jueves, 29 de septiembre de 2016

Nuevos avances en la producción de energía limpia basada en enzimas

 

Fe-Fe hydrogenase with SOMO orbitals                      
 
El oxígeno inhibe las hidrogenasas, un grupo de enzimas que son capaces de producir y disociar el hidrógeno. Esta degradación es fatal para las posibles aplicaciones biotecnológicas de estas enzimas en la producción de la energía limpia. Es, por tanto, esencial comprender los mecanismos de dicho proceso. Un equipo internacional liderado por los investigadores de los centros UCL (Reino Unido) y CNRS (Francia), junto con un investigador Ikerbasque de nanoGUNE, ha combinado teoría y experimentos para caracterizar cada una de las etapas de la reacción química que da lugar a la reducción de oxígeno mediada por la enzima. Los resultados de este trabajo han sido publicados en Nature Chemistry.
Los combustibles fósiles suponen más del 80% de la energía consumida en el mundo. Desde las crisis energéticas de los años 70 y luego en la década de los 90, cuando surgió la preocupación por el efecto invernadero, la búsqueda de fuentes alternativas de energía ha sido constante. El hidrógeno ha sido un candidato particularmente popular ya que su combustión sólo produce agua. La biotecnología tiene una posición privilegiada para explotar esta fuente de energía alternativa. Una de las posibilidades es el uso de las enzimas llamadas hidrogenasas que se encuentran en diversos microorganismos que viven en ecosistemas anaeróbicos, por ejemplo, algunas bacterias que viven en la tierra y en el tracto intestinal de los animales, o algas unicelulares.

Una nueva molécula detiene el desarrollo del Alzheimer en ratones

La molécula ASS234 bloquea la acumulación de una proteína tóxica y mejora los síntomas cognitivos de la enfermedad
21.09.2016
CSIC/Joan CostaUn investigador trabaja con ratones en el Centro de Investigaciones Biológicas.
Una nueva molécula, denominada ASS234, detiene el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer y mejora los síntomas cognitivos, según concluye un estudio con ratones transgénicos portadores de genes humanos tratados para causar la enfermedad, que ha sido efectuado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), la Universidad Complutense de Madrid y la Universidad Autónoma de Barcelona. Las características de esta molécula sugieren su uso para tratar el deterioro cognitivo y la neurodegeneración que subyace en el Alzheimer. El estudio se publica en Journal of Psychiatry and Neuroscience.
“El efecto de esta nueva molécula se debe por un lado a que bloquea la agregación o depósito en el cerebro de la proteína tóxica amiloidea, implicada en enfermedad de Alzheimer, y por otro, a que estimula la transmisión colinérgica y monoaminérgica, lo que mejora notablemente los síntomas cognitivos de la enfermedad”, explica Ricardo Martínez Murillo, investigador del CSIC en el Instituto Cajal, en Madrid.

Un nuevo método portátil permite determinar el sexo de las aves en menos de 90 minutos

Este sistema molecular ha sido patentado por el CSIC y la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla

                    

22.09.2016
Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y de la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla han desarrollado un nuevo método molecular que permite determinar el sexo de las aves en menos de 90 minutos, sin necesidad de disponer de un laboratorio especializado y sin poner en peligro la integridad física del animal. El nuevo sistema, que agiliza un proceso que hasta ahora podía durar días, ha sido patentado por ambas instituciones.
Cada día se realizan millones de determinaciones del sexo de aves de las que dependen decisiones con repercusiones en avicultura y conservación y manejo de la biodiversidad. Sin embargo, el sexado de aves es muy difícil en aquellas especies en las que no hay diferencias entre machos y hembras en cuanto a morfología, comportamiento, coloración, tamaño, etc. También presenta complicaciones en embriones, pollos y cuando se toman muestras sin haber capturado a los individuos.
La determinación del sexo en aves se ha basado tradicionalmente en las diferencias encontradas entre machos y hembras en comportamiento, en el canto y en la visualización o palpación de la zona cloacal, entre otros métodos. Sin embargo, la mayoría de estos procedimientos pueden arrojar altas tasas de error. Otros métodos, como la endoscopia, son más efectivos y fiables, pero ponen en peligro la integridad física del animal y son de gran dificultad en ejemplares de tamaño pequeño.

miércoles, 28 de septiembre de 2016

Contenido 4.4

Contenido 4.4

ELECTRONEGATIVIDAD Y CARACTER                             METALICO

La electronegatividad es un concepto químico más que una propiedad de los elementos aunque, por supuesto, el valor de dicha magnitud depende de su comportamiento químico.

