Taula periodikoa
Taula periodikoa elementu kimikoen antolaketa mota bat da. Taularen forman nabarmen agertzen da antolamendua: bertan, elementu kimikoak beren zenbaki atomiko[1], konfigurazio elektroniko eta propietate kimikoen arabera daude ordenaturik zazpi errenkada eta hamazortzi zutabetan. Taula antolatzeko modu horrek antzekotasun periodikoak adierazten ditu; adibidez, antzeko portaera duten elementu kimikoak zutabe berean daude kokaturik. Theodor Benfey-ren hitzetan, taula periodikoa “kimikaren bihotza da” eta beraren garrantzian “konparagarria da eboluzioaren teoriarekin edo lege fisiko klasikoarekin”[2]
Taulan ageri diren errenkadak periodo hitzaz ezagutzen dira, eta zutabeak, talde hitzaz. Zenbait taldek izen bereziak dituzte[3]; adibidez: 17. taldeko elementuei “halogeno” deritze eta 18. taldekoei “gas noble”[4]. Bestetik, lau bloke ezberdinetan banatzen da taula, eta propietate kimikoen[5] arabera antolatzen dira taldeak. Elementu guztiak ordena jakin batean kokatzen dira; horregatik, erraz ondoriozta daitezke elementuen propietateen arteko harremanak, eta taula periodikoa tresna baliogarria da elementuen portaera kimikoa aztertzeko. Kimikaren arloan erabiltzeaz gain, beste hainbat zientzietan ere erabiltzen da.
Taula periodikoaren lehen bertsioa 1869. urtean argitaratu zen, Dmitri Mendeléyev-en eskutik. Berak elementuen joera periodikoak erakusteko prestatu zuen taula, eta horretarako, elementuak propietate kimikoen[6] arabera sailkatu zituen. Bestetik, Julius Lothar Meyer-ek ere antzeko beste taula bat garatu zuen 1870ean, baina sailkapena propietate fisikoen eta atomoen arabera eginez.[7] Mendeléyevek ordura arte ezezagunak ziren elementu batzuen propietateak aurreikusi zituen, eta aldi berean, elementu ezezagun horiek taularen leku hutsetan kokaturik egongo zirela iradoki zuen. Gerora, elementu berriak aurkitzean, Mendeléyevek eginiko iragarpen gehienak zuzenak zirela egiaztatu zen.
Ordutik aurrera, taula garatuz eta zuzenduz joan da etengabe. Elementu berrien aurkikuntzak eta eredu teoriko berrien garapenak joera kimikoen azterketa ahalbidetu du, eta horrekin batera, taula periodikoaren hobekuntzak osatu dira. Taula periodikoaren gaur egungo egitura Alfred Werner-ek egindakoa da, Mendeléyeven eredua eredutzat hartuz.[8]
Taularen adierazpen grafikoa
Gaur egun, eredu sinpleenean itxura hau du taula periodikoak:
| Taldea → ↓ Periodoa |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | |
| 1 | 1 H |
2 He | |||||||||||||||||
| 2 | 3 Li |
4 Be |
5 B |
6 C |
7 N |
8 O |
9 F |
10 Ne | |||||||||||
| 3 | 11 Na |
12 Mg |
13 Al |
14 Si |
15 P |
16 S |
17 Cl |
18 Ar | |||||||||||
| 4 | 19 K |
20 Ca |
21 Sc |
22 Ti |
23 V |
24 Cr |
25 Mn |
26 Fe |
27 Co |
28 Ni |
29 Cu |
30 Zn |
31 Ga |
32 Ge |
33 As |
34 Se |
35 Br |
36 Kr | |
| 5 | 37 Rb |
38 Sr |
39 Y |
40 Zr |
41 Nb |
42 Mo |
43 Tc |
44 Ru |
45 Rh |
46 Pd |
47 Ag |
48 Cd |
49 In |
50 Sn |
51 Sb |
52 Te |
53 I |
54 Xe | |
| 6 | 55 Cs |
56 Ba |
* | 71 Lu |
72 Hf |
