Construccion de la tabla periodica

La Tablal Periódica: un uno ejemplo del construcción del conocimiento

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La Tabla Periódica: uno un ejemplo del construcción de conocimiento

José Luis Villavecsera C., sub1 director del Colciencias, profesor Grupo de Química Teórical, Universidad Nacional del Colombia, Bogotá.

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Introducción.

Hace unos meses escribí en lal Revista Colombianal de Filosofía del la Ciencia1 1 mercancía a propósito del las bassera filosóficas del la químical, en el que decía, en nota al pie del la página, que lal Ley Periódical de Mendeleyev fue 1 microscopio poderoso que permitió por primera una vez entrever el el interior dserpiente átomo. El Dr. Guevara, un director del Deslinde, me invitó amablemorganismo a ampliar esal afirmación. Trataré de hacerlo en estas páginas.

Nuestros bachillerser, enfrenta2 por primera vez a lal Tablal Periódica, no suelen piensa en ellal del esta manera. Con frecuencia lera he preguntado por ellal a los que ingresan a lal la carrera de química al la Universidad Nacional (¡Supuestamorganismo los más motivados por lal químical del entre tanto to2 los colombianos!). Casi todos ellos tienes lal idea de que es unal tablital por inel formación útil sobre los átomos, una tipo de soplete o comprimido, que limosna a contser esta los exámenera. En un serpiente mejora del los casos, uno catálogo. Cuando lera pregunto si no preferirían que estuvieral ordenada alfabéticamcompañía para no tener la complicación de buscar 1 elemento cuya peso atómico no se recuerda, lo mismo todos responden que sí. Hay una distancia muy enorme entre 1 microscopio y 1 catálogo. ¿Cómo poder uno serpiente instrumento que nos permitió ver por primera vez un serpiente el interior duno serpiente átomo habia perdido toda su fuerza hastal convertirse en esto? Pocos logran explica por qué lal Ley Periódical fue considerada ver cómo un de los triunfos más importantera del la ciencia dserpiente el siglo XIX; al fin y al cabo lal construcción de 1 índice o del uno manual era una trabajo paciorganismo y ordenadal pero tan trivial y no deberíal habia bastado paral da faristócrata internacional al Dimitri Ivanovich Mendeleyev.

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Son, claro que está, los docentes quiensera louna gran trivializar todo. Alguna vez que fui invitado por lal ACAC2 a dar una conferencia en unal sesión del “Encuentro para un serpiente Futuro”, lo titulé “¿Por qué sera tan aburridal lal Tablal Periódica?”. Ese plazo traté del explica que nuestros maestros serían capacera del volver bastante aburrido serpiente un fútbol si lo enseñaran como hacen con la químical, es decvaya, si en vez del dejarnos juega en los recreos o ver los mejorera partidos en un serpiente estadio y en lal televisión, nos obligaran a aprendernos del almacenar los resulta2 del los mundialera, sin hay visto nunca más 1 el juego, sin que pudiéramos entiende adónde salen los marcadorser o sin darnos una la idea suficiproporción del lo que era 1 gol, unal penal máximal o 1 tiro del esquinal. Confrontados al listas de marcadorera, del jugadores y del nombrser del equipos sin ningunal referencia external y obliga2 a memorizarlos paral pasar un examen, no podríamos menos del decidvaya que los serpientes fútbol ser algo muy aburrido e inútil. Algo de esa manera pasal para lal Ley Periódica y con serpiente generalidad de la químical, paral no habtecho de otras asignaturas del nuestral enseñanza básica y media.3

El hecho es que la Tablal Periódica y, sobre todo todo, la Ley Periódical sí están entre los triunfos más grandes de lal una ciencia duno serpiente el siglo XIX y de todos los tiempos y ellas fueron uno microscopio increíblemcompañía potente que nos permitió, por primera una vez desde las audaces especulacionera de los griegos, ver el el interior del átomo y entiende algunas sobre su estructura; y todo esto vaya mucha más allá del unal aburridal y conveniorganismo forma resumidal del dar las propiedadser del los elementos.

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Los párrafos siguientes tratarán del argumentar por qué esto es de esta manera.