La electronegatividad (EN) mide la mayor o menor atracción -y, por tanto, desplazamiento- que un átomo ejerce sobre el par de electrones de un enlace con otro átomo.

Su valor se determina a partir de una escala. La más utilizada es la de Pauling, en la que, de forma arbitraria, el F tiene EN 4,0 y el Cs 0,7.

Ésta es la propiedad relevante en relación con la capacidad de combinación de los átomos y el tipo de enlace que forman.
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Fíjate en la imagen para deducir cómo evoluciona la EN. El color rojo indica valores altos de la propiedad, y el amarillo valores bajos. El color gris indica que no hay datos: como los gases nobles no forman enlaces, no se puede determinar EN para ellos.

Contenido 4.3

AFINIDAD ELECTRÓNICA  
Afinidad electrónica (A): “Es la energía mínima necesaria para arrancar el electrón más
externo, es decir, el menos atraído por el núcleo, de un anión en estado gaseoso y convertirlo
en un átomo neutro gaseoso, en condiciones de presión y temperatura estándar”.
M-

(g) M(g) + e- A = ΔE0 = E0 (M(g)) + E0 (e-) - E0 (M-

(g))

E0 es la energía del estado fundamental del sistema (átomo neutro o ión). Como se habla de
mínima energía necesaria E0 (e-) = 0 (Ec = Ep = 0)

Los valores de afinidad electrónica son menores que los de las energías de ionización, ya
que es menos costoso energéticamente quitar 1 electrón a un anión que a un átomo neutro
A puede tomar valores tanto positivos como negativos:
* Si E0 (M(g)) > E0 (M-

(g)), hay que comunicar energía al sistema para arrancar 1 e- del anión:

* Si E0 (M(g)) < E0 (M-

(g)), se desprende energía del sistema al arrancar 1 e- del anión:

  

Contenido 4.2

             ENERGIA DE IONIZACION


La energía de ionización (EI) es la energía que hay que suministrar a un átomo neutro, gaseoso y en estado fundamental para arrancarle el electrón más externo, que está más débilmente retenido, y convertirlo en un catión monopositivo gaseoso.
Se puede expresar así: A(g) + EI → A+(g) + e-
Resultado de imagen para energia de ionizacionLa energía de ionización es igual en valor absoluto a la energía con que el núcleo atómico mantiene unido al electrón: es la energía necesaria para ionizar al átomo.
 
Al ser la energía de ionización una medida cuantitativa de la energía de unión del electrón al átomo, la variación de esta magnitud ayuda a comprender las diferencias cualitativas entre estructura electrónicas.
La magnitud de la energía de ionización depende de tres factores fundamentales: estructura electrónica de la última capa, radio atómico y carga nuclear. El factor determinante es la configuración electrónica de la última capa, puesto que cuanto mas estable sea, es decir cuanto más se parezca a la de estructura completa, estructura de gas noble, mayor energía será necesaria para arrancar un electrón.

Contenido 4.1

   TAMAÑO DE LOS ATOMOS: RADIOS                            ATOMICOS E IONICOS

Radio Atómico: El radio atómico se define como la distancia media que existe entre los núcleos atómicos de dos átomos que se encuentren unidos mediante un enlace (los enlaces atómicos se verán en detalle un poco más adelante). Para los átomos que se unan mediante una cesión de electrones, el radio atómico corresponde a la distancia indicada en la Imagen 12 (a) [izquierda], mientras que los que se unan mediante una compartición de  electrones, el radió atómico se representa tal y como aparece en la Imagen 12 (b) [derecha].  Para esta consideración se considera al átomo como una esfera. El radio atómico aumenta a medida que se aumenta en el período y a medida que se baja en el grupo.
 
