Elementos predichos por Mendeleev
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| Tabla periódica |
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En 1869, Dmitri Mendeléyev publicó una tabla periódica de los elementos químicos basada en propiedades que aparecían con cierta regularidad a medida que ordenaba los elementos del más ligero al más pesado. [1] Cuando Mendeléyev propuso su tabla periódica, notó lagunas en la tabla y predijo que existían elementos entonces desconocidos con propiedades adecuadas para llenar esas lagunas. Los llamó eka-boro, eka-aluminio, eka-silicio y eka-manganeso, con masas atómicas respectivas de 44, 68, 72 y 100.
Prefijos
Para dar nombres provisionales a los elementos predichos, Dmitri Mendeleev utilizó los prefijos eka - / ˈ iː k ə -/ , [nota 1] dvi - o dwi- , y tri -, de los nombres sánscritos de los dígitos 1, 2 y 3, [3] dependiendo de si el elemento predicho estaba uno, dos o tres lugares por debajo del elemento conocido del mismo grupo en su tabla. Por ejemplo, el germanio se llamaba eka-silicio hasta su descubrimiento en 1886, y el renio se llamaba dvi- manganeso antes de su descubrimiento en 1926.
El prefijo eka- fue utilizado por otros teóricos, y no solo en las predicciones del propio Mendeleev. Antes del descubrimiento, el francio se denominaba eka-cesio y el astato , eka -yodo . A veces, eka- todavía se utiliza para referirse a algunos de los elementos transuránicos , por ejemplo, eka - radio para unbinilio . Pero la práctica oficial actual de la IUPAC es utilizar un nombre de elemento sistemático basado en el número atómico del elemento como nombre provisional, en lugar de basarse en su posición en la tabla periódica como requieren estos prefijos.
Predicciones originales
Los cuatro elementos predichos más ligeros que los elementos de tierras raras , eka- boro ( Eb , bajo boro, B, 5), eka- aluminio ( Ea o El , [4] bajo Al, 13), eka- manganeso ( Em , bajo Mn, 25), y eka- silicio ( Es , bajo Si, 14), demostraron ser buenos predictores de las propiedades del escandio (Sc, 21), galio (Ga, 31), tecnecio (Tc, 43), y germanio (Ge, 32) respectivamente, cada uno de los cuales llena el lugar en la tabla periódica asignado por Mendeleev.
Los nombres fueron escritos por Dmitri Mendeleev como экаборъ (ekaborʺ), экаалюминій (ekaaljuminij), экамарганецъ (ekamarganecʺ) y экасилицій (ekasilicij) respectivamente, siguiendo la ortografía rusa anterior a 1917 .
Las versiones iniciales de la tabla periódica no distinguían los elementos de tierras raras de los elementos de transición , lo que ayuda a explicar por qué las predicciones de Mendeleev para los elementos desconocidos más pesados no resultaron tan bien como para los más ligeros y por qué no son tan conocidos ni están tan documentados.
El óxido de escandio fue aislado a finales de 1879 por Lars Fredrick Nilson ; Per Teodor Cleve reconoció la correspondencia y se lo notificó a Mendeleev a finales de ese año. Mendeleev había predicho una masa atómica de 44 para el eka-boro en 1871, mientras que el escandio tiene una masa atómica de 44,955908.
En 1871, Mendeleev predijo [4] la existencia de un elemento aún no descubierto al que llamó eka-aluminio (debido a su proximidad al aluminio en la tabla periódica ). La siguiente tabla compara las cualidades del elemento predichas por Mendeleev con las características reales del galio, que fue descubierto, poco después de que Mendeleev predijera su existencia, en 1875 por Paul Emile Lecoq de Boisbaudran .
| Propiedad | Eka-aluminio | Galio | |
|---|---|---|---|
| Masa atómica | 68 | 69.723 | |
| Densidad (g/ cm3 ) | 6.0 | 5.91 | |
| Punto de fusión (°C) | Bajo | 29,76 | |
| Óxido | Fórmula | Ea2O3 | Ga2O3 |
| Densidad | 5,5 g/ cm3 | 5,88 g/ cm3 | |
| Solubilidad | Soluble tanto en álcalis como en ácidos. | ||
| Cloruro | Fórmula | Ea 2 Cl 6 | Ga2Cl6 |
| Volatilidad | Volátil | Volátil | |
El tecnecio fue aislado por Carlo Perrier y Emilio Segrè en 1937, mucho después de la muerte de Mendeleev, a partir de muestras de molibdeno que habían sido bombardeadas con núcleos de deuterio en un ciclotrón por Ernest Lawrence . Mendeleev había predicho una masa atómica de 100 para el eka-manganeso en 1871, y el isótopo más estable del tecnecio es el 98 Tc. [5]
El germanio fue aislado en 1886 y proporcionó la mejor confirmación de la teoría hasta ese momento, debido a que contrasta más claramente con sus elementos vecinos que las dos predicciones previamente confirmadas de Mendeleev con las suyas.
| Propiedad | Eka-silicio | Germanio | |
|---|---|---|---|
| Masa atómica | 72 | 72.630 | |
| Densidad (g/ cm3 ) | 5.5 | 5.323 | |
| Punto de fusión (°C) | Alto | 938 | |
| Color | Gris | Gris | |
| Óxido | Tipo | Dióxido refractario | |
| Densidad (g/ cm3 ) | 4.7 | 4.228 | |
| Actividad | Débilmente básico | Débilmente básico | |
| Cloruro | Punto de ebullición | Por debajo de 100 °C | 86,5 °C ( GeCl4 ) |
| Densidad (g/ cm3 ) | 1.9 | 1.879 | |
Otras predicciones
La existencia de un elemento entre el torio (90) y el uranio (92) fue predicha por Mendeleev en 1871. En 1900, William Crookes aisló el protactinio (91) como un material radiactivo derivado del uranio que no pudo identificar. Se identificaron diferentes isótopos de protactinio en Alemania en 1913 y en 1918, [6] pero el nombre protactinio no se le dio hasta 1948. Desde la aceptación del concepto de actínido de Glenn T. Seaborg en 1945, el torio, el uranio y el protactinio han sido clasificados como actínidos ; por lo tanto, el protactinio no ocupa el lugar del eka- tántalo (bajo 73) en el grupo 5. El eka-tántalo es en realidad el elemento superpesado sintético dubnio (105).
La tabla de Mendeleev de 1869 había predicho implícitamente un análogo más pesado del titanio (22) y el circonio (40), pero en 1871 colocó al lantano (57) en ese lugar. El descubrimiento del hafnio (72) en 1923 validó la predicción original de Mendeleev de 1869.
| Mendeleev [7] | Nombres modernos | Número atómico |
|---|---|---|
| eka-boro | escandio, Sc | 21 |
| eka-aluminio | galio, Ga | 31 |
| eka-silicio | germanio, Ge | 32 |
| eka-manganeso | tecnecio, Tc | 43 |
| dvi-manganeso | renio, Re | 75 |
| dvi-telurio | polonio, Po | 84 |
| dvi-cesio | francio, Fr | 87 |
| Eka-tantalio | protactinio, Pa | 91 |
Algunas otras predicciones no tuvieron éxito porque no reconoció la presencia de los lantánidos en la sexta fila. [7]
Predicciones posteriores
En 1902, habiendo aceptado la evidencia de los elementos helio y argón , Mendeleev colocó estos gases nobles en el Grupo 0 en su ordenamiento de los elementos. [8] Como Mendeleev dudaba de la teoría atómica para explicar la ley de proporciones definidas , no tenía ninguna razón a priori para creer que el hidrógeno era el más ligero de los elementos, y sugirió que un miembro hipotético más ligero de estos elementos químicamente inertes del Grupo 0 podría haber pasado desapercibido y ser responsable de la radiactividad . Actualmente, algunas tablas periódicas de elementos colocan neutrones solitarios en este lugar (ver neutronio ), pero nunca se ha detectado dicho elemento.
El más pesado de los hipotéticos elementos protohelio que Mendeleev identificó con el coronio , llamado así por asociación con una línea espectral inexplicable en la corona del Sol . Una calibración defectuosa dio una longitud de onda de 531,68 nm, que finalmente se corrigió a 530,3 nm, que Grotrian y Edlén identificaron como originaria de Fe XIV en 1939. [9] [10]
Al más ligero de los gases del Grupo 0, el primero de la tabla periódica, se le asignó una masa atómica teórica entre5,3 × 10 −11 u y9,6 × 10 −7 u . Mendeleev calculó que la velocidad cinética de este gas era de 2.500.000 metros por segundo. Mendeleev supuso que estos gases, que casi no tienen masa, permean toda la materia y rara vez interactúan químicamente. La alta movilidad y la masa muy pequeña de los gases transhidrógenos darían como resultado la situación en la que podrían estar enrarecidos, pero parecer muy densos. [11] [12]
Mendeleev publicó posteriormente una expresión teórica del éter en un pequeño folleto titulado Una concepción química del éter (1904). Su publicación de 1904 contenía de nuevo dos elementos atómicos más pequeños y ligeros que el hidrógeno. Trataba el "gas éter" como una atmósfera interestelar compuesta por al menos dos elementos más ligeros que el hidrógeno. Afirmaba que estos gases se originaban debido a violentos bombardeos internos a las estrellas, siendo el Sol la fuente más prolífica de dichos gases. Según el folleto de Mendeleev, la atmósfera interestelar probablemente estaba compuesta por varias especies elementales adicionales.
Notas
- ^ Citando el artículo de 1871: [2] : 45
Элементъ этотъ предлагаю предварительно назвать 'экаборомъ', производя это названіе отъ того что онъ сл ѣдуетъ за боромъ, какъ первый элементъ четныхъ группъ, а слогъ 'эка' производится отъ санскритскаго слова, обозначающаго 'одинъ'. Eb=45. Ekabor ...
Propongo que este elemento se llame primero ekaboron , produciendo este nombre a partir del hecho de que viene después del boro, como el primer elemento de los grupos pares, y la sílaba eka se deriva de una palabra sánscrita que significa uno . Eb=45. Ekaboro...
Referencias
- ^ Kaji, Masanori (2002). «El concepto de elementos químicos de D. I. Mendeleev y los principios de la química» (PDF) . Boletín de Historia de la Química . 27 (1): 4–16. Archivado desde el original (PDF) el 2008-12-17 . Consultado el 2006-11-09 .
- ^ Mendeleev, D. (1871). «El sistema natural de elementos y su aplicación a la indicación de las propiedades de elementos no descubiertos». Journal of the Russian Chemical Society (en ruso). 3 : 25–56 . Consultado el 23 de agosto de 2017 .
- ^ Kak, Subhash (2004). "Mendeleev y la tabla periódica de elementos". Sandhan . 4 (2): 115–123. arXiv : physics/0411080v2 . Código Bibliográfico :2004physics..11080K.
- ^ ab Mendeleev, DI (1871). "El sistema natural de elementos y su aplicación a la indicación de las propiedades de elementos no descubiertos (en ruso)". Revista de la Sociedad Química Rusa . 3 (7): 25–56.
- ^ Este es el número de masa atómica de 98, que se distingue de la masa atómica en que es un recuento de nucleones en el núcleo de un isótopo y no es una masa real de una muestra promedio (con una colección natural de isótopos) relativa al 12 C. El isótopo 98 Tc tiene una masa de 97,907214. Para los elementos que no son lo suficientemente estables como para persistir desde la creación de la Tierra, la convención es informar el número de masa atómica del isótopo más estable en lugar del promedio de masa atómica natural. "Tecnecio". Archivado desde el original el 2006-12-03 . Consultado el 2006-11-11 ..
- ^ Emsley, John (2001). Nature's Building Blocks (Tapa dura, primera edición). Oxford University Press . pp. 347. ISBN 0-19-850340-7.
- ^ ab Philip J. Stewart (2019). "Las predicciones de Mendeleev: éxito y fracaso". Fundamentos de la química . 21 : 3–9. doi : 10.1007/s10698-018-9312-0 . S2CID 104132201.
- ^ Mendeleev, D. (19 de marzo de 1902). Principios de la química (en ruso) (7.ª ed.).
- ^ Swings, P. (julio de 1943). "Identificación de Edlén de las líneas coronales con líneas prohibidas de Fe X, XI, XIII, XIV, XV; Ni XII, XIII, XV, XVI; Ca XII, XIII, XV; a X, XIV" (PDF) . Astrophysical Journal . 98 (119): 116–124. Bibcode :1943ApJ....98..116S. doi :10.1086/144550. hdl :2268/71737.
- ^ "Identificación de líneas espectrales – Historia del coronium". laserstars.org .
- ^ Mendeleev, D. (1903). Popytka khimicheskogo ponimaniia mirovogo efira (en ruso). San Petersburgo.
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Una traducción al inglés apareció como Mendeléeff, D. (1904). Un intento hacia una concepción química del éter . Traducido por Kamensky, G. Longmans, Green & Co. - ^ Bensaude-Vincent, Bernadette (1982). "L'éther, élément chimique: un ensayo malheureux de Mendéleev en 1904". Revista británica de historia de la ciencia . 15 (2): 183–188. doi :10.1017/S0007087400019166. JSTOR 4025966. S2CID 96809512.
Lectura adicional
- Scerri, Eric (2007). La tabla periódica: su historia y su importancia . Nueva York: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-530573-9.
