Así es la nueva tabla periódica propuesta por este científico español: una espiral cuadrada
Aunque ha multitud de alternativas, en la actualidad siguen proponiéndose nuevas ideas. Un químico español lanza su innovadora idea a la comunidad científica. ¿Acabaremos algún día cambiando los libros de texto?
Eugenio M. Fernández Aguilar, Físico, escritor y divulgador científico. Director de Muy Interesante Digital
02.09.2024 | 17:10
La tabla periódica es uno de los logros más importantes en la historia de la ciencia, especialmente en el campo de la química. Su creación permitió a los científicos organizar los elementos químicos conocidos de una manera lógica, basada en sus propiedades y características comunes. Este avance se debe principalmente a Dmitri Mendeléyev, quien, en 1869, presentó la primera versión de la tabla periódica. Esta tabla no solo organizaba los elementos según su peso atómico, sino que también predijo la existencia y propiedades de elementos que aún no se habían descubierto.
Solemos asociar la tabla periódica a Mendeléyev, pero va mucho má allá.
La organización propuesta por Mendeléyev no era la primera en intentar clasificar los elementos, pero fue la que logró una coherencia tal que permitió predicciones precisas sobre elementos desconocidos en su tiempo, como el germanio y el galio. A lo largo de los años, la tabla periódica ha evolucionado, integrando nuevos descubrimientos y ajustes basados en una mejor comprensión de la estructura atómica y la mecánica cuántica. Hoy en día, la tabla periódica moderna está organizada según el número atómico de los elementos, lo que refleja mejor la estructura interna del átomo.
Recientemente, se ha publicado un artículo en la revista Foundations of Chemistry que presenta una innovadora propuesta para reorganizar la tabla periódica en forma de espiral cuadrada. Esta nueva estructura, desarrollada por los científicos españoles Mario Rodríguez Peña y José Ángel García Guerra, busca resolver algunas de las limitaciones que han acompañado al diseño tradicional de la tabla periódica durante más de un siglo. El propio título del paper es toda una declaración de intenciones: "The periodic spiral of elements".
Los problemas de la tabla periódica convencional
La tabla periódica es una herramienta esencial en la química que organiza los elementos según sus propiedades y comportamientos. Sin embargo, los científicos españoles Mario Rodríguez Peña y José Ángel García Guerra han señalado dos problemas importantes en la disposición actual de esta tabla. Primero, existen cortes artificiales entre los gases nobles y los metales alcalinos, así como la protrusión del bloque "f". Estas interrupciones dificultan la comprensión de cómo se relacionan los elementos y su organización natural.
Tabla periódica actual. Fuente: iStock / anilyanikiStock / anilyanik
Además, el hidrógeno, que tiene características únicas, está ubicado en el grupo de los metales alcalinos, a pesar de que también comparte propiedades con los halógenos. Esta dualidad no se refleja bien en su posición actual, lo que puede llevar a confusiones sobre su comportamiento químico. Para abordar estos problemas, los autores proponen un nuevo diseño en espiral cuadrada que coloca al hidrógeno en el centro, destacando su naturaleza dual y eliminando los cortes artificiales. Este enfoque busca mejorar la representación de los elementos y facilitar una comprensión más clara de las relaciones químicas entre ellos.
"La organización de la tabla periódica actual no es exactamente la original de Mendeleyev y su precursor anterior fue realmente la tabla 'left step' de Janet quien dispuso los elementos según sus orbitales atómicos", ha comentado Mario Rodríguez a Muy Interesante. "Sin embargo, desde que la he estudiado, esta representación no me terminaba de convencer, principalmente porque tenía cortes al pasar de un periodo a otro y en muchas ocasiones los lantánidos y actínidos estaban flotando también".
La nueva espiral cuadrada
La disposición en espiral cuadrada propuesta por Mario Rodríguez Peña y José Ángel García Guerra se diferencia de representaciones anteriores de la tabla periódica en varios aspectos clave. En primer lugar, a diferencia de las tablas tradicionales que presentan cortes artificiales y agrupaciones que pueden resultar confusas, la espiral cuadrada organiza los elementos de manera continua y fluida. Comienza con el hidrógeno en el centro y se expande hacia afuera en una dirección contraria a las agujas del reloj, lo que permite una representación más natural del llenado de los orbitales electrónicos.
En ciencia siempre hay que adoptar modelos que representen mejor la realidad. Mario Rodríguez
Además, esta nueva disposición evita la necesidad de utilizar líneas discontinuas o flechas para conectar elementos que comparten propiedades similares, como se hacía en algunas representaciones anteriores. En lugar de eso, la espiral cuadrada agrupa los bloques "s" y "p" en la parte inferior, mientras que los bloques "d" y "f" se organizan en sus propias secciones, lo que facilita la identificación de las relaciones entre los elementos. Este diseño no solo mejora la claridad visual, sino que también resalta la dualidad del hidrógeno, colocándolo en una posición que refleja mejor su comportamiento químico tanto como metal alcalino como halógeno.
