Los gases nobles



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Radiactividad


Al haberse descubierto tres gases nobles en tres meses consecutivos, se creía contar con bases suficientes para suponer que Ramsay y Travers habían hallado toda la familia de los gases nobles. Todos los espacios existentes que permitía la tabla periódica estaban cubiertos y ya no iba a descubrirse en la atmósfera ningún otro gas noble.

Sin duda, se tenían indicios de que podía existir una hilera adicional de elementos además de las mostradas en la tabla 8. El torio y el uranio eran dos elementos que podían existir en esta hilera, pero, hasta principios del año 1898 eran los únicos elementos conocidos que podían existir allí. No se contaba con datos suficientes para creer en la existencia de un sexto gas noble.

No obstante, mientras Ramsay y Travers estaban investigando mediante el aire líquido, sucedían otros importantes acontecimientos en otros campos del mundo de la ciencia.

En 1896, un físico francés, Antoine Henri Becquerel (1852-1908), había descubierto (en parte, por accidente, en un clásico ejemplo de serendipity = hallazgo por casualidad) que el metal pesado uranio desprendía constantemente radiaciones energéticas. En 1898, la química franco-polaca María Sklodowska Curie (1867-1934) demostró que esto sucedía también con el metal pesado torio. Debido a que dichos metales emitían activamente radiaciones, Madame Curie denominó el fenómeno radiactividad. El uranio y el torio son ejemplos de elementos radiactivos.

Los átomos de elementos radiactivos, al emitir sus radiaciones, cambian su naturaleza y se convierten en elementos distintos. Esto significa que el uranio y el torio están constantemente descomponiéndose (o sometidos a desintegración radiactiva), de modo que la cantidad de estos elementos en la Tierra está disminuyendo constantemente. Sin embargo, la tasa de disminución es tan lenta que el abastecimiento de uranio en la Tierra se reducirá a la mitad durante 4,5 mil millones de años. (Ésta es la vida media, período de semidesintegración de una sustancia radiactiva). La reserva terrestre de torio, que se desintegra aun más lentamente que el uranio, no se reducirá a la mitad durante 14 mil millones de años.

Mientras el uranio y el torio sufren una desintegración radiactiva, se van formando otros elementos que son, a su vez, radiactivos; se desintegran con mayor rapidez que el uranio y el torio. Estos elementos hijos se forman muy lentamente en el curso de la larga y prolongada desintegración del uranio y del torio, pero se descomponen con suma rapidez. Por tanto, en cualquier momento, esos elementos hijos, atrapados entre formación y descomposición, están presentes en el suelo en cantidades sumamente pequeñas.

A pesar de las ínfimas cantidades presentes en el suelo (incluso en minerales ricos en uranio y torio), los elementos hijos demuestran su existencia por la intensa radiación que emiten. O, por lo menos, hicieron notar su presencia una vez que los científicos supusieron que tales radiaciones existían, y aprendieron a construir instrumentos para descubrir tal radiación.

En 1898, Marie Curie se dio cuenta de que algunos minerales de uranio eran muchísimo más radiactivos de lo que podía suponerse por su contenido en uranio, y empezó a sospechar la existencia de esos elementos hijos (aunque, por entonces, no se percató de que procediesen de la desintegración del uranio y el torio). En colaboración con su marido, Pierre Curie (1859-1906), trató varias toneladas de mineral de uranio y aisló pequeñas cantidades de dos nuevos elementos.

El primero de éstos fue descubierto en julio de 1898, el mismo mes en que Ramsay y Travers habían aislado el xenón. El matrimonio Curie lo denominó polonio, en honor de Polonia, de donde era oriunda Marie Curie.

El segundo elemento, finalmente obtenido hacia finales del año, fue aislado como un compuesto con cloro. Esta sal blanca brillaba en la oscuridad por efecto de las radiaciones (que eran invisibles) en el cristal de los recipientes que la contenían. El matrimonio Curie denominó a este elemento radio, por referencia a la radiación.

La existencia del polonio y el radio amplió las dos columnas de valencia 2 en la tabla periódica, por cuanto el polonio tenía que ser colocado debajo del muy similar telurio, y el radio debajo del análogo bario.

Una vez que el polonio y el radio quedaron fijos en la tabla periódica, resultó fácil apreciar que debían de existir también elementos en las columnas de valencia 1 debajo del yodo y del cesio. Esos elementos se forman en tan pequeñas cantidades y sufren una descomposición radiactiva tan rápida que están presentes en el suelo en pequeñísimos vestigios inimaginables; en verdad, no fueron descubiertos y mencionados hasta cuarenta años después de que el polonio y el radio hubieran sido localizados. No obstante, en 1898, los químicos tenían la suficiente fe en la tabla periódica como para estar seguros de que existían otros elementos, tanto si eran o no descubiertos.

El descubrimiento del polonio y del radio también significaba que debía de existir otro elemento en la columna de valencia 0; un sexto gas noble, directamente debajo del xenón. Ningún método conocido fue suficiente para captar el «gas noble 6» en la atmósfera. Sin duda alguna, era radiactivo y se descomponía con tal rapidez que no se acumulaba en cantidad suficientemente importante para ser detectada.

Sin embargo, en 1900, el físico alemán Friedrich Ernst Dorn (1848-1916), descubrió que el radio, en el curso de su desintegración radiactiva, emitía un gas. Este gas, que emanaba del radio, fue llamado al principio emanación de radio, con bastante acierto. La emanación de radio demostró ser también radiactiva, y era difícil poder recoger mucho de ella. No obstante, pronto se contaba con razones suficientes para pensar que tenía las propiedades que se asociaban con los gases nobles, ya que era bastante inerte. En 1910, Ramsay pudo disponer de una reserva lo bastante amplia para poder determinar su densidad y demostrar que, por su peso atómico, sin duda alguna había que designarlo como «gas noble 6». Para encajar su nombre como parte del sistema de la familia, «emanación de radio» quedó convertido en radón.



Con el radón, quedaba descubierto el sexto y último gas noble, y la porción de la tabla periódica que he descrito tres veces anteriormente en el libro puede establecerse como aparece en la tabla 10.

Tabla 10. Porción de la tabla periódica (definida en 1910)

Valencia 2

Valencia 1

Valencia 0
(gases nobles)


Valencia 1

Valencia 2




Hidrógeno
1,0

Helio
4,0

Litio
6,9

Berilio
9,0

Oxígeno
16,0

Flúor
19,0

Neón
20,2

Sodio
23,0

Magnesio
24,3

Azufre
32,1

Cloro
35,5

Argón
40,0

Potasio
39,1

Calcio
40,1

Selenio
79,0

Bromo
79,9

Criptón
83,8

Rubidio
85,5

Estroncio
87,6

Telurio
127,6

Yodo
126,9

Xenón
131,3

Cesio
132,9

Bario
137,3

Polonio
210

¿?

Radón
222

¿?

Radio
226

(El torio, en el proceso de su descomposición, también emitía un gas radiactivo, y lo mismo hacía una variedad de uranio llamada «uranio-actinio». Esos gases fueron al principio llamados emanación de torio y emanación de actinio; entonces, respectivamente, al ser reconocida su naturaleza de gas noble, sus nombres fueron cambiados a torón y actinio. Puesto que el radón, torón y actinio demostraron todos ser variedades del mismo gas noble, el término «radón» es empleado casi universalmente para incluir a los tres. Sin embargo, para evitar favoritismo, el término neutro, emanón, es empleado algunas veces para el «gas noble 6»).


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