73 Ta |
74 W |
75 Re |
76 Os |
77 Ir |
78 Pt |
79 Au |
80 Hg |
81 Tl |
82 Pb |
83 Bi |
84 Po |
85 At |
86 Rn |
| 7 | 87 Fr |
88 Ra |
** | 103 Lr |
104 Rf |
105 Db |
106 Sg |
107 Bh |
108 Hs |
109 Mt |
110 Ds |
111 Rg |
112 Cn |
113 Nh |
114 Fl |
115 Mc |
116 Lv |
117 Ts |
118 Og |
| * Lantanoideak | 57 La |
58 Ce |
59 Pr |
60 Nd |
61 Pm |
62 Sm |
63 Eu |
64 Gd |
65 Tb |
66 Dy |
67 Ho |
68 Er |
69 Tm |
70 Yb | |||||
| ** Aktinidoak | 89 Ac |
90 Th |
91 Pa |
92 U |
93 Np |
94 Pu |
95 Am |
96 Cm |
97 Bk |
98 Cf |
99 Es |
100 Fm |
101 Md |
102 No | |||||
| Serie kimikoak (hondo kolorea): | ||||
| Metal alkalinoak | Metal lurralkalinoak | Lantanoideak | Aktinoideak | Trantsizio-metalak |
| Metalak | Metaloideak | Ez-metalak | Halogenoak | Gas nobleak |
Hainbat urteren buruan, 1 eta 118 bitarteko zenbaki atomikodun elementu kimiko guztiak aurkitu eta identifikatu dira; berrikitan, 113, 115, 117, 118 elementuak egiaztatu, izendatu eta sinbolizatu dira IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) nazioarteko erakundeak 2015eko abenduaren 30ean eginiko biltzar orokorrean[9][10]. Elementu horien izen eta sinbolo ofizialak publikoak egin ziren 2016ko azaroaren 28an.
Lehenengo 94 elementuak naturan daude identifikaturik, nahiz eta horietariko asko kantitate txikietan aurkitu diren, edo laborategietan sintetizatu ziren naturan aurkituak izan baino lehen. Bestalde, 95-118 bitarteko zenbaki atomikodun elementuak ez daude naturan, eta laborategietan sintetizatutakoak dira; horien artean, 95-100 bitartekoak naturan aurki zitezkeen aspaldiko garaietan, baina gaur egun ez dira naturan existitzen.[11]
Taula periodikoaren ortotipografia eta bestelako informazioak
Goian erakutsitako taula periodikoa bertsio sinplifikatua da, eta gehienetan beste hainbat informazio gehitzen dira taulako elementu bakoitzari dagokion gelaxkaren barruan. Horren adibide modura, euskaraz prestaturiko taularen beste bertsio osatuago bat jarriko dugu jarraian.
Kasu honetan, goiko gakoan adibide modura azalduta dauden posizio estandarretan, informazio hauek gehitu dira elementu bakoitzaren gelaxkan: zenbaki atomikoa (goialdeko ezkerraldean), masa atomikoa (goialdeko eskuinaldean), sinboloa (gelaxkaren zentroan) eta euskarazko izena (behealdea zentraturik, artikulu eta guzti idatzita). Horrez gain, elementua zein serie kimikotakoa den ere azaltzen da gelaxkaren hondo-kolorearen bidez; koloreen gakoa taularen azpian dago (metal alkalinoak, metal lurralkalinoak, lantanoideak, aktinoideak, trantsizio-metalak, metalak, metaloideak, ez-metalak, halogenoak eta gas nobleak). Bestalde, gelaxka inguratzen duten lerroen izaera (lerro beteak, lerro etenak edo puntukako lerroak) zein den erakusten da azpialdean, elementua naturala den ala ez azalduz; alegia, elementuak Lurra baino zaharragoak diren isotopoak dituen (jatorrizko elementuak), beste elementu baten erradiaktibitate naturalaren desintegrazio-produktuak diren edo naturan ez daudenak diren (sintektikoak direlako).
