Historia: Mendeléyev y los huecos

En 1869 se conocían unas dos terceras partes de los elementos naturales. Mendeléyev dejó espacios para el resto.

Imagina que ordenas una baraja a la que le faltan algunas cartas y nadie te ha dicho cuáles. Aun así podrías acomodar los palos y los números, y los huecos te mostrarían exactamente qué falta. Eso se parece mucho a lo que hizo el químico ruso Dmitri Mendeléyev con los elementos en 1869. Estaba escribiendo un libro de texto de química, y anotó cada elemento conocido en una tarjeta con su peso atómico y sus propiedades. Luego movió las tarjetas de un lado a otro hasta que apareció un patrón.

La tabla de 1869

El 6 de marzo de 1869 se leyó ante la Sociedad Química Rusa, en San Petersburgo, el artículo de Mendeléyev sobre la relación entre las propiedades de los elementos y sus pesos atómicos. Mendeléyev estaba de viaje, y lo presentó su colega Nikolái Menshutkin. La tabla ponía los elementos en orden de peso atómico y colocaba en la misma familia los elementos con química parecida. El químico alemán Lothar Meyer publicó por su cuenta una ordenación muy similar en 1870, y en 1882 la Royal Society de Londres les dio la Medalla Davy a los dos.

Lo que distinguió a Mendeléyev fue que confió más en el patrón que en la lista de elementos conocidos. Cuando el siguiente elemento por peso no encajaba en la familia que le tocaba, dejaba un espacio en blanco y suponía que faltaba un elemento. También cambió de lugar algunos elementos fuera del orden de peso cuando su química lo exigía. El telurio es más pesado que el yodo, pero el yodo claramente va con el cloro y el bromo, así que puso primero el telurio. Trabajos posteriores mostraron que el orden verdadero es por número atómico, y en eso tenía razón.

Predicciones que se cumplieron

Mendeléyev describió en detalle los elementos que faltaban, sobre todo en 1871, con el prefijo eka, que en sánscrito significa «uno», para decir «un lugar más allá». El eka-aluminio debía tener un peso atómico cercano a 68 y una densidad de 5.9 g/cm³. En 1875 Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran descubrió el galio, con peso atómico 69.7 y densidad 5.91 g/cm³. El eka-boro, cercano a 44, resultó ser el escandio, descubierto por Lars Fredrik Nilson en 1879. Para el eka-silicio se predijo un peso de unos 72 y una densidad de 5.5 g/cm³. Clemens Winkler descubrió el germanio en 1886: 72.6 y 5.32 g/cm³.

El resultado del germanio, en particular, convenció a los químicos de que la tabla era más que un sistema cómodo de archivo: podía predecir. No todas las predicciones funcionaron. Mendeléyev no tenía lugar para los gases nobles, que nadie sospechaba hasta que se encontró el argón en 1894, y no previó la larga serie de los lantánidos. La explicación de por qué existe el patrón llegó recién en el siglo veinte. En 1913 Henry Moseley mostró con rayos X que cada elemento tiene un número atómico entero, y la distribución de los electrones en capas explicó por qué se repiten las propiedades.

Hoy la tabla está completa hasta el final del periodo 7. En 2016 la IUPAC aprobó los últimos cuatro nombres: nihonio (113), moscovio (115), teneso (117) y oganesón (118). El nihonio se obtuvo en el instituto RIKEN de Japón y fue el primer elemento descubierto en un país asiático. Estos elementos existen durante fracciones de segundo, pero cada uno se colocó en su columna antes de fabricarlo, igual que Mendeléyev colocó el galio. Cambia el modelo a «Altura: Año de descubrimiento» y las fichas más altas llenan la fila de abajo.