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Física y Química

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El hidrógeno y el helio, los elementos más ligeros que existen y los primeros en la Tabla Periódica, se crearon poco después del Big Bang, durante los primeros minutos de la historia del Universo. También en esta etapa se crearon el litio y trazas del berilio. Debido al descenso de temperatura y a la densidad de la materia en esas etapas, los elementos más pesados no se pudieron formar, estos se generaron en otras etapas de la historia del Universo, en el interior de las estrellas, mediante reacciones nucleares que transforman los elementos ligeros y que liberan la energía que hace brillar a los astros. Es decir, un poco antes que Joaquín Sabina, ya el Big Bang había unido indisolublemente a la Física y la Química. Este artículo no tiene nada que ver con el músico y cantautor, sino con la gran celebración mundial de la Tabla Periódica de los Elementos durante todo este año.

Todos los elementos químicos han sido capturados y ordenados en la Tabla Periódica de Elementos Químicos. Se trata de uno de los logros más significativos de la ciencia ya que, como se menciona en la página del evento mundial, “captura la esencia no solo de la química, sino también de la física y la biología”. Se menciona también en la página web que “es una herramienta única, que permite a los científicos predecir la apariencia y las propiedades de la materia en la Tierra y en el resto del Universo”. El motivo de la celebración es que en 2019 se cumplen 150 años desde que Dmitri Mendeleev descubrió el Sistema Periódico y por tal razón ha sido proclamado Año Internacional de la Tabla Periódica de los Elementos Químicos con el eslogan “Un lenguaje común para la ciencia”.

Algunos elementos químicos de la Tabla Periódica fueron bautizados en honor a algún objeto astronómico. Por ejemplo, el neptunio, el plutonio, el uranio, el mercurio y el telurio recibieron su nombre por algún planeta del Sistema Solar.  Mientras que el selenio toma su nombre de la Luna. Ni el cerio ni el paladio provienen de objetos ubicados en el Cinturón de Asteroides, aunque sus nombres sí. En este texto platicaremos sobre los objetos astronómicos que han inspirado el nombre de alguno de los elementos químicos.

Destaca el Sol, el cual domina nuestro sistema planetario. De él tomó su nombre un elemento descubierto de forma independiente por Pierre Janssen y Norman Lockyer. El helio (He), del dios griego Helios, fue descubierto al analizar el espectro del Sol durante un eclipse ocurrido en 1868. Una de las líneas de emisión que aparecieron en este espectro no correspondía a ningún elemento conocido en la Tierra.

En el listado de elementos con denominación astronómica, hay dos nombres que son interesantes, el cerio (Ce) y el paladio (Pa), que, como mencionamos, tomaron sus nombres de unos objetos prominentes en el cinturón de asteroides.

PALAS. El paladio fue descubierto por William Hyde Wollaston en 1803. Se descubrió junto con otro metal ligero, el rodio. Ambos eran similares en comportamiento al platino. Lo llamó “paladio” en honor del asteroide descubierto en 1802, Palas. Existen cientos de millones de asteroides en el Sistema Solar. Forman parte de los llamados cuerpos menores de nuestro sistema planetario, son más pequeños que un planeta y orbitan alrededor del Sol. Al igual que los cometas, son residuos de la formación de nuestro Sistema Solar. Entre Marte y Júpiter se localiza el denominado Cinturón de Asteroides, región donde la gran mayoría de estos cuerpos rocosos orbitan de manera semiestable. Algunos de ellos pueden ser desviados principalmente por la influencia gravitatoria de Júpiter, provocando que sus órbitas se puedan cruzar con las de los otros planetas. Palas es uno de los mayores conocidos, al igual que Vesta. Ambos tienen más de 500 kilómetros de diámetro. Existen los menores, de unos 50 metros, que también son los más abundantes y que se convierten en objetos potencialmente peligrosos al poder impactarse sobre la superficie de la Tierra.

CERES. El sueco Wilhelm Hisinger encontró un mineral interesante cuando tenía 15 años, pero fue sólo hasta que llegó a la edad de 37 años, en 1803, cuando pudo mostrar que contenía un nuevo elemento al que llamó “cerio”, por el asteroide Ceres, que había sido descubierto dos años antes. Antes de ser clasificado como asteroide, Ceres había sido clasificado como planeta y actualmente sabemos que, luego de la reclasificación de los planetas en 2006, los astrónomos designaron a Ceres como un planeta enano. Ceres es el más pequeño de los planetas enanos dentro de nuestro sistema solar. Fue descubierto por Giuseppe Piazzi, quien lo observó por primera vez en 1801. Inicialmente se pensó que se trataba del planeta faltante entre Marte y Júpiter, sin embargo, un poco después se descubrieron otros “planetas” similares en la misma zona: Palas, Juno y Vesta.

Pronto los astrónomos se dieron cuenta que estos objetos no tenían las mismas características de los otros planetas, los que ahora llamaríamos clásicos, y comenzaron a pensar en alguna reclasificación. En la década de 1860 ya se conocían más de 60 cuerpos y los astrónomos aceptaron reclasificarlos, los denominaron asteroides y a la región donde se localizan la llamaron “Cinturón de Asteroides”.

En 2007 se lanzó una misión espacial llamada Dawn, cuyo objetivo era estudiar algunos objetos del Cinturón de Asteroides. Dawn mandó a la Tierra los datos recopilados sobre Ceres. La nave se quedó sin combustible el 1 de noviembre de 2018. Ceres es el primer planeta enano en ser orbitado por una nave espacial. Dawn estudió su superficie, composición e historia.

SELENE. A lo largo de su evolución, la Luna ha tenido una gran influencia sobre los seres humanos. Junto con el Sol, es la responsable de las mareas y ha inspirado grandes obras de ciencia ficción. Hay evidencia de que el hombre notaba sus fases desde hace unos 30 mil de años. Estas fases ayudaron a definir un intervalo de tiempo, el mes lunar.

Quizá por todo esto es que también merecía que algún elemento químico llevara su nombre. En 1818, cuando Jöns Jakob Berzelius encontró una impureza en una muestra de ácido sulfúrico preparada en una ciudad minera, en principio pensó que debería tratarse del telurio, sin embargo, al aislarlo, demostró que se trataba de un nuevo elemento. Ya que este elemento era parecido al telurio,cuyo nombreestá asociado con la Tierra, Berzelius lo bautizó como “selenio”, por Selene, la diosa  griega de la Luna.

Y nos darían las 10 y las 11 platicando sobre los elementos con nombres asociados a planetas del Sistema Solar, desde Mercurio hasta Plutón, pasando por los Titanes, los dioses de la mitología griega, pero no queremos abusar, así que les invitamos a buscar y disfrutar las historias de los 118 elementos que estarán apareciendo en los múltiples espacios dedicados a la celebración del Año Internacional de la Tabla Periódica de los Elementos Químicos.

La Tabla Periódica, que captura la esencia de la Química, la Física y la Biología, es uno de los grandes instrumentos que nos permite conocer y entender nuestro Universo y es de una perfección y belleza tales, que bien se merecería que no sólo Sabina le dedicara un álbum completo.

 

Más información:
https://www.iypt2019.org/

 

Raúl Mújica
(INAOE, rmujica@inaoep.mx)

Guadalupe Rivera
(INAOE, grivera@inaoep.mx)

 

 

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