¿Para qué sirve la tabla periódica?

La tabla periódica es como el gran mapa de la química. Es una herramienta que organiza todos los elementos químicos conocidos, esos que forman absolutamente todo lo que nos rodea: desde el aire que respiramos hasta el teléfono móvil que usamos cada día. Su disposición ayuda a encontrar cada elemento y a reconocer patrones entre ellos.

Cada elemento está representado con un símbolo (como H para el hidrógeno o O para el oxígeno), y se ordena en función de su número atómico, que es básicamente la cantidad de protones que tiene en el núcleo de su átomo.

Pero la tabla periódica no solo es un listado: está diseñada de forma que los elementos que tienen propiedades similares estén cerca unos de otros. Por eso, al mirar la tabla periódica, los científicos pueden entender de un vistazo muchas cosas sobre el comportamiento de cada elemento, sus reacciones químicas y con qué otros puede combinarse. En ella también se distinguen, de forma general, metales, no metales y otros tipos de elementos, lo que facilita su estudio.

La tabla periódica es una herramienta científica que nos ayuda a entender cómo está organizado todo lo que nos rodea. No es solo una lista de elementos químicos: es como un mapa que nos permite conocer mejor cada uno de ellos y cómo se comportan.

Cada elemento tiene su propia “casilla” en la tabla, donde se incluye información como su nombre, su símbolo, su número atómico y su masa atómica. Gracias a esto, podemos:

1. Saber qué elemento es aunque solo tengamos su símbolo o nombre.
2. Calcular masas en las reacciones químicas.
3. Predecir cómo va a reaccionar un elemento o con qué facilidad ganará o perderá electrones.

Además, la tabla está organizada de forma que los elementos con propiedades similares están cerca unos de otros. Las columnas, llamadas grupos, reúnen elementos con comportamientos parecidos. Y las filas, llamadas periodos, nos muestran cómo cambian esas propiedades a medida que avanzamos por la tabla. Esto permite comparar elementos sin tener que aprender de memoria todas sus características.

Por ejemplo, si conoces la posición de un elemento, puedes saber si es más grande o más pequeño que otro (radio atómico), si necesita más o menos energía para perder un electrón (energía de ionización), o si tiene más o menos facilidad para atraer electrones (electronegatividad). Estas tendencias sirven como orientación: para conocer un valor exacto, hay que consultar los datos de cada elemento.

Como en cualquier tabla, en la tabla periódica de los elementos podemos distinguir columnas (verticales) y filas (horizontales). En la tabla periódica hay 18 columnas o grupos y 7 filas o periodos. Los elementos de un mismo grupo suelen compartir algunas propiedades químicas, aunque cada uno conserva sus características particulares.

Además, habrás podido comprobar que normalmente dentro de cada una de las casillas de la tabla aparece, como mínimo, la siguiente información:

• Símbolo del elemento químico: abreviaturas o signos que se utilizan para identificar los elementos. Suelen constar de una o dos letras, de las cuales la primera siempre se escribe en mayúscula.
• Nombre del elemento químico: nombre del elemento químico que se corresponde con la abreviatura superior. Suele estar debajo del símbolo.
• Número atómico: número total de protones que tiene cada átomo de ese elemento. Suele aparecer en la parte superior izquierda de la casilla del elemento (o en la parte superior derecha de las tablas más completas).
• Masa atómica: valor que representa la masa de los átomos de un elemento y que, en las tablas, suele tener en cuenta la proporción de sus distintos isótopos. Se dispone debajo del nombre del elemento en las tablas más simples, aunque en otras puede aparecer en la parte superior derecha de la casilla del elemento.

Existen tablas periódicas que incluyen otro tipo de información más compleja y específica como los estados de oxidación (útiles a la hora de formular compuestos químicos, por ejemplo), la energía de ionización, electronegatividad, etc., pero las tablas periódicas básicas suelen dar bastante información y suelen ser suficientes para el usuario medio, que a partir de ella puede averiguar información como la que te contamos a continuación.

Aquí te descubrimos cómo está organizada la tabla periódica.

En ocasiones, conocemos el símbolo del elemento químico pero no sabemos su nombre. En otras ocasiones, sabemos el nombre del elemento químico, pero no su abreviatura o símbolo. De hecho, es muy fácil que te haya pasado esto alguna vez en clase.

En estos casos, podemos recurrir a una tabla periódica, sin necesidad de que sea una compleja, y consultar el dato que nos falta de forma rápida y certera. Basta con localizar el símbolo o el nombre y leer la información que aparece en su casilla.

En algunas ocasiones, conocemos el elemento químico al que nos enfrentamos, pero necesitamos saber su masa atómica, es decir, cuál es la masa que se asigna a sus átomos. En la tabla suele aparecer como un valor decimal, ya que refleja la presencia de distintos isótopos del elemento.

Esta información te será útil, por ejemplo, a la hora de realizar las siguientes tareas:

• Calcular la cantidad concreta de una sustancia.
• Analizar los resultados obtenidos en los ensayos o experimentos.
• Calcular el porcentaje en masa de los componentes de una mezcla o un compuesto.
• Comprender las masas molares precisas de las moléculas complejas.

Aquí te descubrimos las características de los grupos de la tabla periódica.

El número atómico es el número total de protones que tiene un átomo de un elemento. En un átomo eléctricamente neutro, el número de protones es igual al de electrones. En cambio, un catión tiene menos electrones que protones y un anión tiene más electrones que protones.

El número de protones es el factor decisivo cuando se trata de distinguir un elemento de otro, ya que el número de electrones o de neutrones no cambia el tipo de elemento. Por eso, los isótopos de un elemento tienen el mismo número atómico, aunque difieren en la cantidad de neutrones.

