{"id":11019,"date":"2021-05-01T08:00:24","date_gmt":"2021-05-01T13:00:24","guid":{"rendered":"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/?p=11019"},"modified":"2021-11-25T15:46:25","modified_gmt":"2021-11-25T21:46:25","slug":"dmitri-mendeleyev-y-su-orden-elemental","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/?p=11019","title":{"rendered":"DMITRI MENDEL\u00c9YEV Y SU ORDEN ELEMENTAL"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a><\/p>\n

\n
\n
\n
\n

Daniel Salgado Blanco*, Fabiola Jaimes-Miranda*<\/p>\n

\n
\n
\n
\n
\n
\n
\n
\n

CIENCIA UANL \/ A\u00d1O 24, No.107, mayo-junio 2021<\/p>\n

\n
\n
\n
\n

DMITRI MENDEL\u00c9YEV<\/h4>\n
\n
\n
\n
\n

Mientras se elevaba por el aire, Dmitri volte\u00f3 su mirada hacia el grupo de personas que desde Tierra lo observaban con asombro. Entre ellos estaba el oficial del ej\u00e9rcito que deb\u00eda haber piloteado el globo aerost\u00e1tico, y quien puso una mirada at\u00f3nita al escuchar la petici\u00f3n de Dmitri para que bajara de la canastilla del globo. Dmitri no sent\u00eda ning\u00fan remordimiento, hab\u00eda sido necesario: con el peso del equipo que llevaban para hacer las mediciones meteorol\u00f3gicas, el globo no hubiera podido despegar si aquel oficial del ej\u00e9rcito permanec\u00eda a bordo. Dmitri no estaba dispuesto a perderse un eclipse\u00a0solar desde lo alto ni a cederle a un militar la oportunidad de realizar mediciones de este inusual fen\u00f3meno. Adem\u00e1s, con el cielo nublado de ese d\u00eda, era indispensable alcanzar esa posici\u00f3n pues era la \u00fanica que le permitir\u00eda ver y hacer mediciones del eclipse. Al final hab\u00eda valido la pena, y sab\u00eda adem\u00e1s que este peque\u00f1o incidente con el oficial del ej\u00e9rcito no pasar\u00eda a mayores: a estas alturas de su vida, la profesi\u00f3n de Dmitri lo manten\u00eda en una posici\u00f3n privilegiada dentro de la sociedad e incluso ante los ojos del gobierno del Zar. Pero no siempre fue as\u00ed…<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

\"\"<\/a>

Figura 1. Dmitri Mendel\u00e9yev (1834-1907).<\/p><\/div>\n

\n
\n
\n

Desde que Dmitri naci\u00f3, durante muchos a\u00f1os su futuro parecer\u00eda ominoso: nacido como el \u00faltimo de trece hermanos, tuvo un padre quien, apenas un a\u00f1o despu\u00e9s de haberlo visto nacer, perder\u00eda la vista por completo. Su madre se convirti\u00f3 en el \u00fanico sost\u00e9n econ\u00f3mico del hogar y tuvo que dedicarse a la administraci\u00f3n de una f\u00e1brica de vidrios que pertenec\u00eda a su familia, desgraciadamente, un incendio consumi\u00f3 la f\u00e1brica cuando Dmitri ten\u00eda catorce a\u00f1os y la familia volvi\u00f3 a caer en desgracia…<\/p>\n

El inicio de esta historia puede resultar tristemente familiar para muchos y, sin embargo, es poco probable que la mayor\u00eda est\u00e9 relacionada con su desenlace. Probablemente si alguien hubiera conocido a Dmitri en esa etapa de su vida, no creer\u00eda lo que este ni\u00f1o llegar\u00eda a ser: uno de los grandes cient\u00edficos de su tiempo, cuyo principal legado, la tabla peri\u00f3dica, es una parte fundamental de la estructura que utilizamos para ordenar nuestro entendimiento de la naturaleza.<\/p>\n

