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El 20 de diciembre de 2017, la Asamblea General de las Naciones Unidas proclamó 2019 como el Año Internacional de la Tabla Periódica de los Elementos Químicos (IYPT2019, en sus siglas inglesas). Así reconocía la importancia de la química en la promoción del desarrollo sostenible y su contribución a resolver los grandes problemas de la humanidad en materia de salud, educación, energía, hambre, pobreza, agricultura, consumo responsable y potabilidad del agua. El 29 de enero de 2019 tuvo lugar la Ceremonia Oficial de Apertura del IYPT2019 en la sede de UNESCO en París.

La idea de celebrar un Año Internacional de la Tabla Periódica de los Elementos Químicos partió del profesor de la Universidad de Nottingham, Sir Martyn Poliakoff, quien escribió una carta en julio de 2016 a la presidenta de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC), Natalia Tarásova, recordándole que en 2019 se celebraría el 150 aniversario de la publicación de la primera versión de la tabla periódica moderna por el químico ruso Dimitri Ivánovich Mendeléiev. Sugería que la IUPAC podría realizar una solicitud para hacer que 2019 fuese el Año Internacional de la Tabla Periódica. La Academia de Ciencias Rusa se dirigió al Secretariado de la IUPAC liderando esta solicitud. A esta iniciativa se unieron otras instituciones científicas y más de 80 organizaciones nacionales adheridas a la IUPAC, academias de ciencias, sociedades químicas e institutos de investigación.

Además, en 2019, se conmemora el centenario de la fundación de la IUPAC. Esta organización científica fue creada en 1919 por químicos de la academia y la industria que reconocieron la necesidad de estandarizar internacionalmente la química, además de promover su desarrollo. La estandarización de pesos, métodos, medidas, nombres y símbolos es esencial para el bienestar y el mejor desarrollo y crecimiento del comercio internacional. La IUPAC fomenta el desarrollo sostenible, al proporcionar un lenguaje común para la química y abogar por el libre intercambio de información científica.

La forma media larga de la tabla periódica de los elementos químicos es uno de los iconos de la ciencia y la cultura, fácilmente reconocible por su estructura de castillo almenado, constituida por 18 columnas (grupos) y 7 filas (periodos) hasta completar los 118 elementos actualmente conocidos. El 28 de noviembre de 2016, la IUPAC aprobó la incorporación de cuatro nuevos elementos: nihonio (Nh, 113), moscovio (Mc, 115), teneso (Ts, 117) y oganesón (Og, 118). De este modo, se completaba el séptimo periodo de la tabla periódica. Niels Bohr decía que "la tabla periódica es la estrella orientadora para la exploración en los campos de la química, la física, la mineralogía y la técnica", y de muchas otras ramas de la ciencia que permiten explicar el mundo material de los seres animados e inanimados.

La exploración de los elementos químicos y su ordenamiento es una obra colectiva. Muchos científicos han contribuido a enriquecer la tabla periódica desde la Antigüedad hasta nuestros días. La búsqueda de la ordenación de los elementos químicos está vinculada a su descubrimiento. Ha habido un gran número de científicos que se afanaron en su exploración o aislamiento, mientras que otros se ocuparon de su ordenamiento. Solamente cuando hubo un suficiente número de elementos se elaboraron las primeras listas de elementos. La primera se debe al químico francés Antoine-Laurent de Lavoisier, considerado el padre de la química moderna, que en 1789 publicó en su obra ‘Tratado elemental de química’ una lista de 33 sustancias simples, de las que hoy solo 23 son reconocidas como elementos químicos. Tras las listas, aparecieron sistemas y tablas donde se organizaron los elementos según sus propiedades y características.

Entre los científicos que contribuyeron al desarrollo de la tabla periódica hay que destacar al inglés John Dalton. Elaboró en 1803 una lista de 20 elementos en la que mostraba sus símbolos y sus pesos atómicos referidos al del hidrógeno con valor igual a 1. Entre 1813 y 1814, el sueco Jöns Jacob Berzelius introdujo un método de nomenclatura inspirado en el sistema de Carlos Linneo. Empleó los nombres latinos de los elementos y a partir de ellos obtuvo los símbolos formados por una o dos letras, siendo la primera mayúscula. Sus pesos atómicos estaban referidos al del oxígeno, al que dio un valor de 100. Por combinación de sus símbolos, obtuvo las fórmulas de los compuestos químicos. Así, el agua la formuló como H²O -obsérvese que el 2 aparece como superíndice-; más tarde, los químicos alemanes la reformularon como H2O.