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Radio Iónico: El radio iónico se define en relación a iones. Un ion es una especie química con carga, ya sea esta positiva o negativa, y se originan debido a que los elementos tratan de parecerse al gas noble más cercano (elementos del grupo 18), ya que estos tienen una estabilidad superior debido a que sus niveles energéticos se encuentran completos. El término ion significa "ir hacia" y hace referencia a un circuito eléctrico, es por eso que las sustancias cargadas positivamente se llaman cationes (van hacia el cátodo, polo negativo) y las sustancias cargadas negativamente se llamananiones (van hacia el ánodo, polo positivo). Pero, ¿qué hace que exista esta especie química cargada? La respuesta es la ganancia o pérdida de electrones. Como un átomo es eléctricamente neutro, cuando, por ejemplo, gana un electrón de más queda con cargado con un -1 mientras que si pierde un electrón queda cargado con un +1. La capacidad de un átomo para ganar o perder electrones está dado por su electronegatividad, electropositividad, energía de ionización y electroafinidad (propiedades que se verán más adelante). El radio iónico de una especie que ha perdido un electrón es menor que el radio atómico original, esto se debe a que como existe una carga positiva más que negativa, los electrones se sienten mucho más atraídos hacia el núcleo, reduciendo el radio. Por su parte, cuando un elemento gana un electrón, su radio iónico es mayor que su radio atómico de origen, debido a que ese último electrón que entró no se encuentra tan atraído hacia el núcleo y hace aumentar el radio (Imagen 14). El radio iónico, al igual que su par atómico, aumenta a medida que se "baja" en un grupo, pero a diferencia del radio atómico, no presenta una tendencia clara de crecimiento en un periodo, ya que depende del ion (y algunos elementos tienen más de un ion posible, como Cu, Fe, Mn, etc.) 

Contenido 4

PROPIEDADES PERIODICAS Y SU VARIACION EN LA                                                    TABLA.


Variaciones periódicas de las propiedades
Los elementos en su configuración electrónica muestran una variación periódica al aumentar el número atómico. Entonces también presentan variaciones en sus propiedades físicas y químicas.
Carga nuclear efectiva
La fuerza de atracción entre un electrón y el núcleo depende de la magnitud de la carga nuclear neta que actúa sobre el electrón y de la distancia media entre el electrón y el núcleo. Esta fuerza de atracción aumenta conforma la carga nuclear y disminuye mediante el electrón se aleja del núcleo.

En un átomo los electrones interactúan entre sí y con el núcleo, analizar esta situación para un electrón es imposible. Lo que sí se puede es analizar un electrón y su interacción con el entorno promedio, esto posibilita tratar al electrón como si se estuviera moviendo en el campo eléctrico creado por el núcleo. Este campo equivale al generado por una carga situada en el núcleo la cual es llamada carga nuclear efectiva (Zef). Esta carga que actúa sobre un electrón, es igual al número de protones (Z) menos el promedio de los electrones que hay entre el núcleo y el electrón en cuestión (S).
Zef=Z-S
La carga nuclear efectiva aumenta mediante se pasa de un elemento a otro a lo largo de un periodo; en una familia también aumenta pero muy poco.
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Radio atómico
Un átomo no tiene tamaño definido, porque la distribución de electrones no termina de forma abrupta sino que va disminuyendo poco a poco cuando la distancia desde el núcleo aumenta.
Por esto el radio debe definirse de forma arbitraria, por lo que existen varios medidas de esta propiedad.
El radio, dentro de cada periodo cuando el número atómico aumenta, disminuye. En cada grupo, el radio aumenta con el número de periodo.

Energía de ionización (I)
Es la energía que debe absorber un átomo en estado gaseoso para poder arrancarle un electrón. Este electrón es el que está unido más débilmente al núcleo.
Las energías de ionización disminuyen mediante aumenta el radio atómico, entonces podemos decir que mediante crece el número de familia las energías de ionización aumentan; osea que la familia IA tendrá menores valores de I que los de la familia VIIA que tienen valores mucho más grandes.