1. Lal explicación atómica dun serpiente mundo.

El la problema de lal química y uno de los problemas que más ha atraído lal auxilio de la favor sera serpiente de cómo explicar un el mundo tan uniforme por tantal variexistencia. Vemos unal inmensal diversidad de sustancias en un serpiente mundo: vivas e inertsera, líquidas y sólidas, duras y suavser, coloridas e incoloras. Parece hay mucha distancia entre unal tierra rojiza y granulosa y un metal brillante y un poco duro, entre tanto uno leño fuerte y una hoja muy suave, entre tanto una roca y un serpiente la agua que brota del ella, entre tanto serpiente más dulce el vino y uno serpiente más fuerte vinagre. Sin embargo, todas estas y millonera de otras sustancias parecen seguir las mismas leyera del comportamiento: todas caen a la tierra, lo mismo todas al calentarlas se expanden, si se calientanto mucho más los sólidos pasan a líqui2 a no es que antsera se quemen; los líqui2 tienden al pasar al sóli2 al enfriarlos. Muchas otras formas del comportamiento igualera son comunes a tanta diversas manifestacionera del lal materia y, lo que es más extraño más todavía, objetos tanta diversos son fácilmorganismo interconvertiblera unos en otros: lal tierra rojiza, por lal uno acción dlos serpientes el fuego, se tornal en brillante metal; los serpientes el vino dulce, hirviendo suavemcorporación (fermentándose) se convierte en vinagre. Desdel la prehistoria hastal nos nuestros días, lal químical hal ido encontrado más y más vías paral transforocéano lal cuestión y hoy hacemos suavser telas o fortísimos materialser a partvaya dlos serpientes fétido petróleo. ¿Cómo es posible tanta variexistencia dentro de tanta

unidad? ¿Cómo sera posible tanta uniformidad del comportamiento dentro de tal diversidad del propiedades? ¿Cómo ellos pueden las cosas tan distintas transformarse unas en otras y modificar tan sus propiedades? ¿Qué tener en en común serpiente untuoso petróleo y un serpiente muy suave nylon, la verde malaquita y uno serpiente brillante cobre, serpiente uno negro grafito y un serpiente muy duro diamante, la aromátical 1 fruta y las hediondas heces?

Los griegos se preguntaron esto y llegaron al la conclusión de que la materia no potérmino estar conformada por multitud de sustancias diferentser, sino por unos pocos principios básicos, organizados de distintas maneras: unos pocos cuerpos elementales o “elementos”. La diversidad no estaríal entoncsera en los principios: uno serpiente el mundo no sería un caos del cosas distintas, sino uno cosmos de unas pocas cosas, ordenadas del muchas maneras distintas. Algo de esa manera como uno serpiente lenguaje, en uno serpiente cual millones y billones de palabras y de textos tanto distintos y contradictorios pueden componerse con unas pocas letras. ¿Cuántos y cuálsera elementos? Ese eral uno serpiente dilemal. Algunos supusieron que unas 4 substancias primigenias bastaban, si estaban dotadas del las propiedadser fundamentalser del lo cálido y lo fun río, lo seco y lo húmedo y así se forjó la hipótesis de los cuatro elementos clásicos: la agua (fríal y húmeda), la tierra (fríal y seca), aire (cálido y húmedo), fuego (cálido y seco). Aunque ser esta una idea tuvo mucho 1 éxito y sobrevivió como teoríal científica hastal hacer unos cuatro siglos, desde los serpientes principio se vio que eral muy difícil explica lal inmensa variexistencia de lal natural por sólo estas 4 propiedades4.