A partir de 1817, Johann Wolfgang Döbereiner fue de los primeros en establecer relaciones numéricas ente los elementos químicos. Halló la existencia de familias de tres elementos, que llamó tríadas. Esta relación se conoce como la ley de las tríadas de Döbereiner. Él mismo encontró varias tríadas y otros científicos aumentaron su número. La química a mediados del siglo XIX era una torre de Babel. No existía una definición clara de peso atómico y cada químico tenía sus propias fórmulas para sentirse más importante. El alemán Kekulé manifestó en 1858 que el ácido acético se podía formular de 19 formas diferentes. Por ello, junto con el alemán Weltzien y el francés Wurtz, convocó el Primer Congreso Internacional de Químicos o Congreso de Karlsruhe, por haberse celebrado en esta ciudad alemana del 3 al 5 de septiembre de 1860. Entre los 127 participantes se hallaban el inglés William Odling, el alemán Julius Lothar Meyer y el ruso Mendeléiev, que tenían 31, 30 y 26 años, respectivamente. El gran triunfador del congreso fue el italiano Stanislao Cannizzaro, que definió con total claridad el concepto de peso atómico. Entre 1862 y 1872 la tabla periódica experimentó un gran desarrollo, ya que la mayoría de los químicos tomaron los pesos atómicos consistentes y precisos propuestos por Cannizzaro en el Congreso de Karlsruhe y realizaron diversas propuestas. El descubrimiento de la tabla periódica es uno de los mejores ejemplos de invención simultánea o múltiple. Puede pensarse que estos hallazgos son excepcionales cuando son más habituales de lo que puede imaginarse. En el periodo de siete años (1862-1869) seis autores, al menos, contribuyeron al hallazgo del sistema periódico.

Mendeléiev, tras regresar de Heidelberg, donde había estado becado por el gobierno ruso, escribió el libro ‘Química Orgánica’, por el que recibió el Premio Demidov. En 1868 publicó el primer tomo de su obra ‘Principios de Química’ para sus estudiantes. Al tratar de escribir el segundo volumen se percató de que necesitaba un guion para la descripción ordenada de los elementos químicos restantes. La primera versión de la tabla periódica propuesta por Mendeléiev, en la que recoge los 63 elementos químicos conocidos en aquella fecha, la publicó el 17 de febrero de 1869, según el calendario juliano, que todavía regía en el Imperio ruso. La tabla periódica le serviría de índice y guía para continuar el segundo volumen de su libro ‘Principios de Química’, que publicó en 1871. Este año apareció una segunda versión ampliada y mejorada. Los huecos que dejo Mendeléiev en sus tablas periódicas estaban destinados a los elementos químicos que no habían sido descubiertos todavía. Calculó sus pesos atómicos y algunas propiedades físicas y químicas. Estos elementos se hallaban debajo del boro con un peso atómico de 44, al que llamó eka-boro; entre el aluminio y el indio con un peso atómico igual a 68, al que denominó eka-aluminio; el situado entre el silicio y el estaño con un peso atómico de 72, al que llamó eka-silicio y el ubicado debajo del manganeso con peso atómico igual a 100, al que dio el nombre de eka-manganeso. Utilizó los prefijos procedentes del sánscrito “eka” (uno) y “dvi” (dos) para designar la posición de los nuevos elementos predichos respecto de los que les precedían.

En agosto de 1875, el químico francés Lecoq de Boisbaudran comunicó a la Academia de Ciencias de París el descubrimiento de un nuevo elemento que se hallaba en un mineral procedente de una mina de Pierrefitte, en los Pirineos, al que llamó galio para honrar a su país Francia (“Gallia”, en latín). Cuatro años más tarde, el sueco Lars Fredrick Nilson descubrió el escandio, un nuevo elemento que llamó así para honrar a su patria, Escandinavia. El sueco Per Teodor Cleve fue el primero en percatarse de que las propiedades de este elemento coincidían con las predichas por Mendeléiev para el eka-boro. El 6 de febrero de 1886, diecisiete años después de que Mendeléiev propusiera la primera versión de su tabla periódica, el alemán Clemens Alexander Winkler examinó una muestra del mineral argirodita (sulfuro de plata y germanio), encontrado en una mina de plata cerca de Freiberg (Sajonia) y halló un nuevo elemento. Tras repetir los ensayos, lo llamó germanio, para honrar a su país Alemania (“Germania”, en latín). Mendeléiev fue nominado al Premio Nobel de Química en 1905, 1906 y 1907. En 1905, el Premio Nobel de Química lo recibió el alemán Adolf von Baeyer; en 1906, fue distinguido el francés Henri Moissan y en 1907 Mendeléiev no pudo recibirlo porque falleció en el mes de febrero y los Premios Nobel no se otorgan a título póstumo.