Afinidad electrónica (AE)
La energía de ionización se refiere a la pérdida de electrones. La afinidad electrónica es una medida de la variación de energía que hay cuando un átomo en estado gaseoso gana un electrón. El valor de esta energía siempre será negativo.
Es más difícil generalizar sobre las afinidades electrónicas que con la energía de ionización, la medida más general que no se cumple en todos los elementos, pero que es más notoria es que la AE disminuye al bajar por los elementos de una familia.

Contenido 3

         CARGA NUCLEAR EFECTIVA Y                                          REACTIVA.

En los átomos polielectrónicos, los protones que se encuentran en el núcleo no ejercen la misma fuerza de atracción sobre todos los electrones por igual. Esto se debe a los efectos pantalla que causan los electrones más cercanos al núcleo sobre los que se encuentran más alejados. Se le llama carga nuclear efectiva a la diferencia entre la carga nuclear neta (que depende del número atómico del elemento) y la constante del efecto pantalla s, es la fuerza real que ejerce el núcleo sobre un electrón en particular.
Z es el número de protones y electrones del átomo, dado por su número atómico, y s el valor de la constante de apantallamiento, que depende del número de electrones que separan al núcleo del electrón en cuestión, y también depende de los orbitales atómicos en que se hallen los electrones que causan el efecto pantalla. También influyen en este efecto los electrones que se encuentran en el mismo nivel de energía que el electrón considerado. No tienen influencia en esta constante los electrones que se hallan en niveles de energía.
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La carga nuclear efectiva puede calcularse según las reglas de Slater, quien las  formuló en 1930:
  1. Los electrones ubicados en un orbital de mayor nivel contribuyen en 0 (para la sumatoria que da como resultado la constante de apantallamiento s)
  2. Cada electrón en el mismo nivel contribuye en 0,35.(excepto si el nivel es 1s, que resta 0,30).
  3. Electrones en el nivel inmediato inferior, si están en orbitales s o p contribuyen en 0,85, si son de orbitales d o f contribuyen en 1,0 cada uno.
  4. Electrones por debajo del nivel inmediato inferior, contribuyen en 1,0 cada uno.

Entonces, para calcular la carga nuclear efectiva, primero, situamos los electrones del átomo en sus orbitales atómicos:
1s, 2s,2p, 3s,3p,3d,4s,4p, 4d, 4f, etc.






Contenido 2.1

                                        LEY DE MOSELEY

Henry G. J. Moseley (1887-1915) fue descrito por Rutherford como su alumno más talentoso. Cuando él estaba en sus tempranos 20 años, midió y trazó las frecuencias de rayos X, de alrededor de 40 elementos de la tabla periódica. Mostró que en los rayos X K-alfa, cuando se dibujaba el gráfico del número atómico Z frente a la raíz cuadrada de la frecuencia, se seguía una línea recta. Sus datos (el gráfico de Moseley) sigue siendo una característica estándar de los libros de texto de física.
En el tiempo en que estuvo trabajando, la mayoría de los físicos consideraban el peso atómico A como la clave para ordenar la tabla periódica, en lugar del número atómico Z. Por ejemplo, el níquel, con peso atómico 58,7, se colocaba en la tabla periódica por delante del cobalto de peso atómico 58,9. El trabajo de Moseley mostró que el cobalto tenía un número atómico de 27 y el níquel de 28. El potasio (Z = 19, A = 39,10) y el argón (Z = 18, A = 39,95) se invertían también cuando se listaban por orden de peso atómico. Moseley predijo la existencia de un elemento de Z = 72 (hafnio), que posteriormente se descubrió en el laboratorio de Bohr en Copenhague.
Moseley voluntario para misiones de combate durante la Primera Guerra Mundial, murió en acción a los 27 años durante el ataque a Gallipoli en los Dardanelos.Resultado de imagen para tabla de henry moseley

Contenido 2

                      LA TABLA PERIODICA ACTUAL                                    
             (relacion estructura electronica y reactividad).


