A N O X X X II

N º 8 7

XU LL O 2019

Boletín das Ciencias

V W Pt

Foto portada proporcionada polo IES Plurilingüe Pintor Colmeiro de Silleda. Recolle un mural sobre a táboa periódica elaborado por alumnado e profesorado do centro sobre bloques de vidro.

Composición da portada: Sandra Fernández Fariña. 3 Nº 87 – Xullo 2019

Presentación BOLETÍN DAS Estimadas socias e socios, CIENCIAS Este Boletín das Ciencias é un monográfico arredor do Sistema Periódico para conmemorar o 150 aniversario da creación da primeira táboa periódica por Dimitri Mendeleev. Malia que desde ANO XXXII, Nº 87 a asociación xa lle renderamos tributo aló polo 2009, non podiamos permitirnos deixar pasar esta ocasión de facelo Xullo 2019 novamente

*********** Como ferramenta fundamental para a ciencia, non só para a química, senón tamén para a comprensión doutras disciplinas Enderezos: científicas como a física, a bioloxía ou a xeoloxía, cómpre seguir poñendo en valor a relevancia da clasificación periódica dos [email protected] elementos, ademais de achegarnos a ela desde diferentes ENCIGA enfoques e perspectivas. Facultade de Ciencias Avda. Alfonso X Os quince artigos que compoñen o Boletín farannos viaxar a 27002 Lugo través das distintas clasificacións periódicas e da historia dos elementos químicos. Permitirannos afondar na evolución histórica do Sistema Periódico e nas achegas de diversos Maquetación e deseño: persoeiros. Coñeceremos cales foron as dificultades no seu CienciaNOSA desenvolvemento, o que levou á creación da IUPAC e, ademais, afondaremos na contribución española á táboa periódica. Aprenderemos sobre as utilidades dos elementos químicos e, como non, poderemos botar man para as nosas aulas do Edita: coñecemento que se nos ofrece con perspectiva didáctica. Moitas ENCIGA (Asociación dos e diferentes táboas periódicas que circulan hoxe polas redes Ensinantes de Ciencia de recóllense nestas páxinas, e tamén aquí atoparedes como Galicia) empregar “Youtube” para presentarlle ao noso alumnado a táboa periódica.

En definitiva, estades ante quince achegas cun mesmo fío Xunta Directiva: condutor, que se complementan, se reforzan e constitúen o que Presidenta: podemos considerar un manual divulgativo e de grande interese M. Inés García Seijo para a práctica docente. Vicepresidenta: Agradecémoslle ao profesor Manuel Bermejo, coordinador do Beatriz Fernández Fernández Secretaria: exemplar, o seu empeño e traballo desinteresado e constante para Paloma Blanco Anaya que saíse á luz. Facemos o agradecemento extensivo aos autores Tesoureira: e autoras do mesmo por compartir con nós, a través das súas Iria Fernández Fontenla colaboracións, o pasado, o presente e o camiño cara ao futuro do Sistema Periódico.

Desfrutade da súa lectura e seguro que descubriredes algún novo Imprenta: Unicopia misterio dos moitos que agocha a táboa periódica!

ISSN: 0214-7807

A Xunta Directiva

4 Boletín das Ciencias contido

PRÓLOGO Manuel R. Bermejo...... 5

2019 ANO INTERNACIONAL DA TÁBOA PERIÓDICA. UN PROXECTO PARA UN PAÍS Grupo de innovación docente CienciaNOSA...... 11

D. I. MENDÉLEIEV: UNHA APROXIMACIÓN AO CONTEXTO Ramón Cid Manzano...... 21

MIRANDO MÁIS ALÓ DO SISTEMA PERIÓDICO Sandra Fernández Fariña, Luis M. González Barcia, Miguel Martínez-Calvo, María J. Romero...... 49

BUSCADORES DE ELEMENTOS, CONSTRUTORES DO SISTEMA PERIÓDICO Constantino Armesto Ramón...... 63 LEGADO ESPAÑOL Á TÁBOA PERIÓDICA María Isabel Fernández-García, Esther Gómez-Fórneas, Laura Rodríguez-Silva, Lara Rouco... 73

A EVOLUCIÓN HISTÓRICA DA TÁBOA PERIÓDICA Concepción García Rodríguez...... 85

A IUPAC NA AXUDA DA CONFECCIÓN DO SISTEMA PERIÓDICO Manuel R. Bermejo, Marcelino Maneiro, Laura Rodríguez-Silva, M. Isabel Fernández-García... 103

A CLASIFICACIÓN DOS ELEMENTOS QUÍMICOS NO ENSINO DA QUÍMICA NO S. XIX NA UNIVERSIDADE DE SANTIAGO Ramón Cid Manzano...... 117

A METALURXIA NA HISTORIA DO SISTEMA PERIÓDICO Manuel R. Bermejo, Ana M. González-Noya, Marcelino Maneiro, Rosa Pedrido...... 129

O SISTEMA PERIÓDICO DENDE A PERSPECTIVA DUN QUÍMICO ORGÁNICO Diego Peña Gil...... 145

O GALICION FOI NOMEADO OGANESSON. A UTILIDADE DA PREDICIBILIDADE QUÍMICA DE MENDELEEV NA DIDÁCTICA DA AULA Manuel R. Bermejo, Ana M. González-Noya, Rosa Pedrido, María J. Romero...... 155

A TÁBOA PERIÓDICA EN YOUTUBE María Ángela Gómez Doval, José Vázquez Tato...... 167

O SISTEMA PERIÓDICO COMO FERRAMENTA NO ENSINO DA QUÍMICA Manuel R. Bermejo, Ana M. González-Noya, Marcelino Maneiro, Rosa Pedrido...... 195

TÁBOAS PERIÓDICAS PARA TODO TEMPO E LUGAR (2ª EDICIÓN) Ramón Cid Manzano...... 209

O SISTEMA PERIÓDICO NA DIDÁCTICA DA AULA María J. Romero, Carmen Romero, Sandra Fernández-Fariña, Luis M. González-Barcia...... 219