\n
\n
\n

Dmitri Mendel\u00e9yev naci\u00f3 en 1834 en la ciudad siberiana Tobolsk, Rusia. Despu\u00e9s de que la f\u00e1brica de vidrios de su familia se perdiera, su madre llevar\u00eda a Dmitri a San Petersburgo para que continuara con sus estudios. All\u00ed empezar\u00eda a consolidar su gran inter\u00e9s por la ciencia en general y por la Qu\u00edmica de forma muy particular. Su vocaci\u00f3n lo llevar\u00eda a escalar pelda\u00f1os dentro de la academia, primero con una maestr\u00eda en San Petersburgo y luego un doctorado en Heidelberg, Alemania. El joven Mendel\u00e9yev regresar\u00eda en 1861 a San Petersburgo como la mayor\u00eda de los cient\u00edficos reci\u00e9n egresados, con mucho \u00edmpetu, pero\u00a0desempleado y sin dinero. Esta situaci\u00f3n econ\u00f3mica lo llevar\u00eda a buscar trabajo escribiendo un libro de texto, el cual llev\u00f3 a cabo con tal dedicaci\u00f3n y cuidado que se convertir\u00eda en un libro de referencia en la ense\u00f1anza de la Qu\u00edmica en Rusia.<\/span><\/p>\n

\n
\n
\n

Para 1800, la Qu\u00edmica pasaba por grandes cambios: conceptos como la valencia de un elemento o la importancia del peso at\u00f3mico, apenas empezaban a discutirse con seriedad y a tomar la forma con que se conocen actualmente. Dada su formaci\u00f3n, Mendel\u00e9yev conoc\u00eda sobre estos avances y las discusiones que estaban teniendo lugar en el resto del mundo, y utiliz\u00f3 su primer libro como plataforma para llevar ideas novedosas a las aulas. Este trabajo no s\u00f3lo signific\u00f3 un alivio econ\u00f3mico para Mendel\u00e9yev, sino una\u00a0<\/span>exitosa aproximaci\u00f3n hacia el proceso creativo de escribir libros de texto. En 1869, ocho a\u00f1os despu\u00e9s de haber publicado su primer libro, se reencontrar\u00eda con la misma tarea. En esta ocasi\u00f3n lo motivar\u00eda principalmente el deseo de desarrollar un texto de apoyo para impartir un curso de Qu\u00edmica universitario. Titul\u00f3 su libro de dos tomos: Principios de la Qu\u00edmica<\/em>. Dentro del segundo tomo, Mendel\u00e9yev plasmar\u00eda por primera vez un boceto de lo que lo convertir\u00eda en uno de los \u00edconos de la ciencia: la tabla peri\u00f3dica de los elementos.<\/span><\/p>\n

\"\"<\/a>

Figura 2. Un \u00e1tomo (izquierda) compuesto por neutrones (rojo), protones (verde) y electrones (lila), en cierta forma es similar a un sistema solar donde los planetas orbitan alrededor del sol (derecha).<\/p><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

\n
\n
\n
\n

EL ORDENAMIENTO DE LOS ELEMENTOS Y SU PERIODICIDAD<\/h4>\n
\n
\n
\n
\n

Un elemento qu\u00edmico es una sustancia pura, es decir, que todos los \u00e1tomos que la conforman son iguales. A su vez, cada \u00e1tomo est\u00e1 compuesto por tres part\u00edculas m\u00e1s peque\u00f1as: neutrones, protones y electrones. La forma en que estas part\u00edculas conforman un \u00e1tomo es similar a la disposici\u00f3n de nuestro sistema solar, en el que los planetas orbitan alrededor del sol. En esta analog\u00eda, el sol est\u00e1 representado por el n\u00facleo del \u00e1tomo, dentro del cual s\u00f3lo hay neutrones y protones, y los planetas son los electrones que orbitan alrededor del n\u00facleo at\u00f3mico. En general, un \u00e1tomo tiene el mismo n\u00famero de electrones y protones, y como los electrones y protones tienen la misma carga el\u00e9ctrica, pero con signo contrario, la carga total de un \u00e1tomo suele ser cero. Hoy sabemos que la cantidad de protones (y por lo tanto\u00a0de electrones) de cada \u00e1tomo es determinante para las propiedades de los elementos qu\u00edmicos. En la \u00e9poca en la que Mendel\u00e9yev escribi\u00f3 su libro se sab\u00eda que cada elemento qu\u00edmico pose\u00eda caracter\u00edsticas que lo distingu\u00edan, por ejemplo, su afinidad para combinarse con otros elementos o el color de la luz que emit\u00edan cuando se calentaban. Sin embargo, hasta antes de la tabla peri\u00f3dica de Mendel\u00e9yev, en realidad no se hab\u00eda encontrado\u00a0<\/span>una forma l\u00f3gica de ordenar a todos y cada uno de estos elementos (si bien m\u00e1s de uno lo intentaba).<\/span><\/p>\n