A partir de 1895 aparecieron serios problemas a la ley periódica de Mendeléiev con el advenimiento de nuevos descubrimientos y teorías sobre la estructura interna del átomo. Röntgen produjo y detectó por primera vez los rayos X en la Universidad de Wurzburgo. Su descubrimiento despertó la curiosidad de un gran número de científicos. Entre ellos se encontraba el físico francés Antoine Henri Becquerel, que a principios de 1896 descubrió accidentalmente la radiactividad natural mientras realizaba investigaciones sobre la fluorescencia de las sales de uranio. En 1897, Marie Curie comenzó su tesis doctoral bajo la dirección de Becquerel para analizar la naturaleza y propiedades de la radiactividad natural. Poco después se le unió en esta labor su esposo Pierre y en 1898 consiguieron aislar los dos primeros elementos radiactivos: el polonio (en junio) y el radio (en diciembre). En 1903, ella recibió el Premio Nobel de Física junto con Becquerel y su esposo Pierre "en reconocimiento de los servicios extraordinarios que han prestado sus investigaciones conjuntas [Marie y Pierre Curie] sobre los fenómenos de radiación descubiertos por el profesor Henri Becquerel". Estos hechos experimentales produjeron una nueva contrariedad a Mendeléiev.

En 1897, Joseph John Thomson, físico inglés y premio Nobel de Física en 1906, descubrió e identificó el electrón. El descubrimiento de esta nueva partícula causó una nueva decepción a Mendeléiev, ya que los átomos podían dividirse en partículas más pequeñas, en contra del criterio del químico ruso. Ernest Rutherford llevó a cabo el "experimento de la lámina de oro", cuya explicación le condujo a proponer en 1911 su modelo atómico o del sistema solar. Del experimento de la lámina de oro, Rutherford concluyó que la carga del núcleo atómico era próxima a la mitad del peso atómico (Z ≈ A/2). El abogado, matemático economista y físico aficionado holandés Antonius van den Broek definió el concepto de número atómico en un artículo que publicó en 1911 en la revista ‘Nature’ de Londres. El descubrimiento de los isótopos a finales del siglo XIX fue otra dificultad a la que tuvo que enfrentarse la tabla periódica de Mendeléiev. En 1913, Frederick Soddy acuñó el término isótopo, del griego “isos”, igual, y “topos”, lugar, que significa que diferentes isótopos de un mismo elemento ocupan el mismo lugar en la tabla periódica.

Al físico británico Henry Gwyn Jeffreys Moseley se le atribuye el honor de haber descubierto el número atómico por sus originales experimentos con la difracción de los rayos X sobre los metales. Tras graduarse en la Universidad de Oxford en física y matemáticas, entró como demostrador de física en la Universidad de Cambridge bajo la supervisión de Ernest Rutherford. En 1913, publicó su primer artículo en la revista ‘Philosophical Magazine’. Su investigación consistía en analizar los espectros de rayos X de alta frecuencia cuando enviaba la radiación de electrones o rayos catódicos contra la superficie de diferentes muestras metálicas. Para ello, registraba sobre placas fotográficas la frecuencia característica de los rayos X emitidos por cada uno de ellos. Estudió una decena de muestras metálicas, como la serie del calcio al zinc (faltaba el escandio e incluyó el latón, aleación de cobre y zinc) y obtuvo su famosa escalera de Moseley. En 1914, publicó un segundo artículo continuación del anterior. En él confirmó la ley que lleva su nombre (o de los números atómicos), en la que relacionaba la raíz cuadrada de la frecuencia de las líneas espectrales de rayos X de los elementos químicos con el número atómico ν = A (N – b)², donde ν es la frecuencia de las líneas espectrales de los rayos X, N es el número atómico (actualmente se representa por Z y es igual al número de protones del núcleo), y A y b son dos constantes de las líneas espectrales. Aunque su estudio abarcó los elementos metálicos del aluminio al oro, su ley permite predecir la existencia de nuevos elementos con gran precisión, por los huecos que se generan en su gráfica en la que representa los elementos químicos por su número atómico frente a la raíz cuadrada de la frecuencia de sus líneas espectrales de rayos X. Desgraciadamente, Moseley murió en 1915, a la edad de veintisiete años, en la batalla de Galípoli de la I Guerra Mundial. Tras su muerte, otros científicos emplearon su ley para la búsqueda de los nuevos elementos que había predicho se hallaban entre el aluminio (Z = 13) y el uranio (Z = 92). Así, entre 1913 y 1945, se encontraron los elementos químicos de números atómicos 43, 61, 72, 75, 85, 87 y 91. La ley de Moseley ha resistido el paso del tiempo, sin que haya que recurrir a modificación alguna como la inversión del orden de ciertos valores del número atómico, como ocurre cuando se ordenan los elementos químicos por el peso atómico.