5 Nº 87 – Xullo 2019

PRÓLOGO

Manolo R. Bermejo Coordinador do número especial

Por que nas aulas de química sempre hai unha táboa periódica? Por que nos despachos de moitos dos profesores e profesoras de química existe esa táboa ou se atopa sobre o seu escritorio? Por que se lles indica ao alumnado de química que cómpre saber, canto antes, o nome e o símbolo dos elementos químicos, así como coñecer a súa posición no sistema periódico? Por que o bo alumnado de química conta cunha táboa periódica entre os seus materiais de traballo? Por que e cal é a transcendencia do coñecemento do sistema periódico, ou táboa periódica, dos elementos químicos?...por que??? Todas estas e moitas máis preguntas sobre a táboa periódica serán contestadas ao longo deste libro. As respostas a estas preguntas, xunto con outras motivacións que atoparedes ao longo deste libro, determinaron que, este ano no que estamos, esteamos celebrando o Ano Internacional da Táboa Periódica, declarado así pola Asemblea Xeral da ONU para conmemorar moitas das efemérides que, no ano 2019, están tendo celebracións como se lembrará repetidamente nos moitos artigos que compoñen este libro. ENCIGA súmase a estas celebracións publicando este exemplar, dedicado fundamentalmente á Táboa Periódica, cuxa coordinación se encargou a quen realiza este prólogo. Nun dos artigos deste libro lémbrase que a química é a ciencia do porqué e do para que. O porqué lévanos a cuestionar todo o noso coñecemento, a formularnos un monte de preguntas sobre aquilo que cremos saber, a buscar as correspondentes respostas ás dúbidas que temos; á...; polo tanto a tratar de saber, de recoñecer o noso pasado para comprender o presente e, deste xeito, formularnos sen medos a procura do futuro. O para que representa o salto cualitativo, o avance do coñecemento, o aproveitamento do saber adquirido, a utilización dos novos materiais obtidos, o... A Química trata de explotar o coñecemento que nos dá a ciencia, sobre os novos elementos, sobre os seus compostos, sobre os novos materiais, sobre...; para tratar de mellorar o modo de vida da nosa sociedade. Neste libro aparecen unhas 230 páxinas, contidas en 15 capítulos, escritos por moi distintos compañeiros e compañeiras da nosa asociación, que tentan dar luz e respostas ás preguntas do porqué e do para que sobre a Táboa Periódica. O libro comeza cun capítulo no que o colectivo CienciaNOSA elaborou un proxecto ambicioso para a celebración deste ano 2019 como Ano Internacional da Táboa Periódica. Este proxecto foi presentado, como un avance, no derradeiro congreso de ENCIGA (XXXI congreso) celebrado en Lalín. Canto alí se presentou aparece neste capítulo; pero foise agrandando con moitas novas achegas, que se recollen agora. As intencións son moi boas: cómpre que o País responda e se comprometa no cumprimento dos seus obxectivos. Este proxecto pretende que toda Galicia comprenda o que é e o que aportou ao avance da sociedade moderna a ordenación dos elementos químicos que realizou Dimitri Mendeleev, hai agora 150 anos. Ademais pretendemos facer noso un dos obxectivos da ONU para a celebración deste ano “...promover o desenvolvemento, a formación e a docencia no uso da táboa periódica”. De modo que, este proxecto pretende resaltar a transcendencia do uso da nosa táboa na aula para acadar unha mellora na aprendizaxe da química. Ramón Cid escribe un amplo traballo titulado “D. I. Mendeléiev: unha aproximación ao contexto” que nos serve como unha introdución a canto vai ser o libro, desde o punto de vista histórico; nel indica que a súa pretensión é a de centrar a cuestión da transcendencia da táboa periódica. Comeza por situar 6 Boletín das Ciencias a química do século XIX, sinalando as contribucións fundamentais que se producen: a teoría dualista de Berzelius; as contribucións de Dumas, Laurent e Gerhardt que deron lugar á teoría unitaria de substitución; a teoría da valencia de Frankland; as ideas do químico ruso Butlerov que darían nacemento ás ideas sobre as estructuras dos compostos orgánicos, ou teoría da estrutura. Continúa presentando como tivo lugar o descubrimento de moitos dos elementos químicos que se prepararon nesa época e, tamén, amosa moitos dos descubrimentos falidos, así como os nomes dados, hoxe inexistentes e, xa, descoñecidos. Cid realiza un estudo pormenorizado das distintas clasificacións dos elementos que se realizaron desde Berzelius, ano 1813, ata Mendeleev, no 1869. Para comprender mellor a historia da química no S.XIX, así como a xenial achega de Dimitri, demórase na análise da importancia do congreso de Karlsruhe. Dedica un apartado a comentar a ingratitude histórica da non concesión do premio Nobel a Dimitri; pero como contrapartida resalta os moitos honores e premios recibidos en vida. Remata o seu traballo comentando a preparación dos elementos artificiais ata chegar ao mendelevio, comentando o triunfo, pola súa parte, de ter a honra de atoparse, coma un dos persoeiros da ciencia, na táboa periódica. Sandra Fernández Fariña et al., no capítulo “Mirando mais aló do Sistema Periódico” pretenden amosar “...dun xeito agradable diferentes aspectos relacionados co S.P.”. No seu traballo as autoras e os autores vannos amosando: a procedencia do nome dos distintos elementos químicos; o descubrimento dos elementos ao longo da historia; os distintos persoeiros da química presentes no S.P.; os países dos descubridores dos elementos; a presenza dos elementos no noso arredor. Todos estes ítems, e moitos máis, poderán ser utilizados polo profesorado nas aulas para motivar ao alumnado, de modo que se podan ilusionar co coñecemento da táboa periódica e cheguen a afondar moito máis no coñecemento dos elementos químicos que a integran. O capítulo é moi importante non tanto polos ítems que o integran, que tamén, senón polos diferentes aspectos que se desenvolven en cada un deles. A súa lectura ha servir de motivación ao profesorado para levar moitos destes temas á aula e debatelos alí co seu alumnado. Tino Armesto presenta, no seu capítulo “Buscadores de elementos; construtores do S.P.”, unha visión heterodoxa da historia do sistema periódico. Utilizando a súa peculiar visión da historia da química vai presentando cronoloxicamente as achegas de moitos persoeiros que axudaron á construción do S.P. Todos cantos están na súa relación son parte esencial tanto na busca dos elementos canto na construción da táboa; pero hai moitos que non están e aparecerán noutros capítulos deste libro. A visión da táboa periódica, que nos presenta Tino, é unha visión fresca e construtiva da historia da química, nunca afastada da realidade; pero sempre orixinal e moi creativa. A lectura deste capítulo havos levar a pensar nela e, pode que desde a discrepancia con algúns aspectos, cheguedes a construír un pensamento máis completo sobre canto foi, é e será o Sistema Periódico dos elementos químicos. A frescura e lixeireza con que está escrito o capítulo axudará moito á súa lectura e, ao remate del, ficarán cuestións pendentes: se tivo principio, terá fin? Poderá haber outro S.P. noutros sistemas solares?... Tino hanos sorprender con futuros artigos valiosos, tanto nos congresos como noutros exemplares deste noso boletín. Isabel Fernández García et al. escriben un capítulo titulado “Legado español á Táboa Periódica” no que tratan de amosar como foi a contribución da ciencia hispana á construción da táboa periódica. As autoras introducen brevemente o tema da xenial achega de Mendeleev e apuntan como foi a contribución por países á elaboración da T. P. actual. O resto do capítulo dedícano a explicar cales son os elementos químicos descubertos por españois. No seu traballo van analizando os seguintes aspectos: cal era o contexto histórico da ciencia en España no século XVIII; como e quen descubre o metal platino; cales son as achegas dos irmáns Elhuyar á preparación do elemento chamado volframio; cal foi a historia do descubrimento do vanadio, marcando claramente cal foi a achega do español del Río. Rematan facendo unhas consideracións finais sobre a decisión da IUPAC de cambiar o nome do volframio por tungsteno. No capítulo “ A evolución histórica da Táboa Periódica”, Concepción García preséntanos outra visión particular de como foi xurdindo a táboa periódica ao longo da historia. Vai facendo un varrido dos 7 Nº 87 – Xullo 2019 distintos períodos históricos da ciencia, para ver como vai aparecendo e se vai conformando a actual táboa periódica: como se chega desde a historia clásica ata a revolución científica; cales foron algúns dos protagonistas que foron construíndo as táboas periódicas da historia; que aconteceu logo da aparición da táboa periódica de Mendeleev; como e cando aparecen os elementos superpesados,...etc. Remata o seu artigo co que, para ela, son as máis interesantes táboas recentes. Trata de presentar unha evolución das táboas periódicas ata chegar á actualidade. Encontraredes abondoso material gráfico para utilizar no voso traballo de aula e, probablemente, moitas ideas e inspiracións para que traballedes pola vosa conta na busca de novo material. No capítulo dedicado a comprender a importancia da existencia da IUPAC no desenvolvemento do S.P., titulado “A IUPAC na axuda da confección do Sistema Periódico”, os autores e as autoras propoñen unha historia sucinta da aparición da táboa periódica e como, dende o seu nacemento, esta foi crucial para o desenvolvemento da química; pero manifestan tamén como o seu desenvolvemento contou con moitos problemas. Precisamente foi para intentar resolver estes problemas para o que se creou a IUPAC: cóntanse moitas das súas actuacións ao longo desta centuria de vida. No artigo preténdese celebrar o centenario da súa creación para que se leve, este organismo, ás aulas; pois nas nosas programacións didácticas falamos ao noso alumnado da “...utilización das normas de formulación e dos pesos e das medidas...” dadas pola IUPAC; pero nunca lles contamos nada do que representa esta organización internacional, a máis importante no mundo da química. O artigo trata de dar pistas para que os lectores e as lectoras traballedes pola vosa conta, nunha mellor comprensión da transcendencia que xoga este fundamental organismo internacional no desenvolvemento da química, e que llo podades transmitir ao voso alumnado. No capítulo “ A clasificación dos elementos químicos no ensino da química no século XIX na Universidade de Santiago”, Ramón Cid fai unha análise moi precisa de como se estaban a ensinar os elementos químicos coñecidos, integrantes da que sería a táboa periódica, na USC durante o segundo terzo do século XIX. O estudio é realizado analizando os distintos libros editados por quen era o profesor de química na USC, Antonio Casares. Cid subliña como en ningunha das edicións nin nas impresións dos seus libros –entre 1848 e 1880- aparece a táboa periódica de Mendeleev. Fai unha análise precisa das posibles razóns da súa ausencia, e vai indicando como Casares vai introducindo na súa docencia os novos elementos químicos que se ían descubrindo. Discute como presenta Casares os distintos elementos, clasificándoos en metais e metaloides, estando ao día de todo canto acontecía en Europa. O autor presenta como a docencia dos elementos químicos na USC da época, facíase no mesmo nivel de coñecemento que nos centros máis sobranceiros de Europa e amosa, o seu ensino, o elevado nivel de formación e coñecemento do químico monfortino. A pesares de que Casares non recolle nos seus libros a táboa periódica, Cid tenta xustificar este feito no seu artigo facendo unhas interesantes consideracións que nos han axudar a comprender mellor o ensino da química na Galicia do século XIX. Nun estudo máis para tentar comprender mellor o porqué do S.P. algúns autores e autoras exploran, no capítulo titulado “A Metalurxia na historia do Sistema Periódico”, a relación existente entre a metalurxia e o S.P. Amosan como se foron descubrindo moitos dos elementos químicos na propia cortiza terrestre: primeiro os metais e algúns non metais clásicos. Como logo, na historia da humanidade, se foron descubrindo e desenvolvendo novas técnicas de beneficiación dos novos elementos químicos que ían aparecendo, partindo dos minerarios onde se atopaban. Neste capítulo preséntase o efecto sinérxico de como o feito de descubrir estes novos elementos levou, aos científicos, a ter que ubicalos no que sería a táboa periódica, e como esta foi deixando uns ocos para provocar o descubrimento, en novos minerarios atopados na cortiza, de novos elementos químicos; pero para preparar estes novos elementos cumpría desenvolver novas técnicas preparativas aínda non existentes: este efecto sinérxico desencadeou o desenvolvemento da química. Na parte final do capítulo faise un bosquexo de como é a metalurxia actual, utilizando os diagramas de Ellingham e, tamén, da metodoloxía existente hoxe para a síntese dos elementos químicos artificiais, preparados máis aló do uranio, elemento con número atómico 92. 8 Boletín das Ciencias

Sinalada a importancia de entender o porqué da necesidade de coñecer o sistema periódico: a importancia de saber sobre a historia dos elementos químicos, sobre o seu nome e o seu símbolo; o como e o porqué da presenza deses elementos na nosa natureza ou da súa síntese artificial: cales son os métodos de obtención dos distintos elementos que o integran, de modo especial a obtención dos metais; como é a súa configuración electrónica e cales son as razóns que xustifican as súas propiedades físicas e a reactividade que presentan; etc. Dito todo o anterior, que atinxe ao porqué da química, compre dar unha volta máis para comprender que é a química? Porque a química non só se ocupa de entender o porqué da nosa natureza e de todo canto a integra senón que tamén se ocupa do para que. Para que serven os materiais existentes na cortiza terrestre, como se poden transformar noutros produtos e, en definitiva, cal é a utilidade de todos eles. Polo tanto, e no tocante ao coñecemento do sistema periódico, deberiamos ocuparnos de saber para que serven os elementos químicos que o integran e cal é a utilidade deses elementos. Diego Peña no seu capítulo “O Sistema Periódico dende a perspectiva dun químico orgánico” preséntanos a singularidade do comportamento do elemento químico carbono dentro dos elementos da táboa periódica. Partindo de que este elemento non é singular pola súa abundancia centra a súa singularidade no feito da súa capacidade para hibridar: a posibilidade de formar híbridos sp3, sp2 e sp é o que marca toda a súa importantísima química, transcendental para a nosa vida. En moi poucas páxinas vai presentando, dun xeito breve, pero intenso e interesante, o que para el representa a química do carbono: presenta unha revisión sucinta dos materiais do carbono, amosando a súa relevancia actual; considera a importancia da química dos alcanos e introduce a xenial achega da tetraedría do carbono, a aparición da quiralidade e o gran soño de Kekulé; introdúcenos na formación de moléculas con heteroátomos e indícanos cal é o papel xogado polos heteroátomos (N, O, P,...) no distinto comportamento químico amosado polas novas moléculas; finaliza facendo un breve, pero interesante resumo, sobre a transcendencia que, na química orgánica, xogan os restantes elementos químicos do sistema periódico. A súa breve consideración sobre a transcendencia da química do carbono é moito de agradecer. No capítulo “O Galición foi nomeado Oganesson: a utilidade da predicibilidade química de Mendeleev na didáctica da aula”, os autores e as autoras presentan a xenialidade de Mendeleev ao realizar as súas predicións sobre os ocos que debían existir na súa táboa e que serían ocupados por novos elementos e, así mesmo, as súas predicións sobre as propiedades de elementos aínda non existentes. Mendeleev tivo a xenialidade de ordenar os elementos na súa táboa e comprendeu a súa veracidade ao observar a periodicidade dos elementos dentro do seu grupo e, tamén, pola predicibilidade da existencia de novos elementos aínda non existentes. Dimitri tiña tanta fe na súa táboa que mesmo chegou a discutir e rebater, con Boisbaudran, o valor da densidade calculada experimentalmente para o elemento galio, por el descuberto. Este capítulo serve, tamén, para ser utilizado na aula, polo profesorado de química dos diversos niveis de ensino, para ensinar ao alumnado como se poden facer predicións sobre as propiedades dos elementos: por medio de exercicios moi sinxelos se lles pode ensinar ao alumnado a transcendencia do uso da táboa periódica. A maiores preséntanse unha xeira de exercicios para o profesorado, de modo que se vexan na obriga de refrescar as súa ideas do pasado para traballar no presente e afondar nun futuro máis ou menos lonxano. Anxela Doval e Xosé Tato ofrécennos un interesantísimo traballo, no seu capítulo “A Táboa Periódica en you tube” sobre como utilizar a canle “you tube” na didáctica da aula. Pretenden conseguir a motivación do alumnado botando man dunha ferramenta tan actual hoxe como son as chamadas redes sociais. Utilizan 142 citas!!!! do máis diverso para, facendo un estudo moi breve pero severo de cada unha delas, amosarlle ao profesorado como se pode tratar de interesar ao alumnado no coñecemento e na aprendizaxe da química. Mais como os autores din no seu texto “...é obvio que non entendemos que esta vía de información sexa substitutiva da bibliografía escrita habitual e, aínda menos, da figura ineludible do profesor; pero tampouco podemos ignorala por ser menos convencional ou máis inusual...”. O artigo é moi interesante para intentar motivar ao alumnado e mostrarlle ao profesorado como de útiles poden ser as novas tecnoloxías utilizadas e dirixidas polo profesorado, na didáctica da aula. 9 Nº 87 – Xullo 2019