\n
\n
\n
\n

Aunque la propuesta original de Mendel\u00e9yev ha pasado por cambios a lo largo del tiempo (cambios que incluso \u00e9l mismo propuso), lo esencial de su idea original se ha mantenido. La versi\u00f3n actual de la tabla peri\u00f3dica ordena los elementos qu\u00edmicos de acuerdo a su n\u00famero at\u00f3mico, es\u00a0decir, a la cantidad total de protones que hay en cualquiera de sus \u00e1tomos. Por ejemplo, el primer elemento de la tabla peri\u00f3dica es el hidr\u00f3geno, cuyos \u00e1tomos s\u00f3lo tienen un prot\u00f3n; el segundo es el helio, cuyos \u00e1tomos tienen dos protones; le sigue el litio, con tres protones dentro de sus \u00e1tomos, y as\u00ed sucesivamente. Ordenando los elementos qu\u00edmicos s\u00f3lo por su n\u00famero at\u00f3mico, acabar\u00edamos con una lista muy larga de un elemento tras otro que ser\u00eda dif\u00edcil de manejar. Entonces, una manera m\u00e1s condensada de ordenarlos y que resulta sencilla, es considerar otra de sus caracter\u00edsticas: el n\u00famero de electrones. Al considerar el n\u00famero de electrones se obtiene el caracter\u00edstico arreglo bidimensional que conocemos, donde las casillas est\u00e1n acomodadas en renglones y columnas.<\/span><\/p>\n

\"\"<\/a>

Figura 3. Tabla peri\u00f3dica antigua que retrata c\u00f3mo se ve\u00eda en sus inicios. Se estima que esta tabla fue impresa entre 1880 y 1890 (Mendel\u00e9yev propuso su tabla en 1869).<\/p><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

\n
\n
\n

Cada \u00e1tomo tiene una capacidad m\u00e1xima de electrones que orbitan en capas o niveles de energ\u00eda alrededor del n\u00facleo. Cada capa puede albergar hasta cierto n\u00famero de electrones. Dependiendo del n\u00famero de electrones que cada \u00e1tomo tenga ser\u00e1 el n\u00famero de capas alrededor del n\u00facleo. Esta caracter\u00edstica se ve reflejada en el n\u00famero de renglones de la tabla peri\u00f3dica, por ejemplo, el hidr\u00f3geno tiene un electr\u00f3n que cabe en la primera capa, por lo que en la tabla peri\u00f3dica est\u00e1 en el rengl\u00f3n 1, el helio tiene dos electrones que tambi\u00e9n caben en la primera capa, as\u00ed que tambi\u00e9n est\u00e1 ubicado en el rengl\u00f3n 1. En la capa 1 ya no caben m\u00e1s electrones, entonces, el litio, que es el siguiente elemento y tiene tres electrones, tendr\u00e1 dos capas ocupadas: dos electrones en la primera capa y un electr\u00f3n en una segunda capa, y se ubicar\u00e1 en el rengl\u00f3n 2. Y as\u00ed\u00a0sucesivamente con todos los elementos de acuerdo al n\u00famero de capas ocupadas por sus electrones. Cada vez que los orbitales de un \u00e1tomo est\u00e9n completos, terminar\u00e1 un rengl\u00f3n de la tabla y se comenzar\u00e1 otro hasta acomodar a todos los elementos.<\/span><\/p>\n