La tabla periódica espiral cuadrada guarda un lugar para el futuro bloque "g". Fuente: Mario Rodríguez.Mario Rodríguez
Una de las innovaciones más significativas de esta espiral cuadrada es la colocación del hidrógeno en el centro de la espiral. Al posicionarlo aquí, se destaca su capacidad para comportarse tanto como un metal alcalino (cuando se combina con elementos del grupo 1) como un halógeno (cuando forma enlaces con elementos del grupo 17). Además, esta posición central permite que el hidrógeno se conecte directamente con el helio, el siguiente elemento en la secuencia, sin pasar por otros elementos que no comparten sus propiedades.
"Si se intenta 'conectar' los extremos de la tabla periódica para que no tenga 'cortes', obliga a disponerlo en forma espiral", afirma Mario Rodríguez.
Este enfoque no solo resuelve la ambigüedad en la colocación del hidrógeno, sino que también mejora la continuidad y la lógica interna de la tabla periódica, permitiendo una transición más natural entre los diferentes bloques de elementos. Al hacerlo, se facilita la enseñanza y el aprendizaje de la química, y se proporciona a los científicos una herramienta más coherente para comprender las propiedades y relaciones entre los elementos.
Espirales anteriores
La idea de usar una espiral para organizar los elementos no es nueva. Por ejemplo, Janet y Benfey ya habían propuesto versiones en espiral de la tabla periódica. La propuesta de Janet incluía una clasificación helicoidal que evitaba los cortes artificiales, pero todavía colocaba al hidrógeno en la posición de los metales alcalinos, lo que no abordaba completamente la dualidad de este elemento. Por su parte, Benfey desarrolló su "caracol periódico", que combinaba ideas de espirales y lazos lemniscatos. Aunque esta representación integraba algunos bloques de manera más fluida, seguía teniendo complejidades en la lectura y mantenía problemas con la ubicación del hidrógeno, que pasaba por encima de elementos como el berilio y el carbono, lo cual no tenía relación con sus propiedades
Tabla periódica de Theodor Benfey, en forma de caracol
La espiral cuadrada propuesta por Rodríguez Peña y García Guerra mejora significativamente algunas de las limitaciones observadas en estos modelos anteriores:
Simplicidad en el diseño: A diferencia de las espirales complejas o las representaciones tridimensionales, la espiral cuadrada es más fácil de dibujar y entender. Su patrón regular elimina la necesidad de lazos complicados o líneas discontinuas para conectar elementos, lo que facilita su uso en entornos educativos y profesionales.
Representación efectiva de la dualidad del hidrógeno: La espiral cuadrada aborda de manera efectiva la naturaleza dual del hidrógeno, colocándolo en una posición central que permite su conexión tanto con los metales alcalinos como con los halógenos, algo que ninguna de las propuestas anteriores había logrado de manera tan clara.
Lectura natural de los elementos: A diferencia de la "caracol periódico" de Benfey, que requiere leer algunos elementos de derecha a izquierda, la espiral cuadrada sigue una dirección de lectura natural de izquierda a derecha, especialmente en los bloques "s" y "p", lo que facilita su comprensión.
A pesar de sus muchas ventajas, la espiral cuadrada no está exenta de críticas y posibles desventajas:
Complejidad para su implementación inicial: Aunque es más fácil de interpretar que algunos modelos tridimensionales o helicoidales, la espiral cuadrada podría requerir un período de adaptación para los estudiantes y científicos acostumbrados a la tabla periódica tradicional. Además, podría ser necesaria la producción de nuevos materiales educativos y gráficos para facilitar esta transición.
Aceptación en la comunidad científica: Como con cualquier cambio significativo en una herramienta científica establecida, la aceptación de la espiral cuadrada dependerá de la disposición de la comunidad científica a adoptar una nueva forma de visualizar los elementos. Dado que la tabla periódica tradicional ha sido un pilar en la educación y la investigación durante más de un siglo, puede haber resistencia a adoptar este nuevo modelo, a pesar de sus posibles ventajas.
Uno de los problemas de implementar una nueva tabla periódica sería el periodo de adaptación largo en los planes de estudio. Fuente: Mindjourney / Eugenio Fdz.Mindjourney / Eugenio Fdz.
Mario Rodríguez se muestre firme en la propuesta y su utilidad: "En cuanto al interés que pueda tener, considero que en ciencia siempre hay que adoptar modelos que representen mejor la realidad, aunque implique vencer la resistencia a cambiar uno ampliamente establecido".
________________
Referencias
Rodríguez Peña, M., & García Guerra, J. Á. (2024). The periodic spiral of elements. Foundations of Chemistry. https://doi.org/10.1007/s10698-024-09510-4
__________
Fuente:
