DPTO. DE FÍSICA Y QUÍMICA
150 cumpleaños de la Tabla Periódica: el origen cósmico de los elementos
El pasado 29 de enero se celebró en
París, por todo lo alto, la ceremonia de inauguración del Año Internacional de la Tabla Periódica de los Elementos Químicos. Entre otras personalidades
participó en el evento el Premio Nobel de Química 2016, Ben Feringa, quien
resaltó el papel jugado por la Tabla Periódica como parte del lenguaje
científico universal que contribuye al progreso de la humanidad.
Predicciones exitosas
La
primera tabla periódica la elaboró el químico ruso Dmitri Mendeleiev en 1869.
Se trataba de una ordenación, según el peso atómico -del más ligero al más
pesado-, de los elementos en varios grupos en los que parecían repetirse las
propiedades químicas de manera periódica. Hay que tener en cuenta que el
electrón no se conocía aún y la estructura interna del átomo era un misterio.
A
partir de esta ordenación y, más concretamente, de los huecos que quedaban en
la tabla, Mendeleiev predijo la existencia de varios elementos que, aunque por
entonces eran desconocidos, tendrían que existir para rellenar esos huecos. El
genio ruso utilizó los prefijos eka-,
dvi-, y tri- (del sánscrito: uno, dos
y tres) para designar a los elementos que debían situarse uno, dos o tres
lugares por debajo de un elemento conocido de la tabla. Tales elementos fueron
descubriéndose pocos años después y designados con nuevos nombres. Así el eka-boro predicho por Mendeleiev resultó
ser el escandio; el eka-alumino el galio; el eka-manganeso
el tecnecio; y el eka-silicio el germanio. La identificación de tales elementos constituyó un éxito
espectacular para Mendeleiev y su tabla, que de esta manera entraron por la
puerta grande en la Historia de la Ciencia. Del cosmos a nuestros cuerpos el
origen en el universo de los elementos de la tabla periódica se comprende muy
bien, éste es uno de los mayores logros de la astrofísica del siglo pasado.En el Big Bang, tan solo se formaron
partículas muy elementales que, al cabo de tres minutos, formaron los átomos
más ligeros: el hidrógeno, el helio y pequeñas cantidades de litio. El resto de los elementos se han
ido formando en los astros por diferentes procesos nucleares. Por ejemplo, en
el interior de las estrellas, dos núcleos de hidrógeno fusionan para formar
helio y tres de helio para formar carbono.
Reacciones nucleares con carbono forman magnesio,
sodio y oxígeno, y la combustión nuclear del oxígeno da lugar al silicio,
el azufre y otros elementos. Mediante este tipo de procesos se llegan a formar
muchos elementos cuyo número atómico no supera al del hierro y el níquel. El
cobalto, el cobre, el zinc y muchos otros se forman en las explosiones de
supernova.
Otros elementos más pesados aún, como
la plata, el oro, el plomo, el radio y el uranio, se forman en las colisiones entre estrellas de neutrones,
cuando un núcleo va atrapando neutrones para formar elementos progresivamente
más pesados.
En el día de hoy, cuando han
transcurrido 13.800 millones de años tras el Big Bang, la materia atómica del
universo está constituida (en porcentajes de masa) por 70% de hidrógeno, 28 %
de helio y tan solo un 2 % de todos los otros elementos: Es decir, los átomos
complejos y algunos de los ligeros son muy raros en el universo. Si nos fijamos
en el cuerpo humano, seis de cada 10
átomos son hidrógeno y, por
tanto, proceden directamente del Big Bang. El carbono de nuestro ADN, el
oxígeno de nuestros músculos y el hierro de nuestra sangre se han creado en las
estrellas. En definitivas cuentas, la composición de nuestro cuerpo está
escrita la historia del universo.
150 aniversario Para conmemorar la
elaboración de aquella primera tabla periódica en su 150 aniversario, la
Asamblea General de las Naciones Unidas y la Unesco proclamaron 2019 como Año Internacional de la Tabla Periódica,
así que durante este año se multiplicarán los eventos que celebren las
propiedades sorprendentes de esta tabla que ha pasado a ser un icono de la
ciencia, una ilustración de su lenguaje universal y una expresión del orden
químico que reina en el cosmos.
El
Mundo, 10 FEBRERO 2019
Rafael
Bachiller es astrónomo y director del Observatorio Astronómico Nacional (IGN).
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