No capítulo “O Sistema Periódico na axuda do ensino da química”, os autores explican a súa visión de como o S.P. é a base do estudo e do coñecemento dos distintos compostos químicos que poden formar todos os elementos que integran o sistema periódico. A posición dos elementos químicos no S.P. determina a súa configuración electrónica e, os autores explican, como se produce a posible estabilización dos distintos estados de oxidación que presentan e como poden xurdir todos os seus compostos. Presentan exemplos variados, tanto dos elementos non metálicos como dos metálicos, de como a configuración electrónica de cada un deles é a que determina as súas propiedades. Amósase a formación da química iónica –tanto aniónica como catiónica- e, tamén, a covalente de cada elemento e determínase como pode ser entendida a estereoquímica de cada un dos compostos formados partindo das súas posibles hibridacións. Finalmente explícase como a súa estrutura determina a reactividade de cada composto. Dun modo moi sinxelo amósase, neste capítulo, como toda a química moderna deriva da construción, no pasado, da táboa periódica e do coñecemento, no presente, da importancia de entender que significa a configuración electrónica dos elementos. Ramón Cid no capítulo titulado “Táboas Periódicas para todo tempo e lugar” (2ª edición) preséntanos un traballo de aula moi interesante. É un traballo elaborado polo seu alumnado de 4º de ESO e 1º de BAC no que comenta “...conseguimos que apareceran debates espontáneos entre os alumnos....de modo que, sen querer, estaban falando dos elementos químicos, da maneira de ordenalos, dos nomes dos grupos ou familias, das propiedades que aparecían...” Resultou unha interesante actividade de aula para conseguir motivar ao alumnado cara un mellor coñecemento do que é a química. Algunhas das táboas seleccionadas polo alumnado repiten as que aparecen noutros capítulos do libro, seleccionadas polos motivos máis diversos, pero decidimos incluílas todas ao seren seleccionadas por decisión deles. No traballo de María J. Romero et al., sobre a aprendizaxe da química por medio do S.P. na aula, titulado “O Sistema Periódico na didáctica da aula”, preséntanse unha xeira de actividades, utilizando como recurso o S.P., coa intención de motivar a pasividade do alumnado cara a aprendizaxe da química. As autoras presentan diversas actividades interactivas para ser desenvolvidas polo profesorado na aula, xunto cos máis diversos xogos que podan ser de interese para o alumnado: xogos como bingos, taboleiros, cartas,...etc. Tamén amosan actividades relacionadas co xénero e a táboa periódica de modo que, o alumnado, perciba a presenza da muller na ciencia en xeral e na química en particular. Finalmente tratan o tema das TIC na axuda da comprensión e da aprendizaxe da táboa periódica: ofrecen abondosa información sobre como conseguir motivar ao alumnado na aula. Cómpre rematar para que se inicie a lectura dos capítulos do libro, pero quero facelo cunha conclusión final tirada dun dos traballos “...a táboa periódica non é so unha icona científica, é sobre todo o libro das instrucións da química e por tanto da vida e do noso entorno”. Estou certo que dentro doutros 50 anos, cando ENCIGA estea a celebrar os 200 anos da táboa periódica, quen coordine o exemplar de tal efeméride subliñará novamente o abraio que todos sentimos pola transcendencia do descubrimento da táboa periódica.

11 Nº 87 – Xullo 2019

2019 ANO INTERNACIONAL DO SISTEMA PERIÓDICO.

UN PROXECTO PARA UN PAÍS

BERMEJO, MANUEL R. FERNÁNDEZ FARIÑA, SANDRA FERNÁNDEZ GARCÍA. M. ISABEL GÓMEZ FÓRNEAS, ESTHER GONZÁLEZ BARCIA, LUIS M. GONZÁLEZ NOYA, ANA M. MANEIRO, MARCELINO PEDRIDO, ROSA RODRÍGUEZ SILVA, LAURA ROMERO, MARÍA J. ROUCO, LARA Grupo de innovación Docente CienciaNOSA Universidade de Santiago de Compostela FERNÁNDEZ, BEATRIZ IES Ánxel fole, lugo GARCÍA SEIJO, M. INÉS CPI Luís Díaz Moreno, Baralla MANUEL VICENTE Director de Efervesciencia

1. INTRODUCIÓN O ano 2019 foi declarado ANO INTERNACIONAL DA TÁBOA PERIÓDICA polas Nacións Unidas, para conmemorar os 150 anos da publicación por Dimitri Mendeleev da súa táboa periódica e por se celebrar o centenario da creación da IUPAC; pero non se escoita falar nada polo noso País de tal acontecemento.

Figura 1. Logos das celebracións do Ano Internacional da Táboa Periódico. 12 Boletín das Ciencias

Ao noso grupo de investigación educativa CienciaNOSA pareceunos oportuno facer unha profunda reflexión, no noso XXXI congreso de ENCIGA, sobre tan importante e transcendente acontecemento. Pretendiamos facer unha chamada en alta voz para resaltar este transcendental feito e reclamar das nosas autoridades académicas e políticas a súa implicación neste relevante acto con actuacións específicas. Desde ENCIGA, o noso grupo de investigación queriámonos poñer diante do carro para tirar del e facer deste ano un ano frutífero para a nosa ciencia. O Sistema Periódico é o sistema de ordenación que nos demos as químicas e os químicos para especificar que son e como se comportan os distintos elementos químicos. Son estes elementos químicos os que ao combinarse entre eles dan lugar á aparición da vida tal e como a coñecemos: a aparición do mundo vexetal, do mundo mineral e do mundo animal. Estes elementos químicos que forman a Táboa Periódica naceron na orixe dos tempos procedentes do “big bang”, do po cósmico, do interior dunha estrela e, moito máis recentemente, do crisol nuclear. Estes elementos caracterízanse polo seu nome, polo seu símbolo (que como sabemos contén o seu número atómico e a súa masa atómica) e todos eles se identifican, tamén, por unha característica luz espectral. Que esa luz espectral, que identifica e define aos elementos químicos, alumee aos nosos dirixentes científicos e políticos, ao igual que a todos e a todas nós, para facer unha gran celebración neste vindeiro ano 2019.

Figura 2. Dimitri Mendeleev e o S.P. da fachada da Facultade de Química da Universidade de Murcia.

Vimos de sinalar que a celebración deste ano 2019 ven como consecuencia de que, no ano 1869, Mendeleev publicou a súa táboa periódica. Hai 150 anos, Dimitri estableceu e publicou a súa ordenación dos elementos químicos, ata entón coñecidos, na forma dunha táboa periódica. Tal fito foi para os químicos e as químicas dunha relevancia tal que ficou na historia da ciencia de modo que, aínda hoxe, se segue a utilizar na forma dunha coñecida Táboa. Por tal razón, as Nacións Unidas decidiron lembrar tan singular feito todo o ano 2019 para que os membros da nosa sociedade, sobre todo os máis novos, o coñeza, o recoñeza e o celebre como moi importante para a historia da ciencia. Nós en ENCIGA xa lembramos e celebramos con anterioridade o nacemento do Sistema Periódico. Nun número extraordinario do noso Boletín (o Nº 67), publicado no ano 2009 para rememorar o centenario do pasamento de Mendeleev (febreiro de 2007), consideraremos algúns interesantes aspectos relacionados co sistema periódico dos elementos. A táboa periódica de Mendeleev foi a primeira táboa periódica axeitadamente correcta, aínda que non esencialmente correcta. Dimitri ordenou os 63 elementos coñecidos nesa época por orde crecente das súas masas atómicas que esencialmente era incorrecto, pero que resultou tremendamente práctico e 13 Nº 87 – Xullo 2019 eficaz. Ademais detectou a existencia de periodicidade entre os elementos de cada grupo, polo que se viu na obriga de deixar varios ocos baleiros nos que, estaba convencido, de que debían existir outros elementos aínda non coñecidos; por enriba chegou a anunciar cales deberían ser algunhas das propiedades físicas e químicas, dos elementos deses ocos, que cando se prepararon se mostraron ser enormemente precisas. Todos e todas somos hoxe conscientes da enorme transcendencia que para o mundo da ciencia en xeral, e da química en particular, tivo a aparición da Táboa periódica. Por todo elo é de agradecer ás Nacións Unidas que se decidiran a declarar e impulsar o ano 2019 como o da celebración do Ano Internacional da Táboa Periódica. Cómpre engadir que este ano tamén se celebra o centenario da constitución dun organismo de ampla transcendencia internacional no mundo da química: a IUPAC (International Union of Pure and Aplied Chemistry). A Unión Internacional de Química Pura e Aplicada é o organismo internacional que temos os químicos e as químicas para resolver cantos conflitos se poden formular no mundo diario da química; noutro capítulo deste libro explicarase mellor e máis amplamente como naceu e cal é o alcance de intervención deste organismo.

Figura 3. As celebracións da IUPAC no Ano Internacional de 2019.

Outras efemérides que debemos lembrar neste ano son as seguintes: - Estase a celebrar os 1.200 anos de que Jabir ibn Hayyan dera conta da presenza dos elementos As e Sb, aínda que como é ben sabido non foron preparados, con certo grao de pureza, ata os séculos XIII- XIV, por San Alberte Magno e Basilio Valentín. - Hai 350 anos que Hennig Brad identificou e foi quen de preparar o fósforo. - Vai para os 230 anos da publicación do libro da química, publicado por Antoine Lavoisier: o “Tratado Elemental de Química”.

As Sb P P Figura 4. Anacos de arsénico, antimonio e fósforo. 14 Boletín das Ciencias

Figura 5. Esquerda: O matrimonio Lavoisier, pintado por David, o pintor da revolución; centro: Antonio Manuel del Río (1764-1849); dereita: Marguerite Perey (1909-1975), descubridora do francio.

- Celebraranse os 180 anos do falecemento de Antonio Manuel del Río, o español descubridor do vanadio no ano 1801, ao que chamou “eritronio” cando o descubriu, pero que pasou descoñecido ata que o sueco Sefström o volveu a preparar no ano 1830, e doulle o nome da deusa escandinava da beleza e a fertilidade: vanadis. - Celebraremos os 80 anos do descubrimento do francio pola investigadora francesa: Marguerite Perey. - Mirando a táboa periódica desde Galiza debemos subliñar dúas importantes contribucións. a) Hai máis de 150 anos que Antonio Casares, o gran químico galego do século XIX, descubre a presenza de rubidio e cesio nas augas mineiro medicinais de Ourense e de Verín. O Rb viña de ser descuberto por Bunsen e Kirchoff no ano 1859, espectroscopicamente, nunha mostra de lepidolita da que sería preparado no ano1861. Descubrirían o Cs, nas augas do mar, no ano 1860; pero sería Setterberg, máis adiante, quen o preparou con pureza. b) No ano 1959 Tomás Batuecas Marugán, catedrático de química física da USC, foi nomeado vicepresidente da comisión de pesos e medidas da IUPAC e, no ano 1961 -xa como presidente- organizou a XVI Conferencia Internacional da IUPAC de Montreal, que tomou a transcendental decisión de cambiar o patrón de referencia dos pesos atómicos: pasou de ser o O-16 a ser o C-12. Batuecas xogou un papel determinante en tal decisión. Todo o devandito levou ao noso grupo a plantexarnos un programa que presentamos no XXXI Congreso, celebrado en Lalín, para que se puidera levar adiante coma un compromiso de todas e todos nós. Tal programación pode ser de máximos ou de mínimos: a de mínimos corresponde ao que podamos facer cada un de nós no noso entorno; a de máximos é a que presentamos. Chegaremos ata alí onde todos e todas consigamos comprometernos coas nosas actuacións concretas.

2. INSTITUCIÓNS ORGANIZADORAS - Xunta de Galicia, a traveso da súa Consellería de Educación e Ordenación Universitaria. - Academia Galega das Ciencias. - Consello da Cultura Galega, a traveso da súa sección de Ciencia, Tecnoloxía e Sociedade. 15 Nº 87 – Xullo 2019

- Facultades de Química das Universidades galegas: USC, UdC e UVIGO. - Colexio Oficial de Químicos de Galicia. - ENCIGA (Ensinantes de Ciencias de Galicia). - Todos e cada un de nós. A seguir presentamos algunhas das moitas actuacións nas que se nos ocorre poderían e deberían participar as distintas Institucións.