Fue diseñado por el químico alemán J. Wener, en base a la ley de Moseley y la distribución electrónica de los elementos. Además tomo como referencia la Tabla de Mendeleev.
DESCRIPCION GENERAL:
1. Los 109 elementos reconocidos por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) están ordenados según el numero atomico creciente, en 7 periodos y 16 grupos (8 grupos A y 8 grupos B). Siendo el primer elemento Hidrogeno (Z = 1) y el último reconocido hasta el momento meitnerio (Z = 109); pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118.
2. Periodo, es el ordenamiento de los elementos en línea horizontal. Estos elementos difieren en propiedades, pero tienen la misma cantidad de niveles en su estructura atómica.
 Los electrones de valencia, para un elemento representativo, es el número de electrones a nivel externo que interviene en los enlaces quimicos.
Las propiedades químicas similares o análogas de los elementos de un grupo, se debe a que poseen igual número de electrones de valencia, lo cual indica a su vez el número de grupo.
Grupos “B”
Están formados por elementos de transición, en cuyos átomos el electrón de mayor energía relativa están en orbitales “d” o “f”; y sus electrones de valencia se encuentran en orbitales “s” (del último nivel) y/o orbitales “d” o “f”; por lo tanto sus propiedades químicas dependen de estos orbitales.
Se denominan elementos de transición, porque se consideran como tránsito entre elementos metálicos de alta reactividad que forman generalmente bases fuertes (IA y IIA) y los elementos de menor carácter metálico que poseen más acentuado su tendencia a formar ácidos (IIIA, IVA, … VIIA).
Las propiedades de los elementos de transición dentro del grupo o familia varia en forma irregular. 
El grupo VIIIB abarca tres columnas (familia del Fe, Co y Ni). Los elementos del grupo IB (Cu, Ag, Au), así como también los elementos del grupo VIB (Cr y Mo) no cumplen la distribución electrónica, como ya se analizará oportunamente.
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades. Los elementos de transición interna (tierras raras), poseen electrones de mayor energía relativa en orbitales “f” y pertenecen al grupo IIIB; a estos se les denomina lantánidos y actínidos, cuya abundancia en la naturaleza es muy escasa y muchas veces solo se encuentran en forma de trazas combinados con otros elementos, razón por lo cual se llama “tierras raras”.
Lantánidos (lantanoides): comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio (Z=71), poseen propiedades semejantes al lantano.
Actínidos (actinoides): comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio (Z=103), poseen propiedades semejantes al actinioResultado de imagen para LA TABLA PERIODICA ACTUAL

Contenido 1.4

         OCTAVAS DE NEWLANDS

En 1864, el químico inglés John Alexander Reina Newlands comunicó al Royal College of Chemistry (Real Colegio de Química) su observación de que al ordenar los elementos en orden creciente de sus pesos atómicos (prescindiendo del hidrógeno), el octavo elemento a partir de cualquier otro tenía unas propiedades muy similares al primero. En esta época, los llamados gases nobles no habían sido aún descubiertos.
Ley de las octavas de Newlands
1234567
Li
6,9

Na
23,0
K
39,0
Be
9,0

Mg
24,3
Ca
40,0
B
10,8

Al
27,0
C
12,0

Si
28,1
N
14,0

P
31,0
O
16,0

S
32,1
F
19,0

Cl
35,5
Esta ley mostraba una cierta ordenación de los elementos en familias (grupos), con propiedades muy parecidas entre sí y en Periodos, formados por ocho elementos cuyas propiedades iban variando progresivamente.
El nombre de octavas se basa en la intención de Newlands de relacionar estas propiedades con la que existe en la escala de las notas musicales, por lo que dio a su descubrimiento el nombre de ley de las octavas.
Como a partir del calcio dejaba de cumplirse esta regla, esta ordenación no fue apreciada por la comunidad científica que lo menospreció y ridiculizó, hasta que 23 años más tarde fue reconocido por la Royal Society, que concedió a Newlands su más alta condecoración, la medalla Davy.

contenido 1.3

        ANILLO DE CHANCOURTOIS (1862)


Consiste en una helice de papel en la que estaban ordenados por pesos atomicos de los elementos conocidos.

Se encontraba que los puntos correspondientes estaban seperados por 16 unidades.

los elementos similares estaban practicamente  sobre la misma linca, lo que indicaba una cierta periodicidad.


