Los gases nobles



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4. ÁTOMOS DE GAS NOBLE

Número atómico


Es sumamente conveniente destacar que la elegancia de la clasificación periódica queda algo deteriorada en los pocos casos en que los elementos deben ser colocados fuera del apropiado orden del peso atómico. Ya he indicado que el argón y el potasio se hallan en un orden impropio con respecto a los pesos atómicos; lo mismo sucede con el telurio y el yodo. Un tercer caso (sólo uno más) es el del cobalto y el níquel, que no están expuestos en la porción de la clasificación periódica que nos ocupa. El níquel sigue detrás del cobalto, aunque el peso atómico del níquel (58,7) sea algo inferior que el del cobalto (58,9). Esta falta de precisión es particularmente importante con respecto a los gases nobles, puesto que introdujo una considerable inseguridad sobre la naturaleza del argón cuando este gas fue descubierto por vez primera (véase pág. 21).

Sin embargo, poco tiempo después de ser descubierto el radón se inició una vía de investigación que, en cierto modo, anuló la significación de los pesos atómicos por lo que se refería a la clasificación periódica. Esto ocurrió de la manera siguiente:

En 1909, los experimentos dirigidos por el físico británico, nacido en Nueva Zelanda, Ernest Rutherford (1871-1937), demostraron de modo convincente que el átomo no era una sólida y minúscula esfera de materia. En realidad, era particularmente un espacio vacío, dentro del cual tenían que hallarse partículas subatómicas, cada una de ellas mucho más pequeña que un átomo. En el centro de cada átomo, había un diminuto núcleo atómico, que poseía aproximadamente todo el peso del átomo. En consecuencia, Rutherford fue considerado como el científico que demostró la existencia del átomo nuclear.

El núcleo atómico llevaba invariablemente una carga eléctrica positiva, alrededor de la cual giraba un número variable de electrones, cada uno de los cuales llevaba una carga eléctrica negativa. A la carga eléctrica de cada electrón se le asigna un valor igual a –1; en el átomo corriente hay exactamente tantos electrones como los que se necesitan para equilibrar la carga positiva del núcleo, dejando una carga eléctrica neta de 0 para el átomo como conjunto.

Por ejemplo, el núcleo de un átomo de hidrógeno tiene una carga de +1, y el átomo posee un electrón con una carga de –1. El núcleo del átomo de carbono tiene una carga de +6, y el átomo posee seis electrones con una carga total de –6. Del mismo modo, el átomo de azufre, con un núcleo que posee una carga de +16, tiene dieciséis electrones, mientras que un átomo de uranio, con un núcleo que posee una carga de +92, tiene noventa y dos electrones, y así sucesivamente.

Los detalles sobre la carga nuclear y sobre cómo el tamaño de esta carga varía de un elemento a otro fueron aclarados, en 1913, por el físico inglés, Henry Gwyn-Jeffreys Moseley (1887-1915). De sus trabajos podría deducirse que todos los átomos de un elemento particular tienen una característica carga positiva en sus núcleos, y que la carga para un elemento sería diferente a la de cualquier otro.

Lógicamente, a los químicos se les ocurrió definir los elementos por el tamaño característico de su carga nuclear. Se le aplicó el término de número atómico. Al hidrógeno, con un núcleo atómico que lleva una carga de +1, se le asignó 1 como su número atómico. Del mismo modo, el número atómico del carbono fue 6; el del uranio, 92, y así sucesivamente.

La utilidad del número atómico resultó particularmente evidente en relación con la tabla periódica. A la vez que ascendía el número atómico, lo hacía también el peso atómico, pero no con absoluta regularidad. Algunas veces, mientras el número atómico rebasaba el 1, el peso atómico ascendía bastante más, y otras veces apenas se elevaba. De vez en cuando, el peso atómico incluso bajaba mientras el número atómico ascendía. Estos últimos casos correspondían precisamente a aquellos elementos cuya posición debía ser modificada con respecto a peso atómico a fin de que ocuparan su lugar adecuado en la tabla periódica.

Si los elementos eran colocados en la tabla periódica según el orden de su número atómico, más que por su peso atómico, tales inversiones no eran necesarias. Por ejemplo, el yodo, con un peso atómico de 126, viene después del telurio con un peso atómico más elevado de 127,6. Sin embargo, si nos atenemos al número atómico, el yodo, con un número atómico de 53, vendrá, naturalmente (y sin inversión), detrás del telurio con un número atómico de 52.

Asimismo, ya no había necesidad de trastocar la tabla periódica para colocar el argón en su lugar adecuado, cuando lo que se relaciona son los números atómicos. El argón, con un peso atómico de 40, parece estar colocado fuera de orden cuando se presenta antes que el potasio con un peso atómico de 39,1 más inferior, pero esto resulta natural cuando se considera que el número atómico del argón es 18, mientras que el del potasio es 19.

Resulta entonces evidente que es el número atómico, no el peso atómico, lo que se considera fundamental para establecer el orden de la tabla periódica. Además, el número atómico es siempre expresado en números exactos, mientras que los valores del peso atómico, con frecuencia, están muy lejos de ser números exactos.

Fue únicamente la circunstancia afortunada de que el peso atómico casi siempre se incrementa con el número atómico (tan sólo con tres excepciones) lo que permitió a Mendeléiev establecer la tabla en un momento en que se desconocían los números atómicos.

Así pues, una vez más, me permito extraer la porción de la tabla periódica que incluye los gases nobles (véase tabla 11).


Tabla 11. Porción de la tabla periódica (tal como es definida en la actualidad)

Valencia 2

Valencia 1

Valencia 0
(gases nobles)


Valencia 1

Valencia 2




1 - Hidrógeno

2 - Helio

3 - Litio

4 - Berilio

8 - Oxígeno

9 - Flúor

10 - Neón

11 - Sodio

12 - Magnesio

16 - Azufre

17 - Cloro

18 - Argón

19 - Potasio

20 - Calcio

34 - Selenio

35 - Bromo

36 - Criptón

37 - Rubidio

38 - Estroncio

52 - Telurio

53 - Yodo

54 - Xenón

55 - Cesio

56 - Bario

84 - Polonio

85 - Astato

86 - Radón

87 - Francio

88 - Radio

Esta vez he omitido el peso atómico y colocado el número atómico inmediatamente antes del nombre de cada elemento. He añadido los dos elementos al final de las columnas de valencia-1: el francio, que fue descubierto en 1939, y el astato, descubierto en 1940.



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