3. PROGRAMACIÓN Na programación que a seguir presentamos pretendemos implicar a todas cantas institucións públicas teñen que ver co mundo da química e, tamén, a aquelas institucións privadas que, economicamente, poidan axudar ao mellor desenvolvemento deste ano Internacional da Táboa Periódica. A seguir presentamos aquelas institucións que deberían implicarse nos actos e como o poderían facer todas e cada unha delas i) Accións da Xunta de Galicia A traveso da Consellería de Educación e Ordenación universitaria, a Xunta de Galicia debería participar, entre outras actuacións, da seguinte forma 1º Actos diversos de divulgación do Ano Internacional: - Presentación dos actos do Ano Internacional na compaña de todos cantos actores intervirán neles. - Convocatorias e avisos a todos cantos centros de ensino son da súa competencia. - Publicación e presentación do libro editado pola Xunta de Galicia “Guía dos Elementos Químicos”. - Envío deste libro a todos os centros de ensino. - Envío de cantos libros e materiais didácticos se escriban e se editen sobre o Ano Internacional do S.P. 2º Publicación dos materiais máis diversos: a) Libros - Guía dos elementos químicos. - A Táboa Periódica dos elementos. - Recopilación dos artigos de divulgación. - Recopilación en libro das conferencias nos centros. - Recopilación nun libro dos premios convocados de investigación didáctica e de divulgación científica. b) Sistema Periódico en galego: tradución, publicación e envío aos centros de ensino e ao alumnado. c) Instalar nos laboratorios dos centros de ensino Táboas Periódicas dos elementos químicos, en galego, en formato grande. d) Regalo ao alumnado de táboas periódicas de man, para o seu uso nas aulas.

3º Divulgación do Ano Internacional do S.P. por medio de diversos actos: a) Presentacións do evento ao longo das cidades do país b) Ciclo de Conferencias diversas 16 Boletín das Ciencias

- Nas Facultades: Conferencias Itinerantes polos centros con titulacións de Química (Lugo, Vigo, Coruña e Santiago) - En foros especializados - En centros de BAC - En centros da ESO c) Premios de divulgación. Concursos de premios: - Aos artigos de divulgación mellores - Aos mellores traballos didácticos - Aos alumnos e ás alumnas polos seus proxectos didácticos - Ás actividades máis diversas vencelladas ao evento d) Artigos na prensa diaria. Publicación na prensa diaria dos artigos de divulgación que se presenten como conferencias nos diversos centros e foros.

4º Mercar a Táboa Periódica dos espectros de emisión dos elementos químicos (publicado pola fundación Balcells) para unha das facultades de químicas. 5ºAxudas económicas, a todos os participantes, para o mantemento dos actos e actividades. a) Aos centros de ensino (medio e universitario) b) Aos PREMIOS convocados c) Á merca de diversos materiais (sistemas periódicos diversos) d) Á publicación dos libros derivados dos actos diversos ii) Academia Galega das Ciencias 1º Celebración do día da Ciencia en Galicia 2019: D. Tomás Batuecas Marugán a) Acto central do nomeamento b) Conferencia Tomás Batuecas no S. P.: Miguel Ángel Ríos c) Placa conmemorativa no lado da aula do departamento

2º Actuación sobre a Consellería

3º Actos variados: a) Conferencias Divulgación b) Conferencias Científicas c) Exposición sobre D. Tomás e o S. P.: - contidos (a balanza; libros sobre o S.P –historia, femininos, idiomas, etc.; coleccións de táboas periódicas; libros sobre Mendeleev – a súa figura, moedas, billetes, fotos, época e entorno, etc.; artigos, xornais,...) - organiza a Biblioteca e sería circulante por todas as facultades e centros universitarios. d) Outros actos

4º Publicación de libros

Seguidamente indicaremos a proposta de posible desenvolvemento dalgunhas conferencias propostas.

Conferencias Academia Galega das Ciencias Duración de, polo menos, 5 días e acto inaugural. a) Acto Inaugural con conferencia sobre D. Tomás Batuecas. 17 Nº 87 – Xullo 2019 b) Presentación do libro “Guía dos elementos químicos: historia, propiedades e aplicacións” e da Táboa Periódica en galego. c) Ciclo de conferencias: 1. Do Big Bang aos átomos. 2. A Táboa Periódica e o ensino na Galicia da época. 3. A Champion League do Sistema Periódico. 4. A nomenclatura química no Sistema Periódico. 5. O Mercurio: un elemento tóxico no Sistema Periódico. iii) Consello da Cultura Galega 1º Actuación conxunta sobre a Consellería 2º Sesión dun día especial dedicado á conmemoración do Sistema Periódico 3º Publicación dun libro co evento 4º Convocatoria dun premio a un traballo, científico ou didáctico, sobre o S.P.

Seguidamente indicaremos a proposta do posible desenvolvemento do día especial dedicado ao Sistema Periódico, propoñendo algúns dos relatorios que se poderían presentar.

Relatorios dedicados ao día do Sistema Periódico Sesión da mañá (10.00 h - 14.00 h) 10:00 horas - Presentación do acto 10 min. - Presentación da táboa periódica en galego - Presentación do libro “Guía dos Elementos Químicos”: 11:00 horas. Relatorios - A orixe dos elementos químicos - Mendeleev e o Sistema Periódico dos elementos 12:00 horas. Pausa 12:30 horas. Relatorios - As predicións de Mendeleev no S. P. - Os elementos máis recentes do S.P. - O S. P. dos elementos na química

Sesión da tarde (16.30 h - 20.00 h) 16:30 horas. Relatorios - O xénero no S. P. - As táboas periódicas na historia - O chumbo, un elemento singular do S. P. 18:00 horas. Pausa 18:30 horas. Relatorios - A música dos elementos químicos. - A Táboa Periódica POP 20:00 horas. Clausura iv) Colexio Oficial de Químicos de Galicia

1º Actuación conxunta sobre a Consellería

18 Boletín das Ciencias

2º Ciclo de conferencias na sede social

3ºConvocatoria dalgún premio v) Facultades de Química de Galicia 1º Actuación conxunta sobre a Consellería

2º Ciclo de conferencias itinerante nas facultades. 15 conferencias sobre diversos aspectos do S.P. a impartir de febreiro a xuño do 2019

3º Convocatoria de Premios de Divulgación a) Título: Como ves o Sistema Periódico b) Dirixido a alumnado de: Facultades, BAC e ESO c) Modalidades: ensaio; vídeo; fotografía, deseño, composición

4º Publicación do ciclo das Conferencias a) Na prensa diaria b) Na radio galega c) Na forma de libro

5º Entrevistas na Radio Galega no programa EFERVESCIENCIA

6º Publicación de libros a) Coas conferencias b) Cos premios

7º Exposición Itinerante organizada pola A.G.C. a) Contidos: - Libros sobre o S. P., historia, femininos, dos elementos químicos, idiomas,...etc. - Colección de TÁBOAS periódicas - Libros sobre MENDELEEV, a súa figura: billetes, moedas, artigos, fotos, época e entorno,... - Materiais diversos b) Organización da exposición en colaboración coa A.G.C. e a biblioteca da facultade Seguidamente indicaremos a proposta do posible desenvolvemento do curso a impartir nas diversas facultades, indicando títulos de diversos temas a desenvolver.

Curso de 15 clases sobre o Sistema Periódico

CICLO DE CONFERENCIAS - Conferencias Itinerantes por 4 centros: Lugo, Vigo, Coruña e Santiago. - Introdución ao curso con diversas autoridades: presentación do sistema periódico en galego, do Libro “Guía dos elementos químicos”,..etc. 19 Nº 87 – Xullo 2019

CURSO 1. Que é o S. P. 2. O S. P. e a química do século XIX 3. A Química Española no S. P. 4. A historia dos Sistemas Periódicos 5. Os elementos químicos que integran o S. P. 6. Os elementos novísimos no S. P: 7. Os elementos Lantanoides na historia do S. P. 8. S. P. e Química. 9. As mulleres no S. P. 10. S. P. e predicibilidade química 11. O S. P. na música 12. O S. P. e a exposición Frecuencies 13. Química Orgánica e S. P. 14. Química Inorgánica e S. P. 15. Química Analítica e S. P. 16. Química Física e S.P. 17.- A táboa periódica POP 18. O Ouro no S.P. vi) ENCIGA a) Actuar como dinamizador de todos os actos b) Libro sobre o S. P. coordinado polo noso grupo de investigación c) Fomentar actos diversos nos nosos centros: conferencias, exposicións de materiais diversos relativos ao S.P., participación do alumnado e do profesorado nos premios que se convoquen, asistencia aos diversos actos que se poidan realizar, etc. d) Conferencias PLENARIAS de física e química, no XXXII Congreso, dedicadas ao S. P. e) Sección especial de PONENCIAS, no XXXII Congreso, dedicada ao S.P. (3+3+3 ou 2+2+3) vii) Cada un e cada unha de nós a) Xa, aquí e agora b) Campaña para o futuro ano

4. CODA Todo canto levamos esbozado non é pechado, trátase dun proxecto aberto no que cada quen pode aportar canto se lle ocorra. Caberían nesta celebración do Ano Internacional da Táboa Periódica moitas outras accións, quen queira que se anime. Feliz celebración do Ano Internacional do Sistema Periódico!

21 Nº 87 – Xullo 2019

D. I. MENDELÉIEV: UNHA APROXIMACIÓN AO

CONTEXTO

CID, RAMÓN IES de Sar. Santiago

“A Táboa Periódica dos Elementos é a estrela orientadora para a exploración nos campos da Química, a Física, a mineraloxía e a Técnica” Niels Bohr (Premio Nobel de Física de 1922)

1. INTRODUCIÓN A clasificación periódica de Mendeléiev, publicada por primeira vez en 1869, nun congreso celebrado en Rusia, permitiu que dese a coñecer aos seus colegas os resultados dos seu traballo científico. A súa táboa posibilitou situar nun gráfico as importantes relacións químicas que había detrás dos elementos e achegarse ao comportamento xeral da materia. Trátase pois dunha ferramenta conceptual coa que predicir a existencia de novos elementos, permitindo o establecemento de relacións non recoñecidas e adquirindo o papel de memoria e sistema de organización. Debe ser salientado que esta clasificación periódica dos elementos químicos foi parte constitutiva do seu texto “Os principios de Química” escrito entre 1868 e 1870, o cal xurdiu da necesidade que el tivo de facilitar a comprensión por parte dos seus estudantes dos métodos de observación, das razóns das prácticas experimentais, das leis da Química e do comportamento en xeral dos materiais. Este manual tivo oito edicións en ruso, en vida do autor, e cinco máis despois da súa morte. Malia a longa historia da Táboa Periódica e a súa relevancia para a Química e nos procesos de ensino-aprendizaxe da mesma, historiadores e filósofos da ciencia seguen a traballar para comprender a verdadeira importancia que tivo no desenvolvemento e evolución da Química como ciencia1. Nestas páxinas que seguen preténdese situar a Mendeléiev no tempo que lle te tocou vivir desde a perspectiva da Química. Non aparecerán, xa que logo, descricións extensas de carácter biográfico, agás aquelas que sexan estritamente necesarias en relación ao que se está a argumentar. Algúns dos apartados que conforman este artigo teñen como referencias fundamentais estudos2,3 anteriores levados a cabo por quen isto escribe, e que, por se tratar de descricións históricas, no teñen cambiado

1 Tomado de GARAY GARAY, F., GALLEGO BADILLO R., PÉREZ MIRANDA, R. (2006). “Un análisis histórico– epistemológico de los trabajos de Mendeleiev sobre la periodicidad química”. TEA, 20, Segundo semestre de 2006, pp. 110-123. 2 CID R. (2009). "Mendeléiev: lembranza en tres actos". Boletin das Ciencias nº 67, pp. 37-59. 3 CID R. (2009). "El Congreso de Karlsruhe: paso definitivo hacia la química moderna ". Rev. Eureka Enseñ. Divul. Cien., 2009, 6(3), pp. 396-407. 22 Boletín das Ciencias esencialmente. Para realizar o achegamento a ese contexto comezaremos por sinalar brevemente algunhas das controversias máis importantes que había na Química daquel tempo. Seguiremos cun percorrido pola presenza dos elementos químicos e a súa clasificación ao longo do S.XIX; lembraremos a celebración do primeiro congreso internacional de Quimica (Karlsruhe, 1860), que foi de gran transcendencia para un xove Mendeléiev, e remataremos cunhas breves notas relacionadas coa conexión sempre presente do gran químico ruso coa Táboa Periódica. En definitiva, é intención deste traballo aportar algúns datos de interese que permitan á lectora ou lector interesados coñecer dun xeito máis preciso o contexto no que se desenvolveu o traballo de Mendeléiev na Química, e a transcendencia do seu traballo, non sempre suficientemente valorado.