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contenido 1.2

               Triadas de Dobereiner


A principios del siglo XIX, se conocían la suficiente cantidad de elementos y compuestos como para que fuese necesario hacer una clasificación con el fin de facilitar su comprensión y estudio.
Desde el principio se supo de la existencia de familias de elementos que compartían propiedades y semejanzas entre sí, intuyéndose que debía de existir una ley natural que tendiese a agrupar y relacionar con lógica a los elementos. La búsqueda de esta ley está llena de intentos, como las Triadas de Döbereiner , las octavas de Newlands, el tornillo telúrico de Charcourtois, etc, todos ellos basados generalmente en dos criterios fundamentales:
1- La similitud de las propiedades fisicoquímicas de los elementos
2- La relación entre las propiedades y alguna característica atómica como la masa atómica.
Muchos de los intentos por encontrar una forma de agrupación o clasificación de los elementos, ya sea por su originalidad o por su éxito merecen un reconocimiento, y este es el caso de las Triadas de Döbereiner.
Las Triadas de Döbereiner, fue uno de los primeros intentos de clasificación de los elementos químicos, según la similitud de las propiedades, relacionando sus pesos atómicos. Esta clasificación fue realizada por Johann Wolfgang Döbereiner, un químico alemán, que entre otras cosas también estudió los fenómenos de catálisis.
Döbereiner, en 1817, declaró la similitudentre las propiedades de algunos grupos de elementos, que variaban progresivamente desde el primero al último. Veinte años después, en 1827, destacó la existencia de otras agrupaciones de tres elementos, que seguían una análoga relación entre sí.
Estos grupos eran:
  • Cloro, bromo y yodo
  • Azufre, selenio y telurio
  • Litio, sodio y potasio
A estos grupos de elementos, agrupados de tres en tres, se le conoció con el nombre de triadas.
De estos grupos de tres se continuaron encontrando, hasta que en 1850 ya se tenía conocimiento de entorno a 20 triadas.

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Döbereiner hizo un intento de relacionar las propiedades y semejanzas químicas de los elementos y de sus compuestos, con las características atómicas de cada uno de ellos, que en ese caso se trataba de los pesos atómicos, viéndose un gran parecido entre ellos, y una variación progresiva y gradual desde el primero hasta el tercero o último de la triada.
En la clasificación de las triadas (ordenamiento de tres elementos), el químico alemán intentó explicar que el peso atómico medio de los elementos que se encuentran en los extremos de las triadas, es similar al peso atómico de los elementos que se encuentran en la mitad de la triada. Por ejemplo: la triada Cloro, bromo y Yodo, tiene respectivamente 36,80, y 127 respectivamente, en cuanto al peso atómico se refiere. Si realizamos la suma de los extremos, es decir 36+127 y a su vez, la dividimos entre 2, el resultado es 81, o lo que es lo mismo, un número próximo a 80, que casualmente es el número atómico del elemento del medio, es decir, del bromo, hecho que hace que encaje perfectamente en el ordenamiento de la triada.









contenido 1.1

           Sistema periódico de Mendeleiev

Dmitri Ivánovich Mendeléyev fue un químico ruso que nació el 8 de febrero de 1834 en Tobolsk y murió el 2 de febrero de 1907 en San Petersburgo.
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Dedicó gran parte de su vida a estudiar la expansión térmica de los elementos, las desviaciones de de los gases reales de lo ya enunciado en la ley de Boyle-Mariotte.

Asimismo también logró el descubrimiento del punto crítico y realizó una formulación mucho más exacta de la ecuación de estado. Sin embargo, su principal investigación fue la que concluyó con la enunciación de la ley periódica de los elementos químicos, más conocida como Tabla Periódica, y que se basó en el sistema periódico que recibe su nombre. Con dicha tabla, Dmitri Mendeléyev consiguió realizar una clasificación definitiva de los elementos. El sistema periódico clasifica todos los elementos químicos, tanto naturales como creados, en base a su masa atómica de forma creciente. De esta forma, se ubican en la misma columna aquellos elementos que tengan algo en común. Con ello logró que aquellos elementos con un comportamiento químico parecido se localizaran en la misma columna.Asimismo, Dmitri Mendeléyev alteró el orden de las masas para ordenarlos según sus propiedades cuando lo creyó necesario y, además, dejó huecos en blanco para nuevos elementos que se descubrieran en el futuro. Su sistema incorporaba múltiples mejoras en la clasificación de los elementos existentes hasta entonces, como la combinación de pesos atómicos, o las semejanzas entre elementos. De esta forma, demostró que las propiedades correspondientes a los elementos químicos son funciones periódicas de sus pesos atómicos.



