«Esta tabla (…) no consistía en una mera ordenación de los elementos conocidos en 1869, sino que además permitía predecir la existencia de otros y también sus propiedades.»

El 20 de diciembre de 2017 la Asamblea General de Naciones Unidas proclamó 2019 como Año Internacional de la Tabla Periódica de los Elementos Químicos.[1] Hace 150 años el ruso Dmitri Mendeléiev propuso que los elementos entonces conocidos, y algunos que no lo eran, pero que el bueno de Dmitri, gracias a una sagacidad excepcional, sabía que existían y que algún día serían descubiertos, se podían ordenar de forma periódica según sus propiedades. Creó una tabla que clasificaba los elementos químicos en función de su peso atómico –hoy denominado masa atómica relativa– y su valencia –la capacidad de un elemento para combinarse con otro– y que presentaba algunos huecos.[2] Esta tabla, un hallazgo crucial no sólo para la química, sino también para la física y la biología,[3] no consistía en una mera ordenación de los elementos conocidos en 1869, sino que además permitía predecir la existencia de otros y también sus propiedades. Así, Mendeléiev auguró la existencia de, entre otros, los elementos que llamó provisionalmente eka-boro, eka-aluminio, eka-manganeso y eka-silicio –el prefijo eka- indica que el elemento ignoto se situaba una posición por debajo del elemento conocido, en lo que actualmente denominamos grupo– que hoy corresponden al escandio, el galio, el tecnecio y el germanio, respectivamente.[4] Cuando el químico ruso publicó su tabla se conocían 63 elementos; la tabla que hoy celebramos consta de 118, de los cuales 92 se encuentran en la naturaleza y los restantes han sido sintetizados artificialmente en un laboratorio.[4] Con el paso de los años la fiesta del sistema periódico, además de enriquecerse con la incorporación de nuevos invitados, ha cambiado algunas cosas. Por ejemplo, hoy los elementos se ordenan de acuerdo con su número atómico, es decir, según su número de protones, lo cual resuelve ciertas discrepancias ya observadas por Mendeléiev. Pero claro, en época de Dmitri no se conocía en profundidad la estructura del átomo,[4] así que no nos pongamos exquisitos, que bastante hizo el hombre. Aunque el ruso podía haber ganado el Premio Nobel de Química en 1906, no lo hizo porque, entre otras cosas, su colega Svante A. Arrhenius mantenía un duro enfrentamiento con él e influyó para que no fuera el elegido.[5] La ciencia no es ajena al cainismo.

Figura 1. Sellos conmemorativos emitidos por Correos. A la izquierda, el dedicado a la Tabla Periódica en el centenario de la muerte de Mendeléiev (2007).[6] A la derecha, el que celebra los tres elementos químicos descubiertos por españoles en el Año Internacional de la Tabla Periódica (2019).[7] 

En la Tabla Periódica actual se distinguen cuatro bloques, s, p, d y f, que corresponden a las zonas azul, amarilla, roja y verde, respectivamente, de la tabla del sello de Correos emitido en 2007 (Figura 1). Estas letras hacen referencia a los subniveles en que se encuentran los electrones más alejados del núcleo de los átomos que constituyen esos elementos, es decir, los que participan en las reacciones químicas convencionales. Mucha información, ¿no? Vayamos por partes. En primer lugar conviene recordar que un átomo es más o menos como el Sistema Solar: en el centro se encuentra el Sol, esto es, el núcleo, en el que se hallan protones y neutrones, los primeros con carga positiva y los segundos sin carga, y orbitando en torno a él Mercurio, la Tierra, Saturno… Los planetas, los electrones, que poseen carga negativa. Estos últimos no se pueden mover a su antojo, sino únicamente en ciertas órbitas, llamadas orbitales, que vienen descritas por los subniveles s, p, d y f. Para entender el concepto de subnivel puedes pensar en una matrioshka o en la película Origen (2010). En ésta los protagonistas intentan implantar una idea en el subconsciente del heredero de un imperio comercial, para lo cual lo sedan y acceden a su mente. Ya en el interior, uno de los personajes genera un sueño, el sueño principal, y dentro de éste otro personaje crea otro, y dentro de éste otro gesta otro sueño. Son subniveles de sueños dentro del sueño principal y uno dentro del otro. En nuestro caso la idea es similar, pues cada subnivel s, p, d y f forma parte de un nivel principal y dentro de cada uno de esos subniveles hay otro, y dentro de éste, otro. Pero eso lo dejamos para otro día.