Elementu kimikoen izena eta sinboloa
Elementu kimikoen izena eta sinboloa IUPAC erakundeak erabakitako arau ortotipografikoak betez idazten dira.
- Elementu gutxi batzuen izenak antzinatik, kimika sortu aurretik, erabiltzen ziren tokian tokiko hizkuntza arruntean. Euskaraz ere badira horrelakoak, esaterako, urre, zilar, berun, kobre, sufre, merkurio (kasu honetan artikulu barik emanez). Izen horiek bere horretan erabiltzen dira euskaraz. Eta modu berean jokatzen da beste hizkuntzetan ere, antzinako izena errespetatuz.
- Izen gehienak kimika garatu ahala jarritakoak dira eta, idakzerari dagokionez, erdi-nazioartekoak dira; horrek esan nahi du sustrai berbera dutela hizkuntza gutzietan, baina hizkuntza bakoitzaren araberako fonetika eta ortografiara egokiturik erabiltzen direla; euskaraz ere berdintsu. Horrelakoak dira aspalditik ezagunak diren elementu batzuen izenak, hala nola oxigeno, hidrogeno, kloro, iodo...
- Bestetik, azken bi mendeetan ohitura sortu da elementu berriei zientzialari, lurralde edo antzekoen ohorez osatutako izena jartzeko, eta izen horiek IUPACek antolaturiko biltzar nagusietan adostasunez onartzeko. Horiek ere erdi-nazioartekoak dira; izan ere, ohoretuaren izenaren sustraia errespetatuz moldaketa fonetiko ortografikoak egiten dira hizkuntza bakoitzean: lawrentzio, frantzio, radio, polonio...
Izenak hizkuntza guztietara molda daitezkeen arren, elementu kimikoen sinboloak IUPACen arau dira; alegia, unibertsalak dira, hizkuntza guztietan berberak. Ezaugarri hauek betetzen dituzte:
- Beti idazten dira letrakera zuzen arruntez (ez letrakera etzanez) eta lehenengo letra larriz hasita: S, Ti, Uut...
- Sinbolo batzuek letra bakarra dute, hala nola O, H, N, F... Gehienek bi letra dituzte, eta orduan lehena larria da eta bigarrena, xehea: Os, Hg, Na, Fr...
- Azken urteotan detektatu eta identifikatu diren elementu kimikoei (zenbaki atomikoa 112 edo handiagoa dutenak) latinezko behin-behineko izen deskriptiboak eman zitzaizkien hasieran, eta hiru letraz osaturiko sinboloa (Uub, Uut, Uuq...). Azken urteotan, IUPAC erakundeak arautu egin ditu elementu horien izenak eta sinboloak. Honelaxe geratu dira azkenean:
| Zenbaki atomikoa | Behin-behineko izena | Behin-behineko sinboloa | Araututako izena | Araututako sinboloa | Noiz arautua |
| 112 | ununbio | Uub | kopernizio | Cn | 2010 |
| 113 | ununtrio | Uut | nihonio | Nh | 2016 |
| 114 | ununkuadio | Uuq | flerovio | Fl | 2012 |
| 115 | ununpentio | Uup | moscovio | Mc | 2016 |
| 116 | ununhexio | Uuh | livermorio | Lv | 2012 |
| 117 | ununseptio | Uus | tenesio | Ts | 2016 |
| 118 | ununoktio | Uuo | oganeson | Og | 2016 |
Taula periodikoaren historia
Taula periodikoaren historiak harreman estua dauka kimika eta fisikaren garapenarekin.