\n
\n
\n

Al terminar de ordenar con su sistema los 60 elementos qu\u00edmicos que se conoc\u00edan en ese entonces, Mendel\u00e9yev se percat\u00f3 de que los elementos que se encontraban cercanos entre\u00a0ellos ten\u00edan propiedades similares. Esto le hizo notar que deb\u00eda haber otros elementos a\u00fan no descubiertos y dej\u00f3 huecos en la tabla para ellos. Incluso se aventur\u00f3 a predecir cu\u00e1les deber\u00edan ser las caracter\u00edsticas de los elementos faltantes. Todo el proceso que Mendel\u00e9yev sigui\u00f3 para llegar a la construcci\u00f3n de la tabla peri\u00f3dica fa- cilit\u00f3 en gran medida la comprensi\u00f3n de la complejidad de la estructura de los \u00e1tomos.<\/span><\/p>\n

\"\"<\/a>

Figura 4. Representaci\u00f3n esquem\u00e1tica del llenado de los orbitales at\u00f3micos de los \u00e1tomos de hidr\u00f3geno (H), helio (He), litio (Li), berilio (Be) y ne\u00f3n (Ne).<\/p><\/div>\n

\n
\n
\n

C\u00d3MO SE HA MODIFICADO LA TABLA PERI\u00d3DICA EN EL TIEMPO. LA TABLA, HOY<\/h4>\n
\n
\n
\n

Podemos ver la tabla peri\u00f3dica como un mapa en el que se ordenan los elementos de acuerdo a una serie de relaciones que involucran sus propiedades f\u00edsicas y qu\u00edmicas. Este arreglo resulta muy \u00fatil ya que la posici\u00f3n que ocupan los elementos en la tabla nos dice algo sobre sus propiedades. Es algo fascinante la relaci\u00f3n de las propiedades que los elementos guardan entre\u00a0s\u00ed y que la ley de periodicidad pone de manifiesto. Ahora que conocemos que hay caracter\u00edsticas compartidas entre elementos, podemos hacer clasificaciones diversas seg\u00fan unas u otras propiedades. Sin embargo, no debemos olvidar que cada elemento es diferente a los dem\u00e1s, y aunque compartan algunas caracter\u00edsticas, cada uno es fundamentalmente distinto.<\/span><\/p>\n

\"\"<\/a>

Figura 5. Una secci\u00f3n de la tabla peri\u00f3dica actual (arriba) comparada con la configuraci\u00f3n obtenida al girarla 180\u00b0 (abajo).<\/p><\/div>\n

\n
\n
\n
\n

La manera de ordenar los elementos de Dmitri Mendel\u00e9yev ha sido la manera m\u00e1s pr\u00e1ctica que se ha propuesto de acuerdo a su estructura at\u00f3mica y sus propiedades f\u00edsicas y qu\u00edmicas. Sin embargo, la tabla peri\u00f3dica de Mendel\u00e9yev no es un arreglo absoluto, no es la organizaci\u00f3n obligatoria que los elementos deben tener y el creer que existe una sola representaci\u00f3n es como ver el cubo por una sola cara. Una tabla al final es un sistema que puede cambiar dependiendo del enfoque que se quiera obtener. Hoy en d\u00eda, con las herramientas computacionales disponibles, podemos acceder a varias representaciones de la clasificaci\u00f3n de los elementos al mismo tiempo. Esto permite entender mejor las propiedades y el comportamiento de cada elemento y nos proporciona la libertad de ver cada elemento desde varios \u00e1ngulos. Esto nos da la posibilidad de ver el cubo completo.<\/span><\/p>\n