2. ALGÚNS DATOS SOBRE A QUÍMICA NAQUEL TEMPO E AS CONTROVERSIAS FUNDAMENTAIS Como é coñecido, ata practicamente os comezos dos anos trinta do S.XIX admitíase por moitos químicos que a síntese dos compostos orgánicos requiría dunha “forza vital” ou fis vitalis. Esta teoría desaparecería cando en 1828, Friedrich Wöhler (1800-1882), obtivo urea a partir dun composto inorgánico (o cianato de amonio)4.

Figura 1. Esquerda: Berzelius; dereita: Charles F. Gerhardt

As análises cuantitativas realizados por Berzelius e Thenard nas primeiras décadas do S. XIX, permitiron determinar as primeiras fórmulas deste tipo de compostos. Berzelius cría que as substancias orgánicas non obedecían as leis estequiométricas5. Non é estraño se pensamos que Berzelius rexeitaba o concepto de molécula, sendo precisamente o Congreso de Karlsruhe o punto de partida para o recoñecemento xeneralizado da existencia das moléculas. Berzelius propoñía que os compostos químicos se formaban por unións electrostáticas dos chamados radicais, sendo estes grupos estables que podían existir en estado libre. Pero xa en 1823, Gay Lussac observara que nalgunhas substancias, o hidróxeno podía ser reemprazado por cloro6. Entre 1833 e 1834, Dumas tamén demostrou que mesmo o osíxeno podía ser substituído por cloro. O seu discípulo Laurent foi quen de clorar, bromar e nitrar compuestos aromáticos por medio de reaccións de substitución. Laurent insistíu repetidamente na idea de que os hidrocarburos eran radicais fundamentais dos que se podían obter radicais derivados mediante reaccións de substitución.

4 Xa con anterioridade o propio Friedrich Wöhler e Michel Eugéne Chevreul (1786-1889) expresaran a idea de que os compostos orgánicos se comportaban de forma similar aos inorgánicos. Determinaron que as graxas eran o produto da reacción dun ácido orgánico coa glicerina, sendo esta reacción similar ás reaccións de neutralización inorgánicas, e que os xabóns eran os sales dos ácidos orgánicos. 5 En realidade isto debíase a imprecisión dos métodos empregados, pero xa en 1830, Liebig introducindo melloras nos métodos de análise, puido demostrar que as substancias orgánicas comportábanse tamén de acordo coa estequiometría. 6 Segundo os principios da teoría dualista de Berzelius, isto era imposible, xa que o cloro era electropositivo e o hidróxeno electronegativo, e dous elementos de natureza diferente non podían seren substituídos nunha molécula. 23 Nº 87 – Xullo 2019

Os traballos de Dumas, Laurent7 e tamén Gerhardt8 abriron o paso á teoría unitaria da substitución. Estes traballos invalidaban a teoría dos radicais, sobre todo a idea da existencia de grupos inmutables nos compostos orgánicos e provocou que tanto Liebig como Berzelius atacaran duramente os traballos de ambos. De Dumas foi dito que mesmo roubaba os resultados doutras persoas e Laurent foi acusado de descoñecer os principios básicos da investigación científica. Como consecuencia destes ataques Dumas abandonou9 a teoría da substitución e Laurent tivo que abandonar París. Non obstante, o concepto de radical tiña aspectos moi positivos polo que Laurent, e sobre todo Charles Frédéric Gerhardt, que colaboraba con Laurent e o sustentaba economicamente, abandonaron a teoría da substitución na súa forma extrema e combinaron ambas representacións. En 1839, Gerhardt propón unha nova teoría das reaccións orgánicas chamada Teoría dos Residuos, que esencialmente expresaba que as reaccións orgánicas procedían por dobre descomposición. Publica un conxunto de artigos, onde presenta o concepto de serie homóloga baseándose para iso nos pesos moleculares das sustancias. De acordo coas súas ideas, nas series homólogas as propiedades das substancias eran similares e escribiu: "É soamente necesario coñecer as reaccións de calquera deles (na serie) para predicir as dos restantes." As ideas de Gerhardt tropezaban cos problemas dos pesos moleculares debido ás confusións entre peso equivalente e molecular. En 1846, Laurent presenta un importante traballo no que se distinguen ambos conceptos e nel establece que se o peso equivalente dunha substancia era variable, os pesos moleculares no podían ser obtidos por vía química, senón que debían determinarse con axuda de propiedades físicas. Aplicando estas ideas Laurent demostrou que os gases elementais como o nitróxeno ou o osíxeno, estaban constituídos por moléculas diatómicas. Outro paso importante dado nesa época foi a teoría da capacidad de saturación dos elementos (valencia), proposta por Frankland10. Nun principio o concepto de valencia empregouse para esclarecer a estrutura das substancias inorgánicas e só foi utilizado para explicar compostos sinxelos de carbono, como o metano ou o dióxido de carbono. En 1858, Kekulé postulou a idea de que nas moléculas orgánicas os átomos de carbono podían enlazarse entre sí mediante a saturación dunha valencia por átomo. Así, nun composto con dous átomos de carbono, dúas valencias usábanse para a saturación entre os átomos de carbono e as seis restantes saturábanse con hidróxeno, u outros átomos como o osíxeno ou o nitróxeno. Esta teoría permitiu explicar a existencia das series homólogas. Ao través do concepto de tetravalencia do carbono e a saturación entre os átomos de carbono presentes no composto comezaron a escribirse as primeiras fórmulas orgánicas. Xunto con Kekulé hai que mencionar ao químico ruso Alexander Butlerov (1828 - 1886), quen no seu libro Tratado de Química expón as súas ideas sobre a estrutura dos compostos orgánicos indicando que os enlaces entre os átomos, ademais da composición, determina as propiedades físicas e químicas da substancia11. A partir da teoría estrutural quedou establecida a claramente a relación entre as propiedades e a estrutura do composto. A partir da Teoría da Estrutura12 o desenvolvemento da química orgánica foi imparable na segunda metade do S.XIX. Podemos citar como exemplo a elucidación da estrutura dos compostos aromáticos por Kekulé, o descubrimento dos dobres e triples enlaces por Erlenmeyer, a introducción do concepto de tautomería, a isomería óptica, a estereoquímica, e a síntese de centos de compostos (o acetileno a

7 Inventa unha nomenclatura sistematica para a química orgánica baseada no reagrupamento dos atomas en moléculas e determina como as moléculas se combinan nas reaccions químicas. 8 Charles Frédéric Gerhardt (1816-1856) e Augusto Laurent (1807-1853) clarificaron as distincións entre pesos atómico, molecular e equivalente, e desenvolveron un sistema de clasificación dos compostos orgánicos. 9 Pouco despois Dumas publicaría a chamada “Teoría dos tipos”, que difería moi pouco da teoría de Laurent. 10 Frankland (1825-1899), expresa en 1852 a idea de valencia indicando que os átomos de cada sustancia elemental teñen unha capacidade de saturación determinada, de maneira que so se poden combinar cun certo número limitado dos átomos doutros elementos. O nome valencia provén do latín: valentia = poder, valor. 11 BABOR J., IBARZ J (1979). “Química General Moderna”. Editorial Marín. BARCELONA, p. 200. 12 A teoría estrutural de Kekulé, completada polo químico ruso Butlerov, a quen debemos o término estrutura, propón unha soa fórmula estrutural para cada sustancia, establecendo así claramente a relación entre as propiedades e a estrutura do composto. 24 Boletín das Ciencias partir dos seus elementos, o ácido salicílico, o primeiro azucre, o ácido acetilsalicílico, a preparación de alcois secundarios e terciarios, a síntese de colorantes e a obtención de nitrocompostos, etc). Outra fonte de controversia a mediados dos século XIX era a gran confusión entre peso atómico, peso molecular e peso equivalente, utilizando cada autor o peso que mellor se axustaba as súas interpretacións.13 Moitos dos conceptos químicos como as ideas de valencia e estrutura en Química estaban mal definidas, sendo neste sentido son moi significativas as palabras de Kekulé: “A parte das leis de proporcións fixas, e múltiples en peso, e tamén en volume nos corpos gasosos, a Química aínda non tiña descuberto leis exactas... e todas as chamadas concepcións teóricas eran meros puntos de vista probables ou convenientes.”14 Son tamén moi gráficas as reflexións de Xosé Rodríguez Carracido (1856-1928), químico galego e pioneiro da Bioquímica en España, cando escribe sobre esa época no capítulo “Problema sen solución” do seu libro “La Evolución en la Química”15: “Aceptada la hipótesis de Dalton… resulta llano y sencillo determinar en cada caso el número de los supuestos átomos que constituyen un compuesto, y también sus pesos respectivos; pero a poco que sobre este asunto se medite tórnase en dificultad insuperable la sencillez del primer momento, porque el problema es indetermindo. ¿Cómo saber en el caso de las proporciones múltiples cual de los elementos es el que permanece constante en su peso a través de las sucesivas combinaciones? …Todos los sistemas de números proporcionales químicos, desde los equivalentes hasta los actuales pesos atómicos, son producto complejo y a veces híbrido, de las investigaciones analíticas y de la acomodación de sus resultados a las diferentes leyes que rigen el proceso químico… Basta lo expuesto para patentizar cuan movediza es la base de los números proporcionales químicos resultantes del análisis cuantitativo de las combinaciones, y la imposibilidad, por consiguiente, de realizar por este exclusivo medio la aspiración de Dalton acerca del conocimiento de la estrutura íntima de los cuerpos.”

Así, para algúns H2O2 era a fórmula da auga e para outros a do peróxido de hidróxeno, ou o C2H4 era a do eteno mentres para outros era a do metano. Eran mínimas as molécula que estaban representadas dun xeito uniforme en todas as partes. Utilizábase unha variedade desconcertante de abreviaturas e símbolos e mesmo era frecuente que cada un inventase as súas16. Estas dificultades para conseguir fórmulas definitivas para os compostos químicos, tiña orixinado que moitos científicos se decantaran polo estudo dos gases para sustituír as relacións dos pesos polas de volumes. Non obstante, outros, como o propio Dalton ou Berthelot, non estaban nin moito menos de acordo. Co paso dos anos as desavenencias e desacordos crecían. Probablemente, non ten habido época na historia da Química na que as animosidades persoais acadaran tal alto grao17, chegando mesmo ao acoso persoal dos defensores das doutrinas contrarias, como foi o caso da persecución contra dos químicos franceses Laurent e Gerhardt, como xa foi comentado con anterioridade.

13 IZQUIERDO M.C., PERAL F., et al (2003) “Evolución histórica de los principios químicos”. UNED. Madrid, p. 139. 14 MASON S.F. (1986). “Historia de las Ciencias”. Tomo 4. Alianza Editorial. Madrid, p. 94. 15 RODRIGUEZ CARRACIDO, X. (1894), “La Evolución en la Química”. Librería de la Viuda De Hernando. Madrid, pp.33-37. 16 BRYSON B. (2003). “Una breve historia de casi todo”. RBA Libros, Barcelona, pp 122-123. 17 HARTLEY H. (1966) “Stanislao Cannizzaro, F.R.S. (1826-1910) and the First International Chemical Conference at Karlsruhe in 1860” Notes and Records of the Royal Society of London, Vol. 21, No.1, p. 56. 25 Nº 87 – Xullo 2019

Todas estas confusións, controversias e enfrontamentos acabarían por dar lugar á convocatoria do primeiro congreso internacional da Química, e que trataremos no apartado adicado ao Congreso de Karlsruhe.