Sistematizaziorako lehenengo saiakerak
Taula periodikoaren historiaren abiapuntu modura, 1789an, Antoine Lavoisier-ek hogeita hamahiru elementuz osatutako zerrenda bat argitaratu zuen. Elementu horiek lau multzotan sailkatu zituen; gasak, metalak, ez-metalak eta ez-gasak[12][13]. Baina sailkapen hori lasten baztertu zen, propietate fisiko eta kimikoen artean ezberdintasun nabarmenak zeudelako. Une horretatik aurrera, kimikariak sailkatze-lanetan aritu ziren. Horien artean Johann Wolfgang Döbereiner izeneko kimikari alemana aipa daiteke, sailkapen berri bat aurkeztu baitzuen 1829an, eta taulan agertzen ziren elementu asko hirukotetan bana zitezkeela ondorioztatu zuen, propietate kimikoen arabera. Esate baterako, litioa, sodioa eta potasioa "hirukote leuna" zeritzon talde batean sailkatu ziren. Gerora, beste talde batzuetan horrelako harremanak gertatzen zirela ondorioztatu zuen; hala nola kloro, iodo eta bromoaren artekoa. Hiru elementuez osatutako talde horiei “hirukote” edo “triada”[14] izena jarri zitzaien. Handik gutxira, 1843rako, Leopold Gmelin-ek hamar hirukote identifikatu zituen metodo hori erabiliz, eta baita hiru laukote eta boskote bat ere.
Geroago, Jean Baptiste Dumas-ek metal ezberdinen artean gertatzen ziren harremanez hitz egin zuen 1857an argitaratutako lan batean. Nolanahi ere, kimikari askok elementu ezberdinen arteko harremanak identifikatu zituzten arren, oraindik ez zegoen haiek sailkatzeko eskema argirik. Baina 1857an bertan, August Kekulé kimikari alemana konturatu zen karbonoak lau atomo zituela itsatsirik askotan. Metanoak, adibidez, karbono-atomo bat eta lau hidrogeno-atomo ditu[15]. Fenomeno hori azaltzeko, balentzia[16] kontzeptua proposatu zuen; elementu ezberdinek atomo-kopuru ezberdinekin egiten dute bat. Horrela, 1864ean, Julius Lothar Meyer alemaniarrak, berrogeita lau elementuz osaturiko taula bat argitaratu zuen, balentziaren arabera ordenaturik. Taula horrek erakutsi zuen antzeko propietateak zituzten elementuek balentzia berdina zutela kasu askotan[17]. Urte berean, William Odling-ek berrogeita hamazazpi elementuz osatutako taula bat argitaratu zuen. Taula horretan elementuak pisu atomikoaren arabera antolaturik ageri ziren. Gerora, balentzian oinarritutako sailkapen bat aurkeztu zuen 1870ean.
Elementuen aurkikuntza
Nahiz eta elementu batzuk, hala nola, urrea (Au), zilarra (Ag), kobrea (Cu), beruna (Pb) eta merkurioa (Hg) aintzinarotik ezagutuak ziren, elementuen lehen aurkikuntza "zientifikoa" XVII. mendean gertatu zen; konkretuki, Henning Brand-ek fosforoa[18] aurkitu zuenean. Ondoren, beste hainbat elementu berri aurkitu ziren XVIII. mendean; horien arteko garrantzitsuenak gasak izan ziren: oxigenoa (O), hidrogenoa (H) eta nitrogenoa (N), besteak beste. Garai hartan, elementuen kontzepzio berri bat garatu zen; hain zuzen ere, haren harira garatu zuen Antoine Lavoisier-ek bere zerrenda. Bestalde, XIX. mendearen hasieran, pila elektrikoa erabiltzen hasi ziren elementu kimikoen azterketan, eta metodo horrek elementu kimiko berrien aurkikuntza ekarri zuen, hala nola metal alkalinoena. Horrela, berrogeita hamabost elementu ezagutzen ziren jadanik 1830ean. Gerora, XIX. mendearen erdialdean, espektroskopiaren asmakuntzarekin, elementu berriak aurkitu ziren; batik bat, cesio, talio… bezalako elementuak. Eta XX. mendean, prozesu erradioaktiboen ikerketa-lanekin beste hainbat elementu aurkitu ziren. Azkenean, taula periodikoan 118 elementu biltzera igaro gara geure egunotan.