Figura 2. Tabla Periódica actual.[8]

Volviendo a la Tabla Periódica, fíjate que en la representación de la Figura 1 hay cuatro casillas en blanco. ¿A qué crees que se debe? Efectivamente, se trata de los cuatro eka-elementos cuya existencia predijo Mendeléiev: de izquierda a derecha, y de arriba abajo, escandio, galio, germanio y tecnecio; puedes buscarlos en la Figura 2. La zona azul de la tabla de ese bonito sello corresponde a los metales alcalinos y alcalino-térreos; la amarilla agrupa a algunos metales, a los semimetales –que presentan un comportamiento a caballo entre el de los metales y los no metales–, a los no metales y a los gases nobles –así llamados por analogía con los metales nobles, como el oro, porque son muy poco reactivos desde el punto de vista químico, es decir, tienden a permanecer en su forma nativa–; la roja a los metales de transición; y la verde a los metales de transición interna, que incluye a los lantánidos, antiguamente conocidos como tierras raras, y los actínidos. Cuando formulamos, los químicos no utilizamos los nombres completos de los elementos, sino abreviaturas que se conocen como símbolos. La historia de estos símbolos está repleta de curiosidades y daría para otro artículo; algunos de ellos proceden del nombre del elemento en latín. Por ejemplo, el símbolo del sodio es Na, pues su nombre en la lengua del Lacio es natrium, el de la plata es Ag, que viene de argentum… En la casilla que ocupa cada elemento en la Tabla Periódica aparecen, además de su nombre y su símbolo, su número atómico –el número de protones que alberga el núcleo de los átomos que forman ese elemento–, su masa atómica relativa y, a veces, su configuración electrónica, es decir, cómo se distribuyen los electrones en los subniveles s, p, d y f que comentábamos antes (Figura 2). Se suele decir que todo está en los libros. Pues bien, para un químico todo está en la Tabla Periódica.

Figura 3. A la izquierda, un trozo de wolframio.[9] A la derecha, trabajadores en una mina de wolframio.[10]

De todos los elementos de la tabla, tres fueron descubiertos por españoles: el vanadio (V), por Andrés Manuel del Río, en 1801; el wolframio o tungsteno (W), por los hermanos Juan José y Fausto de Elhuyar, en 1783; y el platino (Pt), por Antonio de Ulloa, en 1748,[11] como se muestra en el sello conmemorativo emitido este año por Correos (Figura 1). Los tres pertenecen al bloque d de la Tabla Periódica, es decir, son metales de transición. De este bloque, el wolframio (Figura 3) es uno de los elementos que más me llama la atención: el hecho de que haya sido descubierto por españoles, su doble nomenclatura, su extraordinaria dureza, sus elevados puntos de fusión y ebullición –pasa de sólido a líquido a 3.414 °C y de líquido a gas a 5.555 °C,[12] los más altos de los elementos que forman el sistema periódico; por algo es el material con el que se fabricaban los filamentos de bombillas incandescentes–… Y ese interés se acrecienta al saber que en Galicia, mi tierra, existen varias minas de wolframio (Figura 3). La historia que hay detrás de estas minas es fascinante, tanto que ha dado para novelas,[13] películas,[14] documentales[15] y artículos periodísticos.[10,16,17] Propiedades como las mencionadas hacían de este un metal muy codiciado, especialmente por la industria armamentística, pues era esencial para la fabricación de carros de combate y municiones; tal era su importancia que al inicio de la Segunda Guerra Mundial se le conoció como el oro negro.[16] La Alemania nazi estaba muy interesada –como dijo un diplomático alemán, «para nosotros el wolframio es como la sangre para el hombre»[15]– y la España franquista, aunque oficialmente neutral durante la contienda, le permitió explotar algunas minas de wolframio, como la de Casaio, en Ourense, que los nazis gestionaban directamente.[16] Sin embargo, el wolframio extraído legalmente no colmaba sus necesidades, y esto originó un próspero mercado negro, el estraperlo, gracias al cual muchas familias gallegas se hicieron ricas.[18] Como recuerda Nacho Carretero en su novela Fariña, el precio del kilo de wolframio pasó de dos pesetas cuando empezó la guerra a 300 dos años después.[19] A ello contribuyeron en parte los británicos que, aunque no lo sabían utilizar, lo compraban para subir los precios, esperando que Alemania entrara en bancarrota. Con una veta de mineral de dos kilos una familia podía permitirse comprar dos casas.[18] Aquello era como El Dorado, pero en vez de oro los buscadores se afanaban en hallar tungsteno. El siguiente vídeo permite entender cómo funcionaba aquel mundo[20].

                Muchos años después se revelaría que los gallegos no eran los únicos que necesitaban wolframio para vivir… [21]

 


Autor: Israel Carreira Barral.

Este artículo ha sido galardonado con el Tercer premio en el III Concurso de Artículos de Divulgación Científica de la Universidad de Burgos (2019).

Miguel Queiruga (izq), miembro del jurado, hace entrega del Tercer premio a Israel Carreira.

