15 de mayo de 2019
15.05.2019

La taula periòdica dels elements i l'Oceanogràfic

Fa 150 anys, Dimitri Mendeleiev mostrava per primera vegada en la història que era possible ordenar els àtoms coneguts aleshores - En l'actualitat, s'han identificat 118 elements químics dels quals només 92 existeixen en la naturalesa i la resta s'ha produït artificialment zones tècniques

15.05.2019 | 04:15
La taula periòdica dels elements i l'Oceanogràfic

L'ONU ha designat 2019 com a Any Internacional de la Taula periòdica dels Elements Químics, commemorant els 150 anys de la seua publicació per part del químic rus Dimitri Mendeleiev. Tothom ha sentit parlar de la taula periòdica, però no és fàcil calibrar la seua importància científica, que, no obstant això, és precisament el que justifica la decisió de l'ONU. Per què és tan especial? Com s'unix l'Oceanogràfic a esta commemoració?

La veritat és que esta publicació de Mendeleiev l'any 1869 mostrava per primera vegada en la història que era possible ordenar els elements químics, és a dir els seus àtoms, en ordre creixent de massa i tenint en compte, a més, les possibles afinitats químiques entre alguns d'ells. Per fi començàvem a comprendre com s'estructura la matèria, quines peces bàsics la componen i quina relació existix entre elles. Convé recordar que quan es parla de matèria ens referim a tot allò que té essencial material i per tant dels animals marins que habiten en l'Oceanogràfic de València.
Per descomptat, la matèria viva també està feta d'àtoms. En total són 42 els àtoms, anomenats bioelements, que poden formar part dels éssers vivents. I d'ells, només onze estan presents en absolutament tots ells, i sumen el 99,5% en pes del conjunt de la biosfera. Els quatre més abundants, és a dir, el carboni (C), l'hidrogen (H), l'oxigen (O) i el nitrogen (N), constituïxen ja per si sols el 95 % de la massa vivent. Encara que, clar, les molècules que es poden formar amb ells poden agrupar moltíssims àtoms associats entre si.

Els 31 bioelements restants es troben en uns o altres éssers vius en ínfima quantitat. Són els oligoelements. Però així i tot poden ser essencials, fins i tot imprescindibles en certes espècies.

Bé, però en la taula periòdica hi ha molts més elements, a més d'estos 42 que formen part dels éssers vius. De forma natural existixen en tot el cosmos 50 àtoms més. La suma total d'àtoms existents en la naturalesa és, doncs, de 92; en època de Mendeleiev es coneixien ja 63 d'ells, des de llavors s'han descobert altres 29 més.

118 elements en total
Però encara hi ha més. La més moderna de les taules periòdiques que la ciència actual ha determinat inclou un total de 118 elements. Els més pesats d'ells, és a dir els últims 26 nous àtoms, han estat produïts de forma experimental i són summament inestables, amb una vida efímera de milionèsimes de segon. És més, no es pot descartar que es continuen descobrint àtoms cada vegada més pesats€ i igualment inestables; tot un assoliment de la química moderna.

Els àtoms es combinen entre si per a formar molècules en un número quasi infinit, perquè cadascuna d'elles pot estar formada per un número molt variable d'àtoms iguals o diferents entre si; hi ha fins i tot molècules amb un sol àtom, per exemple l'heli o el ferro; hi ha molècules amb molt pocs àtoms; per exemple, l'aigua, amb dos àtoms d'hidrogen i un àtom d'oxigen; i n'hi ha amb molts àtoms, per exemple, la de l'àcid oleic, principal component del nostre oli d'oliva, consta de 18 àtoms de carboni, 34 àtoms d'hidrogen i dos d'oxigen. A més, hi ha proteïnes amb milers i milers d'àtoms diferents, encara que amb un immens predomini del carboni i de l'hidrogen.

En la taula periòdica, que va idear Mendeleiev, el seu mèrit va ser ser de doble entrada, tant horitzontal (per pesos creixents) com a vertical. L'ordre dels àtoms, creixent en pes, ve donat pel seu número atòmic: l'1 és el més lleuger (l'hidrogen), el 2 és el següent en pes (l'heli) i així successivament en files horitzontals de pesos creixents. En canvi, les columnes verticals agrupen els elements que mostren certes afinitats químiques concretes. De tal manera que en el quadre final és possible comprendre com són i com poden actuar uns àtoms respecte a uns altres.

Una espasa en mil trossos
Però, què és exactament un àtom? La paraula la va inventar el filòsof grec Demòcrit de Abdera, fa 24 segles, reflexionant davant els trossos d'una espasa trencada en combat. En grec, àtom vol dir «indivisible», i el que Demòcrit va postular teòricament és que tot el material es podia dividir fins a una grandària mínima indivisible: l'àtom.

Era una reflexió encertada, encara que no es basava més que en una mera reflexió filosòfica. Recordant a Demòcrit, la química moderna va començar a denominar àtom a la fracció més menuda d'un element químic concret. Però això va tardar molt a ocórrer; potser el primer a identificar molècules i àtoms va ser el químic britànic John Dalton, al començament del segle XIX, en explicar per què les substàncies químiques reaccionaven entre si en proporcions constants, i per què quan dues substàncies reaccionaven per a donar compostos diferents, també les proporcions d'estos compostos eren nombres enters. La teoria de Dalton recordava, des de lluny, a Demòcrit, però esta vegada no era una simple teoria filosòfica sinó una explicació del que es veia en els experiments.

Dalton va deduir que els àtoms es combinaven per a produir molècules. Algunes d'elles, molt senzilles, com l'aigua o el diòxid de carboni. Unes altres, complexíssimes i amb milers d'àtoms. I al llarg de la primera meitat del segle XIX, seguint les idees de Dalton, van començar a ser identificats nombrosos elements químics simples, amb els seus corresponents àtoms i les seues possibilitats de combinació amb altres àtoms per a formar molècules de tota mena.

Fins que, en 1869, Dimitri Mendeleiev va saber classificar els 63 elements simples coneguts en la seua època, ordenant-los per ordre creixent de pes atòmic i per afinitats químiques i físiques, en un quadre que, llegit vertical i horitzontalment, fins i tot deixava alguns buits en els quals es podia deduir que hauria d'haver-hi algun element encara no descobert. De fet, només 15 anys després de la publicació de la taula d'Elements, ja s'havien descobert tres d'aquells elements desconeguts. Tot un èxit científic, que va convertir a Mendeleiev en una celebritat mundial.

Compartir en Twitter
Compartir en Facebook
Juegos online - Crucigrama