contenido 1

        PRIMERAS CLASIFICACIONES PERIODICAS

Dalton
A principios del siglo XIX, John Dalton (1766–1844) desarrolló una nueva concepción del atomismo, al que llegó gracias a sus estudios meteorológicos y de los gases de la atmósfera. Estableció como unidad de referencia la masa de un átomo de hidrógeno (aunque se sugirieron otros en esos años) y refirió el resto de los valores a esta unidad, por lo que pudo construir un sistema de masas atómicas relativas.



A partir de la teoría atómica de Dalton, los químicos intentaron conjugar las masas atómicas de los elementos con sus propiedades. Y empezaron a clasificar los elementos por sus propiedades análogas

Metales, no metales, metaloides y metales de transición
La primera clasificación de elementos conocida, fue propuesta por Antoine Lavoisier (1743-1794), quien propuso que los elementos se clasificaran en metales, no metales y metaloides o metales de transición. Aunque muy práctico y todavía funcional en la tabla periódica moderna, fue rechazada debido a que había muchas diferencias en las propiedades físicas como químicas.




Berzelius (1779-1848)
Calcula masas atómicas de los elementos conocidos entonces lo que hace posible ordenarlos según esta propiedad. Berzelius incorporó un sistema de notación simplificado que utiliza una o dos letras para representar a los distintos elementos (derivadas con frecuencia de sus nombres en latín). Este sistema de símbolos es el que se sigue utilizando en la actualidad. Además, estableció una escala correcta de pesos atómicos que, a diferencia de los de Dalton, no eran números enteros. 





Tríadas de Döbereiner
Uno de los primeros intentos para agrupar los elementos de propiedades análogas y relacionarlo con los pesos atómicos se debe al químico alemán Johann Wolfgang Döbereiner (1780–1849) quien en 1817 puso de manifiesto el notable parecido que existía entre las propiedades de ciertos grupos de tres elementos, con una variación gradual del primero al último. Posteriormente (1827) señaló la existencia de otros grupos de tres elementos en los que se daba la misma relación (cloro, bromo y yodo; azufre, selenio y telurio; litio, sodio y potasio). A estos grupos de tres elementos se les denominó tríadas y hacia 1850 ya se habían encontrado unas 20, lo que indicaba una cierta regularidad entre los elementos químicos.



Hélice de Chancourtois
En 1864, Chancourtois construyó una hélice de papel, en la que estaban ordenados por pesos atómicos (masa atómica) los elementos conocidos, arrollada sobre un cilindro vertical. Se encontraba que los puntos correspondientes estaban separados unas 16 unidades. Los elementos similares estaban prácticamente sobre la misma generatriz, lo que indicaba una cierta periodicidad, pero su diagrama pareció muy complicado y recibió poca atención.





Ley de las octavas de Newlands
En 1864, el químico inglés John Alexander Reina Newlands comunicó al Royal College of Chemistry (Real Colegio de Química) su observación de que al ordenar los elementos en orden creciente de sus pesos atómicos (prescindiendo del hidrógeno), el octavo elemento a partir de cualquier otro tenía unas propiedades muy similares al primero. En esta época, los llamados gases nobles no habían sido aún descubiertos.
Esta ley mostraba una cierta ordenación de los elementos en familias (grupos), con propiedades muy parecidas entre sí y en Periodos, formados por ocho elementos cuyas propiedades iban variando progresivamente.
El nombre de octavas se basa en la intención de Newlands de relacionar estas propiedades con la que existe en la escala de las notas musicales, por lo que dio a su descubrimiento el nombre de ley de las octavas.
Resultado de imagen para Sistema periódico de MendeleievComo a partir del calcio dejaba de cumplirse esta regla, esta ordenación no fue apreciada por la comunidad científica que lo menospreció y ridiculizó, hasta que 23 años más tarde fue reconocido por la Royal Society, que concedió a Newlands su más alta condecoración, la medalla Davy.