Elementuen nozioa eta propietate periodikoak
“Elementu” hitza greziera zaharretik datorren hitza da, baina kimikan elementu hitzak duen esanahi modernoa XVII. mendetik aurrera ezarri zen; dena den, prozesu horren nondik norakoa zein den zehaztea ez da kontu erraza. Zenbait pentsalarik Robert Boyle-ren obra hartzen dute abiapuntutzat. Kimikari eseptikoa zen bera eta bere lanean Boyle elementu hitzaz aritu zen, esanez gorputz primitibo eta sinpleak zirela eta ez zeudela beste gorputzez osaturik. Izatez, azalpen hori Aristotelesen lau elementuen teoriari eginiko kritika bat zen.
Geroagom, taulen konposizio kimikoa ulertzeko modu berri bat osatu zuten kimikariek XVIII eta XIX. mendeetan zehar. Elementu kimikoak ulertzeko modu berri hori Lavoisierren eskutik jaso zuten hasiera batean, “Kimikaren tratatu elementala” izeneko lanean aritu baitzen hortaz. Lavoisierrek bereizketa bat proposatzen zuen: ezagunak ziren substantzien artean elementu kimikoak bereiztea, uste izanik horrela elementu kimiko horien propietateak hobeto ulertuko zirela. Bide horretatik abiaturik, elementu berri askoren aurkikuntzak eta elementu horien propietateen azterketak eginez, antzekotasun ugari agertzen zirela ondorioztatu zuen. Horrek kimikarien interesa piztu zuen eta sailkatze-modu berri baten garapena abiarazi zuen.
Masa atomikoak
XIX. mendearen hasieran, John Dalton-ek atomismoaren kontzepzio berri bat garatu zuen. Ikerketa meteorologikoak eta gas atmosferikoen azterketa zehatza izan ziren kontzepzio berri honen abiarazleak. Ekarpen nagusia “atomismo kimikoa” delakoaren eskutik etorri zen. Atomismo kimikoaren formulazio berriak Lavoisiarren definizioarekin egiten zuen bat. Daltonek hidrogeno-atomo baten masa hartu zuen erreferentzia-unitate gisa. Ordutik aurrera masa atomiko (edo pisu atomiko) terminoa erabiltzen da elementu bakoitzaren isotopoen masa atomikoen batezbestekoa adierazteko, eta informazio hori taula periodikoaren barnean sartzen da.
Mendeleyev-en taula
Dmitri Mendeleyev kimikariak 1869an argituratu zuen bere taula periodikoa, eta ia aldi berean, Julius Lothar Meyer-ek antzera egin zuen 1870ean. “Mendeleyeven mahaia” izenaz argitaratu zen lehen bertsioa. Biek ala biek proposatu zuten taula periodikoa antzeko moduan, elementuak zutabetan eta errenkadetan sailkaturik pisu atomikoen arabera. Errenkada edo zutabe berriak egin zituzten, elementuen ezaugarriak errepikakorrak suertatzen zirenean. Handik gutxira, 1871an, Mendeleevek beste taula periodiko bat argitaratu zuen, baina oraingoan antzekoak ziren elementuen multzoak errenkadatan sailkatuta egon ordez, zutabetan zeuden banaturik. Gainera, oraindik aurkitu gabe zeuden elementuen deskribapen zehatza eskaini zuen. Hutsune haiek gerora beteko zirela iradoki zuen, kimikariek elementu natural berriak aurkitzean. Gauzak horrela, Mendeleyeven lanaren onarpena bi arrazoi nagusiengatik gertatu zen: batetik, Mendeleevek hutsuneak utzi zituelako taulan aurkitu gabeko zeuden elementuentzat, eta, bestetik, alde batera utzi zuelako ordura arte erabiltzen zen sailkatze-ordena, taula pisu atomikoen arabera antolatuz.