3. OS ELEMENTOS QUÍMICOS A LONGO DO SÉCULO XIX Antes de retroceder no tempo cómpre lembrar que na actualidade son 118 os elementos químicos que aparecen na Táboa Periódica. Foi en 2016 cando a IUPAC publicou o nome dos catro últimos elementos: o 113 (nihonio), o 115 (moscovio), o 117 (ténnesso) e o 118 (oganesson)18. Na actualidade, un grupo xaponés liderado polo físico Hideto Enyo está á procura da síntese do elemento 119, que ocuparía o oitavo período da familia dos alcalinos19. Admítese que o elemento máis antigo coñecido e utilizado polo ser humano é o ouro. Aínda que non é posible coñecer o momento en que foi descuberto, si sabemos que hai 7000 ou 8000 anos que xa se apreciaba e utilizaba20. Cando Mendeleiv era estudante había 56 elementos recoñecidos, e cando publica a súa primeira táboa periódica había xa 63 elementos. Hai que dicir a este respecto que durante o século XIX prodúcense máis descubrimentos fallidos que verdadeiros, como foron os casos do didimio, davyo, ilmenio e neptunio. Por isto dedicaremos unha liñas a considerar esa circunstancia, que non deixa de ser algo absolutamente natural na Ciencia. É durante o século das luces cando se produce a racionalización á hora de nomear aos elementos químicos, no xeito en que hoxe o entendemos, tendo como protagonistas a Torbern Bergmann, Guyton de Morveau, Lavoisier e Berzelius, poñendo as bases do que sería o método de nomenclatura química e as normas sobre símbolos dos elementos químicos e dos compostos. Antes desta racionalización xa eran coñecidos os sete metais clásicos (ouro, cobre, ferro, chumbo, estaño, mercurio, e prata) e tamén eran usados outros, aínda que algúns deles non se tiñan como tales. Estamos a falar do carbono, xofre, arsénico, bismuto ou antimonio. Durante o século XVIII irán aparecendo novos elementos como o cobalto, platino, níquel, magnesio, hidróxeno, osíxeno, nitróxeno, cloro, manganeso, bario, molidebno, telurio, wolframio, estroncio, zirconio, uranio, ytrio, cromo e berilio. No século XIX descubriranse medio centenar de elementos máis, sen contar, como xa se indicou antes, os intentos fallidos que deron lugar a case que un centenar de falsos descubrimentos, basicamente no grupo das “terras raras”. Aínda que nos podemos remontar a Alberto Magno para atopar posiblemente a primeira agrupación de elementos, cando crea dentro da alquimia a “tríada prima”, con xofre, mercurio e sal, é Lavoisier, en 1786, quen clasifica as substancias coñecidas en subtancias simples que se poden tomar como elementos dos corpos (a luz, o calórico, o osíxeno, o nitróxeno –azoe– e o hidróxeno), substancias simples non metálicas oxidables ou acidificables (xofre, fósforo, carbono, radical muriático, radical fluórico e radical borácico), substancias simples metálicas oxidables e acidificables (antimonio, prata, arsénico, bismuto, cobalto, cobre, estaño, ferro, manganeso, mercurio, molibdeno, níquel, ouro, platino, plomo tungsteno-wolframio e cinc), e substancias simples salificables e terrosas (a cal, a magnesia, a barita, a alúmina e a sílice) 21. A principio do século XIX, Ampère clasifica as substancias en función de determinadas propiedades, pero será a hipótese de Proust -quen sinala que os pesos atómicos dos elementos sexan múltiplos do

18 Para máis información sobre estes novos elementos consultar: BERMEJO M., GONZALEZ NOYA A., MANEIRO M. (2018). “Guía dos elementos químicos. Historia, propiedades e aplicacións”. Edita: Centro Ramón Piñeiro para a Investigación en Humanidades. Santiago. 19 As tentativas de sintetizar o elemento 119 veñen de lonxe, comezando en 1985, cando se bombardeu un branco de Einstenio-254 con ións calcio-48 no acelerador superHILAC en Berkeley, California, pero non se puido identificar ningún átomo do 119. 20 BERMEJO, PATIÑO, M.R. et al (2006). O nome e o símbolo dos elementos químicos. Centro Ramón Piñeiro para a Investigación en Humanidades. XUNTA de Galicia. 21 SOLÁ DE LOS SANTOS J e OUTROS. Los Eka y Dvi metales del siglo XIX (I): las sistemáticas periódicas. Enseñanza de la Física y la Química. Educación Secundaria. Grupo Heurema. http://www.heurema.com/Origenes45.htm 26 Boletín das Ciencias hidróxeno- a que iniciará todos os métodos clasificatorios da segunda metade dese século. En efecto, nese tempo procédese a unha especie de programa dirixido a sistematizar e clasificar os elementos descubertos, buscando posibles correspondencias entre eles que permitisen un mellor estudo das súas propiedades. Ao longo do século, Berzelius, Döbereiner, Dumas, Pettenkofer, Cooke, Odling, Hinrinchs, Chancourtois, Newlands e Lothar Meyer contribuíron sucesivamente a estas sistematizacións, ata que Mendeléiev ordea os 63 elementos coñecidos, e predí as súas propiedades físicas e mesmo químicas daqueles novos elementos que deberían ocupar os lugares que deixa baleiros no seu ordenamento periódico. O desenvolvemento de novos corpos teóricos (a teoría atómica, o equivalentismo, a lei de Avogadro e as clasificacións dos elementos), a aplicación das novas técnicas que ían aparecendo como ferramentas de análise químico (pila voltaica, espectroscopia, destilación fraccionada ou a electrolise), e tamén a unificación de criterios, sobre todo despois do Congreso de Karlsruhe, deron como resultado o descubrimento durante o s. XIX de 53 novos elementos químicos, chegándose á cifra de 83 elementos químicos a finais de século. En medio de todos estes novos achádegos, houbo, como xa se dixo na introdución deste apartado, ducias de intentos fallidos, pero que contribuíron sen dúbida a uns refinamentos na análise química e búsqueda de novas técnicas que serían decisivas para conseguir finalmente o illamento dos elementos que buscaban, pero tamén a un gran desenvolvemento de especialidades como a química analítica, a química inorgánica e, sobre todo, a química orgánica22. Pódese afirmar que o primeiro elemento en ser descuberto no século XIX é o Vanadio, sendo o español Andrés del Río o seu descubridor23. Este ano tamén se descubre o Niobio e o ano seguinte o Tántalo. Os británicos Smithson Tennant e Wiliiam Wollaston obterían no ano 1803 catro elementos (Iridio, Osmio, Paladio e Rodio), e nese ano tamén se descubre o Cerio (Berzelius, Kaplroth e Hisinger). Nos anos seguintes, e por mor da aplicación da nova técnica da electrolise, Humpry Davy aparece como o gran protagonista descubrindo en dous anos sete novos elementos (Potasio, Sodio, Bario, Boro, Calcio, Magnesio e Estroncio)24. Era o ano da aparición da Teoría Atómica de Dalton, 1808, e xa tiñan aparecido quince elementos novos no que ía de século. Nos tres anos seguintes non se producen descubrimentos, e en 1811 Curtois descubre o Iodo, e no 1817, aparecen tres novos elementos: o Litio illado por J. A. Arfwedson, o Cadmio obtido por K.S.L Hermann, F. Stromeyer, J.C.H. Roloff; e o Selenio logrado por Berzelius. O químico sueco aínda descubrirá dous máis: o Silicio en 1824 e o Torio en 1828. Entre medias, Oersted obtivo o Aluminio en 1825. Outro sueco, Carl Gustav Mosander, será o protagonista unha década despois, illando catro novos elementos: o Lantano, o Eerbio, o Ytrio e o Terbio25, entre os anos 1839 e 1843. Habería que esperar a 1860 para encontrar outra época de gran actividade no campo dos descubrimentos de elementos. A aplicación da espectroscopia por parte de Robert Wilhem Bunsen e Gustav Robert Kirchoff, permitiu o descubrimento do Rubidio, Cesio26, e gran cantidad de terras raras como o Holmio, Yterbio, Samario,

22 ROMÁN POLO, P. (1999). Elementos químicos descubiertos en el siglo XIX (1801-1900). Anales de la Real Sociedad Española de Química. Julio-Setiembre, pp.23-28. 23 Del Río atopou o metal no mineral vanadinita, chamándoo erythronium, pero declinou a autoría do descubrimento cando o químico francés Hippolyte Victor Collet-Descotils o reclamou para el. En realidade equivocouse, e trinta anos despois foi redescuberto polo químico sueco Nils Gabriel Sefström ponéndolle o nome de Vanadio. Máis tarde demostrouse que Del Río fora realmente o seu primeiro descubridor. A este descubrimiento “hispano” hai que lle engadir outros dous logrados no século anterior: o wolframio (a IUPAC recomenda Tungsteno) polos irmáns Juan José e Fausto Elhuyar, e o platino por Antonio de Ulloa. 24 O illamento do Boro atribúese conxuntamente a Davy e aos franceses Gay-Lussac e Thénard. 25 Este elemento xunto co Erbio, Ytrio e Yterbio levan o seu nome pola cidade sueca de Ytterbby, pois a súas obtencións proceden de minerais das minas desa cidade. Trátase, xa que logo, da “vila máis famosa” da Táboa Periódica. 26 O químico galego Antonio Casares (1812-1888) foi o introdutor da espectroscopía na química española, sendo, precisamente, o Rb e o Cs atopados por Casares en augas minerais galegas utilizando o espectroscopio. 27 Nº 87 – Xullo 2019

Tulio e Gadolinio. En 1886 íllanse o Disprosio, o Flúor27 e o Xermanio. O Argón sería descuberto en 1894, e ao ano seguinte aparecerían o Helio28, Neodimio e o Praseodimio. En 1898 son descubertos o Neon, Kripton, Xenon, Polonio e Radio, aparecendo a o ano seguinte o Actinio, e en 1900 o Radon. En 1901 illaríase o Europio, e en 1907 o Lutecio, que sería o último elemento en entrar na Táboa Periódica en vida de Mendeléiev. En total son trinta e un os elementos que foron descubertos ao longo da vida do químico ruso, sendo en parte a súa intuición a que estivo detrás da procura dalgún deles. Pero houbo nese tempo moitos máis descubrimentos errados de elementos químicos, aínda que só oito deles foran obtidos antes da presentación da súa táboa periódica. Disto imos falar deseguido.

4. OS DESCUBRIMENTOS FALLIDOS A parte dos elementos que se veñen de referir, houbo un bo número de descubrimentos fallidos, aparecendo algúns deles por un tempo nas táboas periódicas dos manuais do S. XIX.. Entre estes figura o didimio, o ilmenio, neptunio, novio ou pelopio. Faremos a continuación un percorrido pola historia dos descubrimento destes elementos que non foron tales, durante século o XIX. Coa nomenclatura de hoxe, o grupo dos Lantanoides é o que presenta claramente a maioría dos illamentos que resultaron erróneos. A razón desta situación débese a enorme similitude de comportamento químico entre eles, o que ten que ver coa configuración electrónica que presentan (en particular coa parecida configuración electrónica máis externa). Esta semellanza química explica que se atopen todos xuntos nos minerais, as dificultades de separación por procedementos químicos usuais, e, xa que logo, a abundancia de descubrimentos falsos. Por exemplo, durante os trinta anos que van de 1878 a 1910 apareceron máis de cen comunicacións sobre supostos descubrimentos de novos elementos das terras raras, e soamente dez resultaron certos. Para que se teña unha idea das dificultades de separación basta indicar que C. James realizou en 1911 case que 15000 recristalizacións par obter pura unha sal de Tulio, [Tm(BrO3)3]. Un rasgo importante desta historia, vencellada aos lantánidos verdadeiros e falsos, é que todos eles primeiramente foron separados en forma de óxidos. Por iso se coñecen como terras raras, xa que no século XIX, os químicos, chamaban “terras ou cales” aos óxidos. Os metais libres foron obtidos moito máis tarde do descubrimento dos seus óxidos. No 1826 Mosander descubriu que o Cerio contiña dous novos elementos. A un denominouno Lantano, do grego “xacer escondido”, e o outro didimio, “dobre ou xemelgo” en grego, polo seu gran parecido co lantano. Durante moitos anos o didimio, de símbolo Di, foi tomado como un elemento químico, e como tal apareceu en moitos libros de texto e publicacións científicas, e na primeira táboa de Mendeléiev. En 1846, Heinrich Rose, R. Hermann e Wolfgang Franz von Kobell analizaron os minerais tantalita e columbita para entender mellor a química do Niobio e o Tántalo. Deste traballos xurden illamentos de supostos novos elementos que finalmente resultaron mesturas de Niobio, Tántalo e tamén Titanio. Rose descubre en 1846 o pelopium (do rei e deus grego Pelops), mentres que Hermann en 1847 anuncia o descubrimento do ilmenio (do mineral ilmenita, analizado e bautizado por Mosänder, por se ter atopado nas beiras do lago ruso Ilmen). En 1860, Kobell publica o resultado dos seus estudos concluíndo que se trata do dianio, en honor á deusa grega Diana.