Tabla periódica de Mendeléyev
En 1869, el ruso Dmitri Ivánovich Mendeléyev publicó su primera Tabla Periódica en Alemania. Un año después lo hizo Julius Lothar Meyer, que basó su clasificación periódica en la periodicidad de los volúmenes atómicos en función de la masa atómica de los elementos.
Por ésta fecha ya eran conocidos 63 elementos de los 90 que existen en la naturaleza. La clasificación la llevaron a cabo los dos químicos de acuerdo con los criterios siguientes:
  • Colocaron los elementos por orden creciente de sus masas atómicas.
  • Situaron en el mismo grupo elementos que tenían propiedades comunes como la valencia.
 La primera clasificación periódica de Mendeléyev no tuvo buena acogida al principio. Después de varias modificaciones publicó en el año 1872 una nueva Tabla Periódica constituida por ocho columnas desdobladas en dos grupos cada una, que al cabo de los años se llamaron familia A y B.
En su nueva tabla consigna las fórmulas generales de los hidruros y óxidos de cada grupo y por tanto, implícitamente, las valencias de esos elementos.
Esta tabla fue completada a finales del siglo XIX con un grupo más, el grupo cero, constituido por los gases nobles descubiertos durante esos años en el aire. El químico ruso no aceptó en principio tal descubrimiento, ya que esos elementos no tenían cabida en su tabla. Pero cuando, debido a su inactividad química (valencia cero), se les asignó el grupo cero, la Tabla Periódica quedó más completa.
El gran mérito de Mendeléyev consistió en pronosticar la existencia de elementos. Dejó casillas vacías para situar en ellas los elementos cuyo descubrimiento se realizaría años después. Incluso pronosticó las propiedades de algunos de ellos: el galio (Ga), al que llamó eka–aluminio por estar situado debajo del aluminio; el germanio (Ge), al que llamó eka–silicio; el escandio (Sc); y el tecnecio (Tc), que, aislado químicamente a partir de restos de un sincrotrón en 1937, se convirtió en el primer elemento producido de forma predominantemente artificial.

La noción de número atómico y la mecánica cuántica
La tabla periódica de Mendeléyev presentaba ciertas irregularidades y problemas. En las décadas posteriores tuvo que integrar los descubrimientos de los gases nobles, las "tierras raras" y los elementos radioactivos. Otro problema adicional eran las irregularidades que existían para compaginar el criterio de ordenación por peso atómico creciente y la agrupación por familias con propiedades químicas comunes. Ejemplos de esta dificultad se encuentran en las parejas telurio–yodo, argón–potasio y cobalto–níquel, en las que se hace necesario alterar el criterio de pesos atómicos crecientes en favor de la agrupación en familias con propiedades químicas semejantes.

Durante algún tiempo, esta cuestión no pudo resolverse satisfactoriamente hasta que Henry Moseley (1867–1919) realizó un estudio sobre los espectros de rayos X en 1913. Moseley comprobó que al representar la raíz cuadrada de la frecuencia de la radiación en función del número de orden en el sistema periódico se obtenía una recta, lo cual permitía pensar que este orden no era casual sino reflejo de alguna propiedad de la estructura atómica. Hoy sabemos que esa propiedad es el número atómico (Z) o número de cargas positivas del núcleo.
La explicación que aceptamos actualmente de la "ley periódica" descubierta por los químicos de mediados del siglo pasado surgió tras los desarrollos teóricos producidos en el primer tercio del siglo XX. En el primer tercio del siglo XX se construyó la mecánica cuántica. Gracias a estas investigaciones y a los desarrollos posteriores, hoy se acepta que la ordenación de los elementos en el sistema periódico está relacionada con la estructura electrónica de los átomos de los diversos elementos, a partir de la cual se pueden predecir sus diferentes propiedades químicas.