Tabla Periódica

 

Entre 1817 y 1829, el químico alemán Johan Dobereiner clasificó a algunos elementos en grupos de tres denominados triadas, ya que tenían propiedades químicas similares. Por ejemplo, en la triada cloro (Cl), bromo (Br) y yodo (I) notó que la masa atómica de Br estaba muy próxima al promedio de la masa de Cl e I. Desafortunadamente no todos los elementos se agrupaban en triadas y sus esfuerzos fallaron para proponer una clasificación de los elementos.

En 1863, el químico inglés, John Newlands clasificó los elementos establecidos en varios grupos proponiendo la Ley de Octavas, conformado por elementos de masa atómica creciente, donde ciertas propiedades se repetían cada 8 elementos.

En 1913, un químico inglés, Henry Moseley, mediante estudios de rayos X, determinó la carga nuclear (número atómico) de los elementos, reagrupándolos en orden creciente de número atómico, tal como la conocemos hoy.

En 1913, un químico inglés, Henry Moseley, mediante estudios de rayos X, determinó la carga nuclear (número atómico) de los elementos, reagrupándolos en orden creciente de número atómico, tal como la conocemos hoy.

Por la Asamblea General de las Naciones Unidas y la UNESCO, se declaró el 2,019 como año internacional de la tabla periódica (IYPT2019). Conmemorando los 150 años de su publicación. Uno de los logros más significativos, un icono de la química, un lenguaje universal. Y fue elegido ese año debido a que coincide con los aniversarios de una serie de eventos importantes en la historia, como:

• El aislamiento del arsénico y el antimonio por Jabir Ibn Hayyan hace unos 1.200 años
• El descubrimiento del fósforo hace 350 años
• La publicación de una lista de 33 elementos químicos clasificados en gases metales, no metales y térreos por Lavoisier en 1,789
• El descubrimiento de la ley de las triadas por Döbereiner en 1,829
• La creación de la tabla periódica por Mendeleev hace 150 años
• El descubrimiento del francio por Marguerite Perey en 1939.

Compartimos con la idea que es fundamental que las mentes jóvenes sigan sintiéndose atraídas por la química y la física para garantizar la próxima generación de científicos, ingenieros e innovadores en este campo. Por ello le invitamos a descargar nuestra tabla para consultarla cuando necesites.

La superconductividad en los elementos de la Tabla Periódica

El comportamiento periódico de los elementos en la tabla periódica significa un conocimiento muy importante del comportamiento químico y físico de los elementos conocidos. Uno de los aspectos de la distribución de los elementos en la tabla periódica se origina del hecho de que los elementos de un mismo grupo presentan el mismo arreglo de los electrones en sus niveles más externos. Dado que el comportamiento químico y muchas propiedades físicas en un sólido se pueden explicar a partir de las

interacciones de los electrones más externos, los elementos de un mismo grupo de la tabla periódica tendrán propiedades físicas y químicas similares. Este comportamiento ha sido bien entendido

en términos de propiedades atómicas, como volúmenes de iones y átomos, potenciales de ionización, afinidades electrónicas, valencia, etc.

Este entendimiento comienza a ser menos claro cuando se pretende extender la periodicidad para explicar propiedades de átomos que hacen una colectividad (fase líquida o sólida). Así, establecer una periodicidad para la temperatura de fusión, por ejemplo, ya no es tan directo. Ante la existencia de varias fases en un elemento y sus diferentes propiedades físicas, resulta necesario recurrir a los métodos de la mecánica cuántica para una mejor comprensión de dichas propiedades, con un menor apego a las reglas más inmediatas de las tendencias periódicas de los elementos.

Como se mencionó antes, la mejor descripción que se tiene ahora de la superconductividad es aquella en la que se concibe a esta propiedad como el resultado de un fenómeno cuántico colectivo de los electrones de conducción, que tiene como expresiones macroscópicas una resistencia eléctrica nula y

un diamagnetismo perfecto. En los intentos por establecer una relación entre el fenómeno de la superconductividad, y particularmente por relacionar los valores de la temperatura crítica de transición superconductora, con las características de los elementos en la tabla periódica, se puede  observar que los elementos de transición que son superconductores parecen seguir una tendencia con el número de electrones de valencia (electrones s y d). Note que la superconductividad ocurre cuando hay 4 y hasta 9 electrones, y que la Tc es alta para aquellos con 5 y 7 electrones de valencia.

Además de la tabla periódica, que se incluye en este trabajo, y que reúne la información sobre las temperaturas críticas de los elementos y las condiciones en las que se obtienen, a continuación se hacen comentarios sobre algunos elementos en particular.

Hidrógeno. Aunque la superconductividad de este elemento ha sido pacientemente esperada, debido a que se ha predicho que, a muy altas presiones, y una vez que ya no es un sólido molecular sino un sólido metálico monoatómico, el hidrógeno mostraría una temperatura de transición superconductora muy elevada (se especula que podría ser a temperatura ambiente).

Los metales alcalinos. De los 30 elementos de la tabla periódica que muestran transición superconductora a la presión de una atmósfera, entre los alcalinos, solamente el Li tiene una modesta Tc de 0.4 mK. En cambio, cuando es sometido a una presión de 50 GPa muestra una transición superconductora a 20 K. Para el Na se ha estimado que podría ser superconductor (Tc = 1.2 K) en altas presiones, 160 GPa, pero dicho fenómeno no se ha observado experimentalmente. Aunque anticipada, la superconductividad del K y Rb no se ha observado, aún a altas presiones. Para el Cs se ha encontrado que con una Tc = 1.3 K, este metal se hace superconductor a una presión de 12 GPa.

Los metales alcalinotérreos. Entre los alcalinotérreos únicamente el Be (hexagonal) presenta una transición superconductora en condiciones de una atmósfera de presión y su Tc vale 0.026 K; en cambio, cuando se consigue preparar como una película delgada (200 Å), a partir de la condensación de sus vapores, su Tc alcanza 9.85 K. En los casos de Ca, Sr y Ba, estos presentan una fase superconductora en altas presiones y la temperatura de transición depende del valor de la presión aplicada. Para Ca, la máxima Tc es de 29 K y se consigue a 216 GPa; para Sr la Tc máxima vale 8 K a 58 GPa y para Ba vale alrededor de 5 K a 20 GPa. Una explicación del comportamiento de Ca, Sr y Ba en altas presiones contempla su transformación en metales de banda d por efecto de la presión.