27 En realidade, o Flúor xa se incluía en todas cantas listaxes de elementos se coñecíande desde moitos anos antes do seu illamento. 28 Como é coñecido, o Helio foi descuberto en 1868 na análise do espectro solar de forma independente polo astrónomo francés Janssen e o astrónomo inglés Lockyer. En 1882, o físico italiano Luigi Pamieri detectouno tamén espectroscopicamente en materiais terrestres. 28 Boletín das Ciencias

No ano 1878 o espectroscopista francés Marc Delafontaine creu atopar no didimio un novo elemento que denominou decipio (do latín “enganar”) que co tempo resultou ser unha mestura de elementos, uns xa coñecidos e os outros non. Ademais do decipio e o didimio, aparecen outros elementos como: davio, etéreo e filipio. No 1879 o francés Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran desenmascarou o decipio. Estudou e purificou didimio obtido da samarskita e illou un elemento contido no didimio e que pola súa procedencia denominou Samario. O suízo Jean-Charles-Galinard de Marignac, ao purificar o Samario, descubriu un novo elemento, a quen Boisbaudran denominou Gadolinio en honra ao finlandés Johan Gadolin, pioneiro do estudo das terras raras. No 1885 o austríaco Carl Auer Freiherr von Welsbach informou que dividira o didimio en dous compoñentes. A un deles chamoulle Praseodimio, pola cor dos seus sales (do grego xemelgo verde): ao outro compoñente denominouno Neodimio (novo xemelgo). Polo tanto, o didimio “descúbrese” en 1826 e durante case que 60 anos permanece como un corpo simple máis. O esquema da figura 2 ilustra unha parte da historia do Didimio. A estos nomes hai que engadir outros moitos que tamén resultaron falsos achádegos. Esto é o caso de o celtio, o damario, o demonio, o donario, o incógnito, o cosmio, o lucio, o masurio, o niponio, o rusio, o nigrio, o norvegio, o prasadinio e o norio.

Ce

Ce Di La

Sm Di

Sm Nd

Ga Pr

Figura 2. A secuencia dos descubrimentos dalgúns lantánidos.

5. A CLASIFICACIÓN DOS ELEMENTOS Cando un pensa na clasificación dos elementos químicos ven de inmediato o nome de Mendeléiev, pero como non podía ser doutro xeito, o traballo do químico ruso é o resultado da suma de moitas impliciacións nesta cuestión, sobre todo de científicos franceses e alemáns da primeira metade do século XIX, quen contribuíron de forma decisiva á construción da táboa periódica. As aportacións de Lavoisier no último terzo do século XVIII para encontrar unha racionalización no crecente número de “substancias elementais” que eran consideradas, forman parte das máis de cincuenta tentativas de sistematización que aparecen desde finais do século XVIII ata mediados do XIX. Uns autores tomaban como base para esa clasificación os pesos atómicos; algúns, os equivalentes; e outros, as valencias. Únicamente Mendeléiev tivo en conta, á vez, os pesos atómicos correxidos por Cannizzaro e as propiedades físicas e químicas dos elementos. Imos tomar co primeiro esquema de clasificación dos elementos, o levado a cabo por Berzelius en 1813. Dividiu aos elementos naturais en dous grandes grupos: metais e non metais. Os primeiros tiñan brillo característico, eran maleables e dúctiles, e conducían a calor e a electricidade. Os non metais eran os que presentaban diferentes aspectos físicos e non conducían nin a calor nin a electricidade. 29 Nº 87 – Xullo 2019

Ampere elaborou una clasificación29 dos elementos en 1816, ordeados no que el chamou “orde natural” baseándose esencialmente nas súas propiedades químicas.

Figura 3. Á esquerda a clasificación de Ampère; á dereita os quince xéneros de Ampère. No diagrama da dereita da Figura 3 móstranse as tres familias maiores de elementos propostas por Ampère (gazolitos, leucocitos e croicolitos), que foron subdivididas en quince xéneros, e estos aínda subdivididos en especies. Outros químicos de aquela época como: Pettenkofer, Dumas, Lenssen ou Gladstone, contribuíron tamén a buscar relacións entre os diferentes elementos. En 1829, o químico alemán Johann Wolfgang Döbereiner (1780-1849) estableceu un primeiro intento de clasificación sistemática dos diferentes elementos químicos, agrupándoos de tres en tres; as llamadas tríadas. Nestas, o elemento central tiña una masa atómica cercana á media aritmética da dos extremos. Só foi quen de ordenar nove elementos, pero o seu traballo alentou a outros químicos para continuar coas investigaciones. Thenard no seu texto Traité de chimie élémentaire30, foi o precursor dos grupos dos non metais cos grupos dos halóxenos: iodo, bromo, cloro e flúor; os calcóxenos: telurio, selenio, azufre e osíxeno; o hidróxeno non asignado a ningún dos outros dous grupos, un terceiro grupo encabezados polo carbono —boro, silicio e zirconio— e os pnicturos: nitróxeno, fósforo e arsénico. Thenard tivo influencia na clasificación natural de César-Mansuète Despretz (1829) e despois na de Jean Chrétien Ferdinand Hoefer (1845)31.

29 AMPÉRE, A.M. (1816). D’une Classification naturelle pour les Corps simples. Annales de Chimie et de Physique. Chez Crichard, Paris. Tome 2º, p.116. 30 THENARD, L.J. (1835). Traité de chimie élémentaire. Teorique et practique. Essay sur la philosophie chimique. Crochard. Paris. 31 Tomado de GARRITZ RUIZ, A (2009). La enseñanza experimental y la clasificaciónde los elementos en los libros de texto franceses y alemanes de la primera mitad del siglo XIX. Educación Química-Julio de 2009, pp. 294-300. 30 Boletín das Ciencias

Figura 4. A clasificación de Despretz.

Figura 5. A clasificación de Hoefer.

Mencionamos agora a Jean-Baptiste Dumas, quen clasificou aos elementos en metais e metaloides, establecendo cinco familias: H, F, O, N e B. Dumas xeraliza as tríadas de Döbereiner e as extende a tétradas, incluíndo os elementos máis lixeiros, definidos, non por medias aritméticas, senón por unha progresión similar dunha tétrada a outra. Por exemplo: Flúor = 19 (+ 16,5) Cloro = 35,5 (+ 44,5) Bromo = 80 (+ 47) Iodo = 127 Magnesio = 24 (+ 16) Calcio = 40 (+ 48) Estroncio = 88 (+ 49) Bario = 137 Aínda que en apariencia é similar á de Döbereiner, a aproximación de Dumas era potencialmente máis fecunda dado que o ordenamento era aplicable a un número mayor de elementos: Ademais, mentres que as progresións aritméticas se limitan a algúns grupos de elementos, o incremento constatado por Dumas entre elementos sucesivos con propiedades similares mide precisamente a lonxitude do período que separa estes dous elementos - incremento de arredor de 16 entre os dous primeiros elementos dunha una tétrada, logo incremento de arredor de 48 entre segundos e terceiros elementos, logo entre terceiros e cuartos elementos. 31 Nº 87 – Xullo 2019

En 1862, o francés Alexander B. de Chancourtois (1820-1886) construiu o seu “anel telúrico”, no que os elementos estaban situados por orden crecente de peso atómico nunha hélice, diferindo os mesmos puntos desa hélice en 16 unidades. En 1864, o químico británico John A. Newlands (1838-1898) ordenou los elementos en orde creciente de pesos atómicos, observando que o oitavo elemento se parecía químicamente ao primero, o noveno ao segundo, e así sucesivamente: lei das oitavas. O problema era que en nalgunhas filas os elementos eran moi dispares, e que non había lugar para os elementos descubertos recentemente. Como é coñecido, a súa proposta foi non seriamente considerada cando a presentou na Chemical Society de Londres.

Figura 6. O “arranxo parabólico” de Stöckhardt.

Pola súa banda, William Odling (1829 – 1921), profesor en Oxford, construiu en 1864 un sistema no cal os elementos quedaban ordenados de acordo ao crecemento dos seus pesos atómicos seguindo a idea de que entre os membros de cada grupo ben definido, a secuencia das propiedades e a secuencia dos pesos atómicos son estrictamente paralelas. A táboa contiña 57 dos 60 elementos coñecidos fronte aos 24 da de Newlands do mesmo ano. Foi o primeiro que alterou a orde I (127), Te (129) para colocalos correctamente. Deixou ocos, nalgún dos cales se podía incluír o Ga e o Ge aínda non descubertos. No ano 1868 Odling presentou unha modificación desta táboa mellorada, pero na que só había 46 elementos, moi probablemente porque o resto no era quen de colocalos coherentemente nela. En calquera caso, a súa proposta non tivo repercusión. Un caso menos coñecido é o do alemán Julius Adolph Stöckhardt (1809 – 1886) quen no seu libro de texto Schule der Chemie con 19 edicións presentaba unha clasificación de elementos coñecida como o “arranxo parabólico de Stoeckhardt” (Figura 6)32. Á dereita están os elementos positivos ou

32 BOECK, G. (2008). Celebrating 200 years of Julius Adolph Stoeckhardt, the author of Schule der Chemie Using history to learn chemistry. Educación Química - octubre de 2008, pp. 263-270. 32 Boletín das Ciencias primariamente formadores de bases, e á esquerda os negativos ou primariamente formadores de ácidos. Na parte baixa atópanse os indecisos. O elemento máis arriba á esquerda na ilustracións é o Sauerstoff (O), seguen os halóxenos, Flúor (F), Chlor (Cl), Brom (Br) e Jod (I), e despois Schwefel (S) e Selen (Se). Continúan Phosphor (P), Stickstoff (N), seguidos por Kohlenstoff (C), Bor (B) e Kiesel (Si), finalmente remata a rama esquerda con Arsenik (As), Antimon (Sb) e Zinn (Sn). Na parte baixa están Wasserstoff (H), Platin (Pt) e Gold (Au). Na rama dereita aparecen as seguintes parellas de elementos, de arriba a abaixo: Kalium (K) e Natrium (Na); Calcium (Ca) e Magnesium (Mg); Barium (Ba) e Strontium (Sr). Continúan outros elementos metálicos ata finalizar o lado derecho: Aluminium (Al); Chrom (Cr); Mangan (Mn); Eisen (Fe); Zink (Zn); Nickel (Ni) e Kobalt (Co); Blei (Pb) e Wismuth (Bi); Kupfer (Cu); Quecksilber (Hg) e Silber (Ag). E chegamos, por fin. a Dimitri Ivánovich Mendeléiev quen publicou en 1869 a táboa precursora da actual. Seguiu as ideas de Newlands na disposición dos elementos en orde creciente aos pesos atómicos, pero perfeccionada ao tomar en consideración a posibilidade de ocos, estimulando novas determinacións de pesos atómicos dubidosos, formación de períodos longos para evitar que certos metais (os elementos de transición) quedaran baixo os non metais, e predicción das propiedades dos novos elementos que deberían ocupar os ocos creados. As últimas clasificacións que vimos de indicar aparecen despois do Congreso de Karlsruhe33 de 1860, no que soamente houbo a participación do químico español Torres Muñoz de Luna.. Afondaremos no seguinte apartado nesta cuestión, pero sirva de mostra da importancia que tivo esta reunión para o ordenamento dos elementos de Mendeléiev as seguintes palabras do químico ruso: “Considero como una etapa decisiva en el desarrollo de mi pensamiento sobre la ley periódica, el año 1860, el del Congreso de Químicos de Karlsruhe, en el que participé, y las ideas expresadas en este congreso por el químico italiano S. Cannizzaro. Le tengo por mi verdadero precursor, pues los pesos atómicos establecidos por él me han dado un punto de apoyo indispensable. He observado que los cambios de los pesos atómicos que él proponía aportaban una nueva armonía a las agrupaciones de Dumas, y desde entonces tuve la intuición de una posible periodicidad de las propiedades de los elementos siguiendo el orden creciente de los pesos atómicos. Me detuve, sin embargo, por la inexactitud de los pesos atómicos adoptados en la época; una sola cosa estaba clara: que había que trabajar en esa dirección”34. O químico alemán J. Lothar Meyer (1830-1895) descubriu, pola súa parte, unha estreita correlación entre os elementos químicos e os pesos atómicos en 1864, pero non a publicó ata 1870, mentres que a táboa de Mendeléiev foi publicada no Diario da Sociedade Química Rusa en 1869. Ademais, as conclusións de Meyer eran máis incertas e non sabía como xustificar as anomalías da súa táboa, non sendo quen de rebatir as críticas entre os feitos e a súa clasificación periódica. Mendeléiev, porén, establece a súa clasificación en base a unha “lei periódica” que enuncia no mesmo ano 1869, na que establece que os elementos químicos cando se ordenan polo seu peso atómico crecente e se toman en conta as súas propiedades químicas dispóñense en grupos que manifestan propiedades semellantes. Con esta lei era quen de predecir a existencia de novos elementos, e mesmo achegarse as súas propiedades. Dous anos máis tarde presenta unha nova versión revisada cun formato diferente que se asemella ás actuais. Non obstante, hai que dicir que tamén el tivo, obviamente, que tratar con supostos elementos que non o eran. De feito naquela época coñecíanse 59 elementos verdadeiros e na súa táboa aparecen 63. En todo caso, tanto para Meyer como para Mendeléiev foi absolutamente definitiva a utlización dos pesos atómicos adoptados por Cannizzaro, o que significaba