\n
\n
\n
\n

Los esfuerzos por encontrar una representaci\u00f3n gr\u00e1fica contin\u00faan hasta hoy en d\u00eda. Se tienen documentados m\u00e1s de 400 diferentes arreglos y se siguen proponiendo nuevas representaciones. Una propuesta de una nueva tabla peri\u00f3dica fue hecha en 2019, a prop\u00f3sito del A\u00f1o Internacional de la Tabla Peri\u00f3dica, por un grupo de cient\u00edficos ingleses liderados por un reconocido investigador de Qu\u00edmica fundamental de la Universidad de Nottingham, en Reino Unido. Ellos han propuesto, con fines pedag\u00f3gicos, poner la tabla peri\u00f3dica de cabeza, es decir, girarla 180\u00b0 y as\u00ed tener a los elementos con menor n\u00famero at\u00f3mico en la base. Los autores explican que esto tiene muchas ventajas, por ejemplo, su n\u00famero at\u00f3mico incrementar\u00eda de abajo hacia arriba, y creen que esta nueva orientaci\u00f3n ser\u00eda m\u00e1s f\u00e1cil de entender por los estudiantes, pero el impacto pedag\u00f3gico a\u00fan est\u00e1 por probarse y la controversia ha sido mucha…<\/span><\/p>\n

\n
\n
\n
\n

\u00bfCu\u00e1l ser\u00eda tu propuesta de arreglo de los elementos? \u00bfC\u00f3mo ser\u00eda tu tabla peri\u00f3dica? \u00bfQu\u00e9 pensar\u00eda Mendel\u00e9yev de esta idea?<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

 <\/p>\n

*Conacyt-Instituto Potosino de Investigaci\u00f3n Cient\u00edfica y Tecnol\u00f3gica, A.C. Contacto: daniel.salgado@ipicyt.edu.mx, fabiola.jaimes@ipicyt.edu.mx<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

\n
\n
\n

<\/h4>\n

REFERENCIAS<\/h4>\n
\n
\n
\n

Navarro-Y\u00e1\u00f1ez, A. (2019). El secreto de Promete<\/em>. Espa\u00f1a: Guadalmazan.
\nGordin, Michael D., (2019). A Well-Ordered Thing: Dmitrii Mendeleev and the Shadow of the Periodic Table.<\/em> EE UU:Princeton University Press.
\nBortz, F. (2014). <\/span>The Periodic Table of Elements and Dmitry Mendeleyev.<\/em> EE UU:Rosen Classroom.
\n<\/span>Roberts, S. (2019). \u00bfEs momento de cambiar dr\u00e1sticamente la tabla peri\u00f3dica? <\/span>The New York Times,<\/em> Secci\u00f3n de Ciencia.
\n<\/span>Mart\u00edn-Le\u00f3n, N. (2007). <\/span>Mendel\u00e9iev: rebeld\u00eda y pasi\u00f3n por la ciencia. El Pa\u00eds.
\n<\/em>Mishra, P., y Nguyen-Jahiel, K. (1998). <\/span>Multiple visual representations of the\u00a0<\/em>periodic system of elements: Epistemological and pedagogic implications.<\/em> Disponible en: https:\/\/www.semanticscholar.org\/paper\/Multiple-Visual-Representations-Of-The-Periodic-Of-Mishra-Nguyen-Jahiel\/ 85406d3cbe77be1b911664fcb2520128f3326dda#citing-papers.
\n<\/span>BBC<\/em>. (2019). Descubren la tabla peri\u00f3dica m\u00e1s antigua del mundo. BBC, Sec- ci\u00f3n News Mundo. https:\/\/www.bbc. com\/mundo\/noticias-46922730
\nPoliakoff, M., Makin, A.D., Tang, S.L., <\/span>et al<\/em>. (2019). Turning the periodic table upside down. <\/span>Nature chemistry.<\/em> 11(5):391.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Daniel Salgado Blanco*, Fabiola Jaimes-Miranda* CIENCIA UANL \/ A\u00d1O 24, No.107, mayo-junio 2021 DMITRI MENDEL\u00c9YEV Mientras se elevaba por el aire, Dmitri volte\u00f3 su mirada hacia el grupo de personas que desde Tierra lo observaban con asombro. Entre ellos estaba el oficial del ej\u00e9rcito que deb\u00eda haber piloteado el globo aerost\u00e1tico, y quien puso una mirada at\u00f3nita al escuchar la […]<\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":11020,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_monsterinsights_sitenote_active":false,"_monsterinsights_sitenote_note":"","_monsterinsights_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[8],"tags":[],"class_list":["post-11019","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-opinion"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/11019","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/4"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=11019"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/11019\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":11193,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/11019\/revisions\/11193"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/11020"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=11019"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=11019"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=11019"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}