) y el germanio (1886). La tabla dejó de ser una lista: se había convertido en una teoría capaz de predecir.

El orden verdadero: el número atómico

Mendeléiev ordenó por masa atómica, y eso le obligó a invertir algunos pares, como telurio y yodo. La explicación llegó en 1913, cuando el joven físico británico Henry Moseley bombardeó elementos con electrones y midió sus rayos X. Descubrió que la frecuencia dependía de un número entero: la carga del núcleo, es decir, la cantidad de protones. Ese número atómico es el verdadero principio de orden. Moseley murió dos años después, a los 27, en la batalla de Galípoli.

Con la mecánica cuántica se entendió el porqué de la periodicidad: las propiedades químicas dependen de los electrones de la capa más externa, y esas capas se llenan siguiendo un patrón que se repite. Por eso:

• Los períodos (filas, 7 en total) corresponden a capas electrónicas.
• Los grupos (columnas, 18) reúnen elementos con la misma configuración externa.
• Los gases nobles del grupo 18 tienen su capa completa y casi no reaccionan.
• Los metales alcalinos del grupo 1 tienen un solo electrón suelto y reaccionan con violencia con el agua.

Los elementos que fabricamos

En la naturaleza existen de forma apreciable unos 94 elementos; el resto se fabrica en laboratorios. El uranio (92) fue el último natural de la lista clásica; a partir de 1940, con el neptunio, empezó la era de los transuránicos. El químico estadounidense Glenn Seaborg participó en el descubrimiento de diez de ellos y reorganizó la tabla colocando a los actínidos en una fila aparte; el seaborgio (106) lleva su nombre, algo excepcional para una persona viva. Marie Curie también está homenajeada en el curio (96), y Einstein en el einstenio (99), hallado en los restos de la primera bomba de hidrógeno en 1952.

En 2016 la IUPAC aprobó los nombres de los cuatro últimos: nihonio (113), moscovio (115), teneso (117) y oganesón (118), completando la séptima fila. Los más pesados existen apenas milésimas de segundo antes de desintegrarse.

Dato curioso: el hidrógeno, el elemento número 1, forma cerca del 74 % de la masa ordinaria del universo, mientras que el oxígeno es el más abundante de la corteza terrestre: casi la mitad de su masa.

Una herramienta viva

Hoy la tabla cuelga en cada aula del mundo y guía a quienes diseñan baterías de litio, semiconductores de silicio o fármacos con platino. La ONU declaró 2019 Año Internacional de la Tabla Periódica, al cumplirse 150 años de la propuesta de Mendeléiev. Los físicos siguen buscando la llamada isla de estabilidad, una región hipotética de elementos superpesados que podrían durar mucho más que sus vecinos.