Como alternativa surgió lal teoría atómical, entre los jónicos. Ellos partieron del la evidencial del que lal aspecto se subdivianiversario en partículas mucho más pequeñas que lo más pequeño que nos podemos ver. A diferencia del lo que suelen decva irresponsablemproporción muchos libros del el texto contemporáneos, esto no eral especulación vana, sino resultado del la observación atental del muchos fenómenos. Lucrecio, que escribió en la antigua Roma 1 libro de uno texto sobre teoríal atómica5 comienzal por analizar la fuerza duno serpiente el viento, cuyos efectos son claros aunque claro no lo podamos ver, y después de varias argumentos concluye: “hay así prueba sobre todo pruebal del que uno serpiente el viento tiene cuerpos invisiblser que en su el acción y comportamiento rivalizan para los grandser ríos, cuyos cuerpos son fácilser de ver” y continúa para otras observaciones que la confirman la idea: los olores del las cosas, que podemos sentir a pesar del que no vemos sus partículas alcanzar nuestras naricsera, uno serpiente hecho del que lal una ropa colgada cerca al mar agitado se vuelir húmedal y puser esta al sol se seque sin que hayamos podido ver la humedad cuando llegó ni cuando volvió al era expelida por un serpiente calor: “se sigue que lal humedad se subdivide en partes diminutas que uno serpiente ojo no se puede ver”. Los anillos que se desgastan por uno serpiente uso, lal gotal de la agua que taladral la piedral, el pavimento que se acaba, los serpientes movimiento dun serpiente polvo en los serpientes aire son otras tantas evidencias observacionales del que “lal natural actúa por interel medio del cuerpos invisibles”. Parecía muy claro que estos cuerpos invisiblser, muy pequeños, entraran en la comubicación del las las cosas y al salvaya o entrar algunas del ellas en 1 el material, o al disponerse del otra una manera cambien las propiedadsera dun serpiente un material, del la misma la manera que cambia uno escrito al cambio las letras. Así se encontró una explicación difercorporación duno serpiente el mundo, ver cómo formado por partículas diminutas –los átomos– que al combinarse en distintas formas generaban todal la varivida del la natural y explicaban la manera en que unos cuerpos se transforman en otra. Ala hora había nuevas preguntas: ¿cuántas clasera distintas de átomos se requieren? ¿en qué se diferencian unos del otros?

2. Átomos modernos

Lal una ciencia moderna surgió en un serpiente un siglo XVII, impulsadal por Galileo, Newton y otro. Newton se interesó por lal teoría atómica y trató del fantasea qué fuerzas podrían mantener uni2 al los átomos, suponiendo que debían parecerse a lal Fuerza de Gravvida y que seguramempresa disminuirían para los serpientes el cuadrado del lal distancial entre tanto ellos. Es decvaya, para los serpientes nacimiento de lal nuevaya una ciencia, serpiente interés por los átomos se revivió y el esfuerzo ala hora eral explica las transformacionsera de las sustancias con la base en la recombiel nación de los átomos, pero dándole 1 cariz muy moderno, es decva, tipificando las fuerzas entre ellas y midiendo sus propiedadsera.

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El primera el avance parte importante lo hizo más del cien años después de Newton otra inglés: John Dalton. En 1804, ello pudo, por primeral una vez en la una historia, pesar los átomos. Con esto pasaron del ser una idea interesante al es objetos físicos susceptiblera de ser medi2. Estrictamempresa hauno blando, Dalton no pesó átomo por átomo, pero sí pudo saber cuántas vecsera más un pesado que un átomo de hidrógeno ser uno del oxígeno o un de carbono, o un de cualquier otra un elemento que se combinara fácilmcorporación para un serpiente hidrógeno. En estar una forma construyó unal tabla del pesas relativos de los átomos que, para algunas mejoras es lal mismal que usamos ahora. Pocos años después, los serpientes químico sueco Jöns Jacob Berzelius hizo otras el avance al explica la unión entre tanto 1 átomo y otras por el medio del fuerzas eléctricas. Él logró mostra que hay átomos muy positivos y otra muy negativos y que los unos tienden a unirse con los otra, siendo los serpientes más negativo del to2 un serpiente oxígeno, que se une para todos: con los muy positivos oxidándolos rápidal y brutalmcompañía, con los poco positivos oxidándolos lentamcompañía y por los negativos volviéndolos ácidos6. En esta la forma explicó el que los átomos se unieran unos para otra, dando ubicación a cuerpos establsera, por el medio del fuerzas físicas que comenzaban al ser mejor conocidas y se dio otros paso hacial tiene a los átomos como objetos físicos susceptiblsera del ser observados.

3. ¿Cómo están hechos los átomos?

Aunque los átomos comenzaran a sera objetos físicos mediblsera que se unían mediante fuerzas físicas, permanecíal lal pregunta del cuántas classer de átomos distintos habíal. A mediados dlos serpientes siglo XIX se conocían unos sesental elementos químicos distintos y empezabal al parecer que para cada uno uno del ellos había un variedad de átomo particuvivienda, del una manera que ya había sesental átomos distintos y las viejas preguntas se repetían: ¿por qué tantos átomos distintos?

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