"¿Quién le teme a la Tabla Periódica?", una publicación de El Colegio Nacional

"Más que temor ante la Tabla Periódica debemos sentir aprecio y estima", señalan los compiladores de las nueve contribuciones que se incluyen en la publicación y donde se presenta de forma amena y accesible la historia de la Tabla Periódica, así como su relevancia y aplicaciones actuales. Escriben Guillermo Delgado, Antonio Lazcano Araujo, Rodrigo Patiño, Manuel Peimbert Sierra, Plinio Sosa, Silvia Torres Castilleja y Juan Villoro, además de los coordinadores.

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En el año 2019 se detectaron los primeros casos del COVID-19, iniciando una batalla de la cual la humanidad aún no ha terminado de salir. Pero no todo fueron noticias ingratas ese año. La Organización de las Naciones Unidas decretó al 2019 como el Año Internacional de la Tabla Periódica. Esta tabla es una manera de ordenar los elementos químicos de modo que se entiende el comportamiento similar de unos elementos con otros. Es una herramienta fundamental para entender la química moderna. La primera versión de la Tabla Periódica fue publicada en 1869 por el químico ruso Dmitri Mendeléyev (1834-1907), basándose en el conocimiento que se había acumulado por el trabajo de muchos otros investigadores.

Desafortunadamente, en la mayoría de las clases de química, la Tabla Periódica se presenta como algo que hay que memorizar y ya. Existen anécdotas de profesores que se ufanaban de que sus estudiantes podían aún recitar la lista de los elementos químicos décadas después de haber llevado su curso. Pero la Tabla Periódica es mucho más que un simple listado de los elementos químicos que forman al Universo. Es una codificación de sus propiedades que nos permite entender conceptos muy generales y que puede incluso guiar la investigación o la presentación de conceptos.

A primera aproximación, los átomos están formados por un núcleo de protones y neutrones rodeados por una nube de electrones. Cada protón tiene una unidad de carga positiva y cada electrón una unidad de carga negativa. Los neutrones son, como su nombre anuncia, neutros. En condiciones normales, los átomos son neutros, o sea tienen el mismo número de protones que de electrones. Los electrones alrededor del núcleo no están distribuidos al azar, sino que llenan niveles, cada uno con un cierto número de lugares disponibles. El primer nivel tiene dos lugares. Cuando solo un lugar está ocupado tenemos el hidrógeno mientras que si lo están los dos tenemos el helio. Para mantener la neutralidad, esto nos dice de inmediato que el núcleo del hidrógeno tiene un protón, mientras que el del helio tiene dos.

Los siguientes niveles de adentro hacia afuera tienen 8, 18 y 32 lugares. Los siguientes elementos se forman con mas electrones y con núcleos progresivamente más masivos porque necesitamos un protón por cada electrón. Además, el núcleo necesita también más neutrones porque éstos ayudan a diluir a la fuerza eléctrica repulsiva entre protones y permitir que el núcleo sea estable gracias a la fuerza nuclear atractiva que existe entre los nucleones, como se les conoce más técnicamente a los protones y neutrones por formar el núcleo.

Actualmente la Tabla Periódica está constituida por 118 elementos, desde el más pequeño que es el hidrógeno hasta el más pesado que es el oganesón. Se ve poco probable descubrir o sintetizar nuevos elementos, pero si por ejemplo se llegara a crear el elemento 119, éste quedaría necesariamente ubicado debajo del francio en el grupo 1, y mostraría reactividad semejante a la observada con los metales litio, sodio y potasio.

La Tabla Periódica está organizada en 18 grupos conteniendo elementos con reactividad similar en cada columna. Es una estructura basada en observaciones experimentales y estudios teóricos, que reúne las propiedades de la materia y permite localizar y predecir elementos químicos que coinciden en sus propiedades y en su reactividad.

Como ya se señaló arriba, la reactividad de un elemento está dictada por el número de electrones presentes en su capa externa. Los elementos helio, neón y argón son muy estables y son de hecho extraordinariamente inertes; se denominan gases nobles y están ubicados en la columna 18, en el extremo derecho de la Tabla Periódica. En contraste, el litio, el sodio y el potasio ceden fácilmente el único electrón presente en su capa electrónica externa. Estos elementos se ubican en el lado izquierdo de la Tabla Periódica y se dice que son electropositivos. Por otro lado, elementos en el lado derecho de la Tabla Periódica como son el fluor, el cloro y el bromo muestran una gran tendencia para aceptar un electrón y completar la capa externa con 8 electrones. Estos elementos son electronegativos. Elementos como el carbono presentan 4 electrones en su capa externa y difícilmente cederán o aceptarán 4 electrones para alcanzar la configuración estable; para estos elementos es más conveniente compartir sus electrones y formar 4 enlaces covalentes, con lo que alcanzan la configuración estable de 8 electrones.

El libro ¿Quién le teme a la Tabla Periódica?, coordinado por Eusebio Juaristi y Luis Felipe Rodríguez Jorge, y editado por El Colegio Nacional, se encuentra a la venta en la página libroscolnal.com y en las principales librerías del país.

*Eusebio Juaristi, Profesor Investigador Emérito, CINVESTAV-IPN y El Colegio Nacional

**Luis Felipe Rodríguez Jorge, Profesor Investigador Emérito, UNAM y El Colegio Nacional