El radio atómico es una medida aproximada del tamaño de un átomo; suele definirse a partir de la distancia entre los núcleos de dos átomos enlazados del mismo elemento. En este caso, conocer la posición de un elemento químico en la tabla periódica nos puede ayudar a averiguar su radio atómico aproximado o comparado con otro elemento. Para ello, tenemos que saber que el radio atómico:

• Se incrementa a medida que nos movemos desde arriba hacia abajo de la tabla periódica.
• Desciende a medida que nos movemos desde la izquierda hacia la derecha a través de la tabla periódica.

De esta forma, el calcio es más pequeño que el rubidio, pero mayor que el hierro. Estas reglas permiten hacer comparaciones generales, aunque los valores concretos dependen de cómo se mida el radio.

La energía de ionización es la energía requerida para retirar un electrón de un átomo. En este caso, si sabemos la posición de dos elementos en la tabla periódica, podemos saber a qué elemento será más fácil "quitarle" un electrón. Solo tendremos que tener en cuenta que:

• La energía de ionización desciende a medida que nos movemos de arriba hacia abajo en la tabla periódica.
• La energía de ionización aumenta a medida que nos movemos de izquierda a derecha en la tabla periódica.

Entre el berilio y el oxígeno, el oxígeno tiene más energía de ionización. Si comparamos el oxígeno y el azufre, que está en el mismo grupo pero en el siguiente periodo, el oxígeno también tiene mayor energía de ionización, ya que está más arriba en la tabla periódica. Se trata de una tendencia general y pueden existir algunas excepciones.

La electronegatividad es la capacidad de un átomo para atraer electrones cuando forma un enlace químico. En la práctica, esta propiedad ayuda a entender cómo se distribuyen los electrones en un enlace. Para saber si un elemento químico tendrá una gran capacidad para atraerlos o no, solo tenemos que tener en cuenta el patrón que sigue en la tabla periódica, es decir:

• Desciende a medida que nos movemos de arriba hacia abajo.
• Se incrementa a medida que nos movemos de izquierda hacia la derecha.

Al igual que en el caso anterior, el oxígeno es más electronegativo que el berilio y que el azufre, ya que está más a la derecha que el primero y más arriba que el azufre. La diferencia de electronegatividad entre dos elementos también ayuda a describir cómo comparten los electrones en un enlace.

La afinidad electrónica es el cambio de energía que se produce cuando un átomo neutro atrae un electrón para convertirse en un ion negativo. En este caso, la afinidad electrónica no varía de una forma tan exacta como en los casos anteriores, aunque sí podemos decir que, en general, la afinidad electrónica:

• Asciende, en un mismo período, de izquierda a derecha.
• Asciende, en un mismo grupo, de abajo hacia arriba.

Estas tendencias sirven para comparar elementos de forma aproximada, pero la afinidad electrónica puede presentar excepciones y su valor depende de la forma en que se exprese el cambio de energía.

Aunque hoy en día damos por sentado que la tabla periódica existe, llegar a esta organización no fue nada fácil. Durante siglos, los científicos fueron descubriendo nuevos elementos y tratando de clasificarlos de alguna forma lógica. Uno de los primeros intentos lo hizo el químico francés Antoine Lavoisier en el siglo XVIII, quien elaboró una lista de 33 elementos. Pero su propuesta no tenía en cuenta las propiedades químicas y era demasiado básica.

Más adelante, otros científicos como Döbereiner y Newlands intentaron agrupar los elementos según sus propiedades. Newlands, por ejemplo, propuso una especie de “ley de las octavas”, donde cada ocho elementos se repetían características similares, pero su idea fue ridiculizada en su tiempo.

El verdadero punto de inflexión llegó en 1869, cuando el químico ruso Dmitri Mendeléiev presentó una versión de la tabla periódica basada en los pesos atómicos y las propiedades químicas de los elementos. Lo realmente brillante de su trabajo fue que dejó huecos en la tabla para elementos que aún no se conocían, pero que él predijo que existirían. Y acertó. Años después se descubrieron elementos como el germanio o el galio, cuyas propiedades coincidían casi exactamente con las que había anticipado.

Con el tiempo, la tabla se fue actualizando y perfeccionando. En 1913, el físico británico Henry Moseley hizo un ajuste muy importante: propuso que la tabla debía ordenarse por número atómico en lugar de peso atómico, lo que corrigió varios errores y llevó a la forma moderna de la tabla que usamos hoy. El orden por número atómico permitió explicar mejor la repetición periódica de las propiedades de los elementos.

Aquí tienes un resumen de la evolución de la tabla periódica.

Aunque hubo varios intentos previos de clasificar los elementos, el gran responsable de la tabla periódica moderna fue Dmitri Mendeléiev, un químico ruso que en 1869 presentó una versión revolucionaria. Lo que lo hace especial no es solo que ordenó los elementos conocidos en aquel momento, sino que tuvo la visión de dejar espacios en blanco para elementos que aún no se habían descubierto.

Mendeléiev organizó su tabla según el peso atómico y las propiedades químicas, y fue capaz de predecir con gran exactitud las propiedades de esos elementos "fantasma" que llegarían más adelante. Aunque nunca recibió el Premio Nobel por su trabajo, su contribución es considerada una de las más importantes de la historia de la ciencia. De hecho, en su honor, el elemento 101 de la tabla periódica se llama mendelevio (Md). La tabla actual conserva esa idea de organizar los elementos para mostrar las relaciones entre sus propiedades.

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