Concurso organizado por la Unidad de Cultura Científica e Innovación de la Universidad de Burgos con la colaboración de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología – Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades.


BIBLIOGRAFÍA:

[1]   International Union of Pure and Applied Chemistry (2018). The United Nations Proclaims the International Year of the Periodic Table of Chemical Elements. Recuperado el 26 de agosto de 2019 de https://iupac.org/united-nations-proclaims-international-year-periodic-table-chemical-elements

[2]   Pfennig, B. W. (2015). Capítulo 5: Periodic Properties of the Elements. En Principles of Inorganic Chemistry (pp. 109-110). Hoboken, Nueva Jersey: John Wiley & Sons, Inc.

[3]   United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization (2019). The International Year of the Periodic Table. Recuperado el 26 de agosto de 2019 de https://www.iypt2019.org

[4]   García Bello, D. (2015). Capítulo 2: La perfección detrás del caos aparente. La tabla periódica. En Todo es cuestión de química… Y otras maravillas de la tabla periódica. Ediciones Paidós (versión Kindle).

[5]   Friedman, R. M. (2001). Parte I, capítulo 2: Coming Apart at the Seams. En The Politics of Excellence: Behind the Nobel Prize in Science (pp. 32-34). Nueva York: Times Books.

[6]   Correos (2007). CIENCIA. Recuperado el 26 de agosto de 2019 de https://www.correos.es/ss/Satellite/site/coleccion-1364896169856-galeria_sellos_filatelia/detalle_emision-sidioma=es_ES

[7]   Correos (2019). 2019 Año Internacional Tabla Periódica. Recuperado el 26 de agosto de 2019 de https://www.correos.es/ss/Satellite/site/coleccion-1363202953604-galeria_sellos_filatelia/detalle_emision-sidioma=es_ES

[8]   Ignacitum (2016). Tabla periódica de los elementos químicos. Recuperado el 26 de agosto de 2019 de https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Periodic_table_large_2016-es.png

[9]   Laboratorium Bergara (s.f.). El wolframio: extraordinario descubrimiento de los hermanos Elhuyar. Recuperado el 26 de agosto de 2019 de https://www.laboratorium.eus/es/museo/wolframio-extraordinario-descubrimiento-hermanos-elhuyar

[10] Fernández Amil, I. (2019). Wolframio: el ingrediente gallego de los tanques de Hitler. Recuperado el 26 de agosto de 2019 de https://www.elespanol.com/quincemil/articulos/economia/wolframio-el-ingrediente-gallego-de-los-tanques-de-hitler

[11] Cervera, F. (2014). Españoles olvidados III: elementos químicos descubiertos por españoles. Recuperado el 26 de agosto de 2019 de https://ulum.es/elementos-quimicos-descubiertos-por-espanoles-olvidados

[12] Lide, D. R., ed. (2005). Sección 4: Properties of the Elements and Inorganic Compounds. En CRC Handbook of Chemistry and Physics, Internet version 2005 (pp. 4.1-4.3). Boca Raton, Florida: CRC Press.

[13] Carré, H. (2011). Febre. Vigo: Xerais.

[14] Casal de Miguel, S. (Director). (2015). Lobos sucios. [Película] España: Agallas Films, Dream Team Concept, Left Field Features.

[15] Cons, P. (Directora). (2017). La batalla desconocida. [Documental] España: Agallas Films. Disponible en http://www.rtve.es/alacarta/videos/otros-documentales/otros-documentales-batalla-desconocida/4449990

[16] Pérez Pena, M. (2019). Casaio: los secretos de la mina de wolframio que una empresa nazi dirigía en Galicia. Recuperado el 26 de agosto de 2019 de https://www.eldiario.es/galicia/Casaio-secretos-wolframio-empresa-Galicia_0_863713751.html

[17] González, P. (2017). Galicia retorna al wolframio. Recuperado el 26 de agosto de 2019 de https://www.lavozdegalicia.es/noticia/mercados/2017/10/01/galicia-retorna-wolframio/0003_201710SM1P2991.htm

[18] Ocampo, E. (2011). «Muchas familias gallegas se enriquecieron con wolframio clandestino». Recuperado el 26 de agosto de 2019 de https://www.farodevigo.es/sociedad-cultura/2011/06/13/familias-gallegas-enriquecieron-wolframio-clandestino/553817.html

[19] Carretero, N. (2015). Fariña. Madrid: Libros del K.O.

[20] Campos, F. (2013). Los buscadores de wolframio (Fontao – San Finx). Recuperado el 26 de agosto de 2019 de https://www.youtube.com/watch?v=1WfB_QDbIRc

[21] Los Simpson TV (2016). Tungsteno / Los Simpson. Recuperado el 26 de agosto de 2019 de https://www.youtube.com/watch?v=9mplXDZXbwo