Dena den, 1913. urtean, Henry Moseley-ek, elementu bakoitzari zenbaki atomiko bat esleitu zien, eta horren ondorioz, zuzenketa bat egin behar izan zen taulan; izan ere, Mendeleyevek pisu atomikoa erabili zuen elementuen sailkapena egiteko, eta horrek arazoak sortzen zituen. Hortaz, Moseleyren zehaztapenaren ondoren, arazo horiek konpontzeko, zenbaki atomikoaren arabera berrantolatu zen taula.
Gaur egun ezagutzen dugun taularen egituraketa Horace Groves Deming-i zor diogu. Demingek 1923an argitaratutako taulan periodo motz eta ertainak zeuden (gaurko hamazortzi zutabeak). “Merc and Company” taldeak, Demingen taula argitaratu zuen eta urte horretan Estatu Batuetako eskoletik banatu zituen kopiak; eta 1930eko hamarkadan entziklopedietan zabaldu zen.
Erreferentziak
- ↑ Cornelis., Klein,. ([1996]). Manual de mineralogía : basado en la obra de J. Dana. (4{487} ed. argitaraldia) Reverté ISBN 9788429146066. PMC 625153590..
- ↑ Benfey, Theodor (2009). «The biography of a periodic spiral: from Chemistry Magazine, via Industry, to a Foucalt Pendulum». Bull. Hist. Chem. (en inglés) 34 (2): 141-145. Consultado el 8 de febrero de 2016.
- ↑ 1940-, Atkins, Peter William,. (2006). Principios de química : los caminos del descubrimiento. (3a. ed. argitaraldia) Médica Panamericana ISBN 9789500600804. PMC 78773725..
- ↑ 1940-, Atkins, Peter William,. (2006). Principios de química : los caminos del descubrimiento. (3a. ed. argitaraldia) Médica Panamericana ISBN 9789500600804. PMC 78773725..
- ↑ la., Llata Loyola, María Dolores de. (2001). Química inorgánica. Progreso ISBN 9789706413512. PMC 651588304..
- ↑ Bernardo Herradón: La química y su relación con otras ciencias Journal of Feelsynapsis (JoF). ISSN 2254-3651.
- ↑ Bernardo Herradón: La química y su relación con otras ciencias Journal of Feelsynapsis (JoF). ISSN 2254-3651.
- ↑ Becky., Ham,. (2008). The periodic table. Chelsea House ISBN 9781438102382. PMC 560474139..
- ↑ «IUPAC». Periodic Table of Elements (30 de noviembre de 2016). Consultado el 30 de noviembre de 2016. «Cuatro nuevos elementos aprobados oficialmente por la IUPAC: Nh, Mc, Ts y Og.»
- ↑ «La tabla periódica se completa con cuatro nuevos elementos químicos». El Mundo. 4 de enero de 2016
- ↑ John., Emsley,. (2011). Nature's building blocks : everything you need to know about the elements. (New ed., [completely rev. and updated]. argitaraldia) Oxford University Press ISBN 9780199605637. PMC 752819524..
- ↑ 1497-1558., Fernel, Jean,. (2003). The Physiologia of Jean Fernel (1567). American Philosophical Society ISBN 0871699249. PMC 50645654..
- ↑ Jiménez, Javier (8 de febrero de 2016). «Dmitri Mendeléyev, el hombre que ordenó los elementos». Consultado el 5 de febrero de 2018
- ↑ Alan., Horvitz, Leslie. (2002). Eureka! : scientific breakthroughs that changed the world. J. Wiley ISBN 9780471233411. PMC 50766822..
- ↑ (Ingelesez) Kekulé, Aug.. «Ueber die s. g. gepaarten Verbindungen und die Theorie der mehratomigen Radicale» Annalen der Chemie und Pharmacie 104 (2): 129–150. doi:. ISSN 1099-0690. (Noiz kontsultatua: 2018-03-27).
- ↑ van., Spronsen, J. W.. (1969). The periodic system of chemical elements : a history of the first hundred years. Elsevier ISBN 0444407766. PMC 61773..
- ↑ Venable, pp. 85-86; 97.
- ↑ Fenómenos Químicos Escrito por Carlos Arturo Correa Maya en Google Libros