Master of the Elements

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Hoy voy a hablar del gran Dmitri Ivanovich Mendeleev, una de las grandes joyas de la corona de la química, incluso de la ciencia en general. Su gran logro fue el de organizar la tabla periódica de elementos de la forma en la que hasta hoy en día se conoce. Hacer bien una cosa así a la primera tiene bastante mérito.

Se pueden encontrar bastantes variantes a la tabla original de Mendeleev que aportan mejoras (pirámides, espirales, etc...).


Hay una variante que se conoce como el cilíndro periódico de los elementos que en lugar de estar en dos dimensiones como la tabla clásica consiste en un cilindro tridimensional enrollado de forma que los halógenos y los alcalinos estén más cerca y los metales de transición y los lantánidos y actínidos son aletas del cilindro de forma que no separan la tabla como en la de Mendeleev. El cilindro tiene buenos fundamentos teóricos, pero la complejidad que conlleva imprimirla hace que se vuelva ineficaz y la de Mendeleev siga prevaleciendo. De hecho, el que publicó el cilíndro de los elementos elaboró un desarrollo teórico muy bueno de cómo estaba estructurado pero no fue capaz de adjuntar una simple representación gráfica, así que fue enormemente ignorado.

Se podría quitar mérito a Mendeleev diciendo que él negaba públicamente la existencia de los átomos simplemente porque él no quería creer en algo que no se pudiera ver (a pesar de eso, creía en Dios). Pero por escandalosa que pueda parecer esa declaración es totalmente comprensible. Hacía menos de 100 años que se había dejado de utilizar el término "alquimia" para referirse a la química y en la época de Mendeleev lo que se sabía de los átomos era básicamente que eran los fragmentos más pequeños del universo, claramente invisibles al ojo humano. No fue hasta Einstein que se demostrara su existencia y más tarde Bohr le diera forma, así que merece aún más respeto por ello. Los electrones se descubrieron 25 años después de la tabla periódica, ¡y son la clave para entenderla!

¿Y cómo surgió la tabla periódica entonces?
Era la década de 1860 y por aquel entonces se conocían unos 60 elementos y de prácticamente cada uno de ellos se conocía su peso atómico. Como se había alcanzado un ritmo de descubrir muchos elementos en los últimos años surgió la necesidad de ordenarlos de alguna forma, así que ordenarlos por peso atómico parecía algo sensato y así se hizo. El único problema que planteaba la lista era que si se descubría un nuevo elemento había que introducirlo donde le correspondiera por peso atómico y tocaba cambiar el número atómico de todos los elementos que hubieran por debajo. Era un problema gordo pero, ¿qué se le iba a hacer?

Entonces entra en juego la obsesión de Mendeleev. Mendeleev trabajaba en un laboratorio en la Universidad de San Petersburgo y básicamente hacía reaccionar todo lo que tenía a su disposición, de modo que era muy consciente de la reactividad de cada elemento y sabía cuáles tenían una reactividad similar.
Mendeleev cogió la lista de elementos y vio que cada 7 elementos se repetía un patrón de elementos con reactividades similares. [Hoy en día el patrón ocurre cada 8 elementos porque en esas fechas no se sabía nada de los gases nobles. Teniendo en cuenta que los elementos se descubrían haciendo reaccionar cosas nuevas y que los gases nobles no reaccionan con nada es normal que ni se intuyeran.] De modo que Mendeleev llamó a ese fenómeno la Ley Periódica y reordenó la lista de elementos en una matriz, de forma que cada periodo fuera una fila (ya suena bastante familiar).

Por desgracia para Mendeleev, su teoría de la periodicidad encajaba bien en las dos primeras filas, pero a medida que aumentaba el peso atómico, los periodos se volvían cada vez más irregulares. La comunidad científica lo aceptaba. En fin, ¿qué se le iba a hacer? Pero Mendeleev no lo aceptaba, y se obsesionó con la perfección de la periodicidad. Probablemente su carácter religioso le hacía pensar que detrás de esa periodicidad había un gran secreto oculto. La voluntad de Dios o los misterios del Universo.

Mendeleev anotaba en hojas todos los elementos, apuntaba sus pesos atómicos, los ordenaba, los rompía en plena frustración... hasta que un día dio en el clavo. ¡Faltaban piezas del puzzle! Los números no funcionaban, no porque hubiera algo equivocado en las ideas, sino porque aún quedaban elementos por ser descubiertos.

Con esto en mente, Mendeleev rediseñó su tabla insertando huecos donde le parecía, para que por lo menos los elementos que ya se habían descubierto encajaran con su ley de la periodicidad. Y de pronto, todo encajó perfectamente (lo único que se le escapó a Mendeleev fueron los gases nobles, pero incorporarlos fue tan sencillo como añadir una columna más a su tabla).

Esto puede parecer chichinabo, pero Mendeleev estaba tan convencido de su trabajo y de su ley de la periodicidad, que predijo las propiedades y pesos atómicos de la mayoría de los elementos que faltaban por descubrir.

Un científico francés dijo que había descubierto un elemento nuevo y Mendeleev dijo que no podía ser porque él lo había descubierto antes, ¡en su mente! Mendeleev revisó los datos del francés y vio que no coincidían con lo que él había predicho, así que publicó un artículo científico diciendo que los datos de ese elemento no deberían ser los que había dicho el francés, aún sin haber visto el elemento al que se refería. Así de seguro estaba Mendeleev de su trabajo. ¿Y sabéis que es lo más disparatado de todo? ¡Mendeleev tenía razón! El científico francés se equivocó, y Mendeleev lo pudo saber sin ni siquiera observar el "elemento".

En los huecos del Galio y el Germanio, Mendeleev los rellenó con Ekaaluminio y Ekasilicio respectivamente, que quiere decir "debajo del aluminio" y "debajo del silicio", porque es donde tenían que estar en la tabla y añadió todas sus propiedades físicas con muchísima precisión. Años después, cuando fueron descubiertos e isolados de verdad, lo único que hubo que hacer con esos elementos fue cambiarles el nombre.

¿Y por qué pasaba eso?

Porque era Mendeleev, el Maestro de los Elementos.



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