La ley periódica de Moseley fue el nuevo paradigma que permitía clasificar los elementos químicos en orden creciente de su número atómico, sin mostrar las fisuras que manifestaba la ley periódica de Mendeléiev. La irrupción de la mecánica cuántica en 1900 de la mano de Max Planck (1858-1947) abrió un mundo de nuevas expectativas para la ciencia. La invención del ciclotrón por Ernest Orlando Lawrence, químico nuclear y premio Nobel de Física en 1939, supuso uno de los logros más destacados en la creación de nuevos elementos. El ciclotrón permitía acelerar protones, neutrones, deuterones y partículas alfa a miles de veces la velocidad de estas partículas cuando se producían de forma espontánea. Esta técnica facilitó el descubrimiento de un importante número de elementos transuránidos entre 1940 y 1974 en el Berkeley Radiation Laboratory (ahora Lawrence Berkeley National Laboratory) de la Universidad de California, dirigido por Edwin McMillan, Glenn Theodore Seaborg y Albert Ghiorso. En 1945, cuando se habían sintetizado 96 elementos, cuatro de ellos después del uranio: neptunio (93, 1940), plutonio (94, 1940), americio (95, 1944) y curio (96, 1944), Seaborg introdujo una importante modificación en la tabla periódica al incluir una nueva serie: la de los actínidos, que colocó debajo de la serie de los lantánidos. La creación de los elementos superpesados con números atómicos superiores al nobelio (Z = 102) se alcanzó al desarrollar potentes aceleradores lineales de partículas que sustituyeron al ciclotrón. Así se activaron haces de iones de alta intensidad. Como proyectiles de bombardeo se emplearon los núcleos de boro, carbono, nitrógeno, oxígeno, neón, calcio, cromo, hierro, níquel y zinc. Durante la Guerra Fría solo la Unión Soviética y Estados Unidos rivalizaron en la creación de nuevos elementos transférmicos. Años más tarde se unieron en esta labor Alemania, Japón y Suecia. En la síntesis de alguno de los últimos elementos han contribuido equipos de científicos de más de un centro de investigación del mismo país o de países distintos. Para la creación de los elementos de números atómicos 113, 115, 117 y 118 se emplearon como proyectiles el Zn-70 y, sobre todo, el Ca-48.

La idea de la isla de estabilidad fue propuesta por vez primera por Seaborg en 1965. La hipótesis se basa en que el núcleo atómico está construido en capas de manera similar a las capas de electrones en los átomos. El isótopo 298Fl (Z = 114, N = 184) fue de especial interés por ser doblemente mágico (en el número de protones y en el de neutrones). Más tarde, Seaborg amplió la tabla periódica para ubicar los elementos superpesados hasta el de número atómico 168 e introdujo la serie de los elementos superactínidos (del 122 al 153). Yuri Oganessian planteó en la 235 Reunión Nacional de la American Chemical Society, celebrada en 2008 en Nueva Orleans, la posibilidad de que exista una segunda isla de estabilidad. Esta isla tendría su centro alrededor del elemento de número atómico 164 (unhexcuadio), especialmente el isótopo 482164 (Z = 164, N = 318), con una estabilidad similar a la del flerovio.

Quedan problemas pendientes por resolver, entre ellos, cuál sería la forma más correcta de representar la tabla periódica de los elementos químicos. En un reciente artículo, Scerri planteaba la cuestión de la ubicación de los elementos Sc, Y, La, Ac, Lu y Lr. En la forma larga hay tres formatos posibles. 2019 es un excelente año para abordar este problema y otros como el de la situación del hidrógeno en la tabla periódica y que la IUPAC recomiende una única tabla periódica oficial de los elementos químicos.

De entre los grandes científicos que han contribuido a ordenar los elementos químicos, dos destacan por méritos propios, y se les considera los padres de la tabla periódica moderna: Mendeléiev y Moseley, que nos legaron sus respectivas leyes periódicas. Hay más de mil formas de presentar la tabla periódica, pero la más representada es la media larga, que se ha completado con 118 elementos en 2016. Es de esperar que los grandes centros científicos obtengan nuevos elementos en un futuro próximo, aunque la tarea no será fácil. Estos nuevos elementos pondrán a prueba la ley periódica de Moseley. Gracias a este gran científico, la tabla periódica se define hoy como una organización de los elementos químicos ordenados por su número atómico creciente en columnas (grupos) y filas (periodos) de modo que se resaltan sus propiedades físicas y químicas periódicas.