miércoles, 23 de junio de 2021

Los límites de la tabla periódica

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La tabla periódica de Deming-Seaborg (la que usamos en el colegio) es un modelo científico pensado principalmente para la química y de forma secundaria para la física, de allí que algunos físicos propusieran otras versiones. Sin embargo, como todos los modelos y teorías científicas la tabla periódica posee errores o inconsistencias, que no la hacen menos importante.

Aunque todos los elementos hasta el ununoctium han sido aislados o sintetizados, solo los elementos 112 copernicio y 114 flerovio han sido caracterizados químicamente. Los demás elementos siguen siendo incógnitas, incluso en su apariencia macroscópica debido a que solo se han producido átomos de ellos, una cantidad insuficiente para determinar sus capacidades reactivas u organolépticas (Samuelson, 2000).

Aun no es claro si los nuevos elementos amas allá del 118 continuarán el patrón de la tabla periódica en el periodo 8, o si se requerirán de ajustes posteriores, incluso no es claro si es posible sintetizarlos. Incluso se ha llegado a especular que estos elementos nuevos seguirán aún menos las reglas de llenado de capas electrónicas, por lo que cualquier cosa podía pasar (Fricke, Greiner, & Waber, 1971).

El número exacto de átomos pesados sintetizables es desconocido. Sin embargo, existe un modelo moderno denominado como isla de estabilidad, la cual predice que la estabilidad teórica máxima se extiende solo hasta el elemento 126. Existen otros estimativos que ponen el límite en el 128, en el 137 y en el 155. Solo el tiempo y la tecnología pondrán a prueba cada uno de estos modelos (Fricke et al., 1971).

Por medio de las configuraciones electrónicas el hidrógeno y el helio pertenecen al grupo 1 y 2, pero si se ven las propiedades químicas pertenecen a los grupos 17 y 18. El hidrogeno ha sido puesto en su punto estructural, mientras que el helio en su punto químico (Cronyn, 2003). De hecho, el hidrógeno comparte características con el grupo 1 y 17 así que algunas tablas lo repiten en ambas posiciones. Otra alternativa más rara es ponerlo en el grupo 14 con el carbono debido a algunas características fisicoquímicas, aunque en tal taso la química y la valencia concordarían menos (Cronyn, 2003). Tal vez la solución más útil es decir que el hidrogeno hace un grupo de uno, con propiedades únicas a los demás elementos (Cronyn, 2003). Debido a que la naturaleza de la tabla periódica es química antes que física, la decisión más lógica para la tabla es que el hidrógeno forme el grupo de uno, un elemento raro en propiedades, pero extremadamente común y fundamental para nuestro universo.

De hecho, la desición de colocar al hidrógeno con los metales alcalinotérreos recae en una propiedad de metalización, esta fase fue predicha en 1935 en terrenos teóricos por Eugene Wigner y Hillard Bell Huntington (Wigner & Huntington, 1935). A altas presiones y temperaturas, el hidrógeno metálico podría existir como un líquido en lugar de como un sólido, y los investigadores creen que está presente en grandes cantidades en los interiores calientes y gravitacionalmente comprimidos de Júpiter, Saturno y en algunos planetas extrasolares (Johnson et al., 2004).

Este es el problema del grupo 12, el grupo del zinc no se comporta como los metales de transición, de hecho, funciona más como un metal alcalinotérreo a pesar de que su configuración electrónica es la de un metal de transición. Este es un caso en el que el criterio físico supera al criterio químico, pero igual esto es una cuestión histórica (House & House, 2015).

Este grupo es una desgracia, son los primeros dos miembros son inconfundiblemente pertenecientes a un grupo el escandio y el itrio, pero los demás miembros son confusos. Algunos proponen, tal como está actualmente que el lantano y el actinio pertenecen también, otros proponen que el grupo 3 solo está compuesto por los primeros dos elementos, otros que el lutecio y el laurencio deberían estar allí en lugar del lantano y el actino, mientras que otros que el grupo 3 está compuesto por todos los lantánidos y actínidos, más el lantano, el actino el itrio y el escandio (Scerri, 2012). La IUPAC ha conformado una comisión en 2015 para dar un veredicto arbitrario al respecto, así que hay que esperar.

 

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