¿Es momento de cambiar drásticamente la tabla periódica?

Cuando sir Martyn Poliakoff, un químico de la Universidad de Nottingham, supo de un juego llamado Periodic Table Battleship (batalla naval de la tabla periódica) solo pudo imaginarse la flota invertida de elementos de un jugador desde la perspectiva de su oponente.

Esto catalizó una idea descabellada: en mayo —en coincidencia con el Año Internacional de la Tabla Periódica de Unesco, el cual marca su 150 aniversario—, Poliakoff y sus colaboradores, entre ellos su hija, Ellen Poliakoff, una psicóloga experimental de la Universidad de Mánchester, publicaron un artículo con una recomendación: "Poner de cabeza la tabla periódica".

"Desde 1869, generaciones de químicos han propuesto variaciones al formato para mejorar la tabla, con el fin de hacerla más clara o solo para que sea más divertida", escribieron.

La icónica tabla periódica de elementos, concebida por el químico ruso Dmitri Mendeléyev, es un conjunto bidimensional de elementos químicos, ordenados según su número atómico y organizados a lo ancho en dieciocho columnas según sus orbitales. La tabla presenta un esquema de patrones y tendencias que permite que los científicos predigan propiedades elementales, reactividades e incluso nuevos elementos. Se le ha llamado la Piedra de Rosetta de la Naturaleza, el Mapa de los Químicos y, "probablemente, la compilación más compacta y significativa de conocimiento que se haya concebido hasta la fecha".

"Es muy parecido a ver un mapa de Estados Unidos, estar en Maine y poder decir que las temperaturas ahí serán menores que las de Florida", comentó Gregory Girolami en una entrevista conjunta con su esposa, Vera Mainz. Ambos son químicos inorgánicos de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign. Junto con Carmen Giunta, una química de Le Moyne College en Siracusa (Nueva York), organizaron un simposio para el 150 aniversario, el cual tuvo lugar esta semana durante la reunión nacional de la Sociedad Estadounidense de Química (ACS) que se celebró en San Diego.

"Si me dices que un elemento está en cierto lugar, te puedo decir muchas cosas sobre este (si es metal o no, si es abundante en la Tierra o no), tan solo con notar su ubicación en la tabla periódica", comentó Girolami.

Mainz agregó: "Si quieres comunicarte con una raza alienígena, despliega una tabla periódica".

La Internet Database of Periodic Tables (base de datos en internet de tablas periódicas) enumera más de mil versiones, entre ellas una tabla de escasez elemental, así como variaciones con pastelitos, relojes, Lego y haikús, y adaptaciones más técnicas. El matemático y músico Tom Lehrer le agregó una melodía (de Gilbert y Sullivan), y Primo Levi, el químico y escritor italiano, superviviente de Auschwitz, la usó como la base para una biografía idiosincrática (El sistema periódico).

"Mucha gente parece creer que solo hay una tabla periódica verdadera, una que ya existe o está esperando a ser descubierta, y hacen un gran esfuerzo por debatir la validez de los diferentes tipos", comentó Poliakoff, que es una personalidad de YouTube con sus Periodic Videos. "Creo que la mayoría de los tipos es igual de válida y solo depende de lo que quieras mostrar".

La versión invertida buscaba mostrar el valor desde una perspectiva nueva. "De ninguna manera estamos diciendo que nuestra versión sea 'más correcta' que la tabla tradicional", escribieron los autores.

¿Por qué no en orden alfabético?

La tabla periódica brindó solidez a un campo de investigación que desde hacía mucho tiempo había sido blando. Sir Isaac Newton, en la "Cuestión 31", una sección en su obra Óptica de 1717, enumeró y clasificó los compuestos químicos de acuerdo con su reactividad. En 1718, la primera "tabla de afinidad" del químico francés Étienne François Geoffroy clasificó la reactividad de los materiales de forma gráfica. Observadores cercanos de la naturaleza hicieron notar que ciertos elementos químicos como el litio, el sodio y el potasio —conocidos en la actualidad como metales alcalinos— eran blandos y flotaban en el agua. Sin embargo, esas clasificaciones cualitativas solo ofrecían una base precaria.

Los avances comenzaron en 1860, cuando Stanislao Cannizzaro, un químico italiano, basó la discusión en el peso atómico. Habían circulado listas contradictorias de los pesos atómicos y suposiciones diferentes en torno a qué constituye un átomo y qué una molécula. Cannizzaro produjo una lista de pesos atómicos de los elementos conocidos, junto con un razonamiento para los valores, la cual repartió como panfleto en un congreso en Karlsruhe, Alemania.

"Eso abrió la puerta para lo que me gusta llamar el descubrimiento simultáneo de seis individuos, durante un periodo de unos siete años, el cual culminó con Mendeléyev", comentó Eric Scerri, un historiador y filósofo de las ciencias en el campus Los Ángeles de la Universidad de California y un experto en la historia de la tabla periódica (en octubre, Oxford University Press publicará una edición actualizada de su libro The Periodic Table: Its Story and Significance). En 1862, el geólogo francés Alexandre-Émile Béguyer de Chancourtois produjo una tabla tridimensional, en la cual inscribió elementos alrededor de un cilindro metálico. John Newlands, un químico del azúcar en Londres, ordenó los elementos según su peso atómico, en grupos de ocho.

"Se rieron de la idea y fue desestimada", señaló Scerri (un crítico preguntó: "¿Por qué no en orden alfabético?").

El químico británico William Odling descubrió la "ley periódica": propiedades de una familia de elementos que se repiten, aproximadamente, en intervalos regulares. Gustavus Hinrichs propuso un ordenamiento radial. "Lo llamo la tabla periódica de rueda de bicicleta", mencionó Scerri.

En 1864, Lothar Meyer, un químico alemán, creó una tabla periódica parcial y una versión más completa en 1869. "En cuanto a su estructura, las tablas de Meyer y Mendeléyev eran muy similares", comentó Alan Rocke, un historiador de las ciencias de la Universidad Case de la Reserva Occidental, quien dio una plática sobre Meyer en el simposio para el aniversario de la ACS.

En un inicio, la periodicidad y los poderes predictivos de la tabla parecían un "misterio numerológico", opinó Rocke. En el siglo XX, la física cuántica explicó la periodicidad, en específico, la física de cómo los electrones orbitan el núcleo. El litio, el sodio y el potasio, elementos que están bien alineados en la primera columna vertical de la tabla —Grupo uno, los metales alcalinos, con el rubidio, el cesio y el francio—, tienen un electrón en su último nivel de electrones.

Ambos químicos construyeron muchas tablas a lo largo de muchos años, las cuales afinaban en respuesta a nuevos descubrimientos y mejores datos. Con el tiempo, Mendeléyev salió victorioso. Cuando surgieron huecos en los patrones de sus tablas, hizo predicciones sobre lo que debería aparecer. Algunas estaban equivocadas, pero pronosticó con precisión la existencia de tres elementos: el galio, el germanio y el escandio.

"La predicción es psicológicamente dramática", comentó Scerri. "Si un científico predice algo y se hace realidad, se percibe que el científico sabe los secretos de la naturaleza o casi conoce el futuro".

Sin embargo, es rara la ocasión en que la ciencia avanza gracias a una revolución, según Scerri: "La ciencia es una actividad que realizan cientos de miles de investigadores y todos ellos contribuyen al panorama general que surge con el tiempo".

*Copyright: 2019 The New York Times Company