33 Sobre este congreso pódese consultar CID, R. (2009). El Congreso de Karlsruhe: paso definitivo hacia la química moderna. Rev. Eureka Enseñ. Divul. Cien., 2009, 6(3), pp. 396-407. 34 Tomado de RAMÓN POLO, P (2010). Cannizzaro: químico, revolucionario y precursor de la tabla periódica. Anales de la Real Sociedad Española de Química, 2010 ABR-JUN; 106 (2) pp.137-144. 33 Nº 87 – Xullo 2019 traballar cos datos más fiables da época, a pesar de que algún deles fora inexacto e tivese que ser correxido máis tarde. Como xa se dixo, o único español presente en Karlsruhe foi Torres Muñoz, que era un un químico aínda da “vella escola”35, e semella que na súa falta de entusiasmo sobre a teoría atómica e molecular, e na súa total adhesión ao equivalentismo, estea a explicación de que as ideas que se debatiron naquela trascendental reunión tardasen bastante en chegar ao resto de químicos españois36. Sabemos, por exemplo que en Barcelona aparecen por primeira vez publicadas as ideas de Mendeléiev en 1884 nun libro de Eugenio Mascareñas Hernández37. O seu compañeiro, Jose Ramón de Luanco y Riego, químico vangardista38, non chegou a explicar nas súas obras as ideas do químico ruso. Só o cita no programa da súa asignatura en 1892, e na edición derradeira do seu libro de texto de 1893, e como unha nota en letra pequena ao final dun tema, e sen destacar39.

6. O CONGRESO DE KARLSRUHE Vimos de indicar no apartado anterior a importancia deste evento no devir da Química na segunda metade do S.XIX, e, en particular, no químico ruso que apenas contaba con vinteseis anos. Como xa sinalamos na introdución, seguiremos en esencia o xa publicado nun traballo anterior nesta mesma revista40. O Congreso de Química celebrado en 1860 en Karlsruhe (Alemania) foi determinante para que Mendeléiev, cando volve a San Petersburgo o ano seguinte, se dedique de forma definitiva á búsqueda dunha clasificación para os elementos químicos41. É certo que na Química como ciencia, sobre todo no campo da nomenclatura, hai un antes e un despois42 con figuras como Bergmann, Guyton de Morveau, Lavoisier e Berzelius. Pero, hai acordo xeral en admitir que este Congreso tivo unha significación absolutamente definitiva no paso á madurez da Química como ciencia, e tal é así que para tódolos historiadores no campo da Ciencia é simplemente coñecido como “O Congreso de Karlsruhe”, sen necesidade de precisar máis datos sobre el. Como xa foi indicado no segundo apartado deste traballo, as controversias entre diferentes teorías químicas e a confusión43 entre pesos atómicos, pesos moleculares e pesos equivalentes, deu lugar a

35 Aínda con as reservas propias dunha cita literaria como a que segue, podemos ter unha aproximación ao químico Torres Muñoz, fóra do ámbito científico, desde a obra El arbol de la Ciencia de Pío Baroja. Nel relátase a clase de Química na universidade da seguinte maneira: “Química general era la asignatura que daba un señor viejo, empaquetado, presuntuoso y ridículo. Este hombre estudio en París y tenia los gestos y las posturas de un francés. “su melena blanca, su bigote engomado, su perilla puntiaguda, su voz hueca y solemne le daban aspecto de un padre severo de drama”. Este home é o trasunto de Ramón Torres Muñoz de Luna, profesor de Baroja. 36 Hai un extenso estudo sobre a figura de Torres Muñoz en PELLON, I (1997). La recepción de la teoría atómica en la España del siglo XIX. Tese de Douramento dirixida por Ramón Gago. Depto de Ciencias (Químicas). Universidade do Pais Vasco. Servicio Editorial desa Universidade. En concreto, na páxina 170, se indica que sendo Torres o único español presente en Karlsruhe [...] le correspondía ser el trasmisor de las ideas atómicas entre sus colegas, papel que no cumple por muy variadas razones... 37 MASCAREÑAS E. (1884). Introducción al estudio de la Química. Compendio de las lecciones explicadas en la Universidad de Barcelona. 38 É o primeiro químico español en defender en 1878 a teoría atómica en excluiva sen incluír nada da teoría dos equivalentes. 39 Tomado de MANS C. (2007). “José Ramón de Luanco: químico y química en transición” NPQ 434 gener-febrer 2007 , pp 9-18.. 40 CID R. (2009). " Mendeléiev: lembranza en tres actos"…. Op. cit.  41 BROCK, W. H. (1998). “Historia de la Química”. ALIANZA EDITORIAL (CIENCIA Y TECNOLOGÍA). MADRID p.275. 42 BERMEJO, M.R., GONZALEZ-NOYA, A.M. E VAZQUEZ M. (2006). “O nome e o símbolo dos elementos químicos”. Xunta de Galicia (Centro Ramón Piñeiro para a Investigación en Humanidades) Santiago, p.11. 43 Como exemplo da confusión existente o propio Kekulé presentou no Congreso de Karlsruhe un documento no que se recollían dezanove formas diferentes usadas polos químicos para falar do ácido acético. 34 Boletín das Ciencias unha situación insoportable, e finalmente Kekulé, Wurtz44, e Karl Weltzien45 convocaron unha reunión na cidade de Kalrsruhe46 -no sudeste de Alemania- os días 3, 4 e 5 de Setembro de 1860. As cuestións fundamentais presentadas para debater no Congreso foron47: -Definición de nocións químicas importantes como aquelas que son expresadas polas palabras: átomo, molécula, equivalente, peso atómico e básico. -Exame da cuestión sobre equivalentes e fórmulas químicas -Establecer unha notación e unha nomenclatura axeitadas. “Este congreso non pode deliberar en nome de todos, nin pode tomar resolucións que deban aceptarse sen máis, pero por medio dunha discusión libre e polo miúdo, algúns malentendidos poden eliminarse e chegar a un común acordo sobre algúns dos seguintes puntos: a definición de nocións químicas importantes como as expresadas polas palabras átomo, molécula...”. Carta de invitación ao congreso de Karlsruhe de 1860.48 En xeral admítese que o “pai” da ideia do congreso foi Kekulé, porén sen a axuda de Adolphe Wurtz e Carl Weltzien este congreso non tería sido máis que outro dos “soños de Kekulé”49. Consideraremos máis adiante os aspectos máis importantes deste congreso, o que nos permitirá aproximarnos ao ambiente reinante neses tres días e sobre todo o estado do coñecemento en Química nese tempo. Estes datos son ademais fundamentais para comprender a fonda pegada que esta reunión deixou en Mendeléiev e a ardua tarefa á que se ía enfrontar. .- Karlsruhe, Setembro de 186050. Atendendo a invitación51 formulada desde Karlsruhe asistiron 127 químicos52 de 12 países. Cremos que é interesante facer mención dos seus nomes, pois aínda que faltan algúns, entre eles atoparemos aos mellores químicos daquela época. Por outra parte, esta relación tamén nos permite decatarnos da presenza da Química como ciencia en cada un dos paises. Son citados tendo en conta os países onde traballaban nese momento: ALEMANIA: Babo, Baeyer, Becker, Beilstein, Bibra, Boeckmann, Braun, Bunsen, Carius, Erdmann, Erlenmeyer, Fehling, Finck, Finckh, Frankland, Fresenius, Geiger, Gorup- Besanez, Grimm, Guckelberger, Gundelach, Hallwachs, Heeren, Heintz, Hirzel, Hoffmann, Kasselmann, Keller, Klemm, Knop, Kopp, Kuhn, Landolt, Lehmann, Ludwig, Mendius, Meyer, Mühlhaüser, Muller, Naumann, Nessler, Neubauer, Petersen, Quinke, Scherer ,

44 Adolphe Wurtz (1817-1884) químico francés. Nas súas investigacións químicas especializouse nas reaccións de hidrocarburos, dando lugar á reacción que leva o seu nome: Reacción de Wurtz. 45 Karl Weltzien (1813-1870), menos coñecido que Kekule ou Wurtz, foi un químico alemán que ensinou na Facultade de Química de Karlsruhe de 1848 a 1869. O sucesor de Weltzien como profesor de Química foi precisamente outro dos facedores da Lei Periódica dos Elementos, Lothar Meyer. 46 A elección desta cidade debeuse a que nela celebrárase con gran éxito, dous anos antes, o Congreso de Científicos Naturais e Médicos de Alemania. 47 ARAGON DE LA CRUZ, F. (2004). “Historia de la Química”. Editorial Síntesis S.A. MADRID, p.147. 48 ACCOUNT OF THE SESSIONS OF THE INTERNATIONAL CONGRESS OF CHEMISTS IN KARLSRUHE. Tomado de SELECTED CLASSIC PAPERS (http://web.lemoyne.edu/~GIUNTA/papers.html ; acceso o 07-09-07). 49 DE MILT CLARA (1951) “The Congress at Karlsruhe”. J. Chem. Educ., 28, p.421. 50 ACCOUNT OF THE SESSIONS OF THE INTERNATIONAL CONGRESS OF CHEMISTS …, op.cit. 51 A carta invitación foi firmada por 45 químicos de varios paises, entre os que estaban, ademaís de Kekulé, Weltzien e Wurtz, Cannizzaro, Dumas, Fehling, Frankland, Hofmann, Liebig, Regnault e Whöler. Tomado de DE MILT CLARA (1951) Op. Cit., p.421. 52 Algúns autores falan de 126, como se recolle en ROMÁN POLO P. (2002), “El racó de la història: Del caos a l’ordre químic: Mendeleiev”. Revista de la Societat Catalana de Química, 3, p. 44. 35 Nº 87 – Xullo 2019

Schiel, Schmidt, Schneyder, Schroeder, Schwarzenbach, Seubert, Strecker, Streng, Weltzien, Will, Winkler, Zwenger, AUSTRIA: Folwarezny, Hlasiwetz, Lang, Lieben, Pebal, Wertheim, Schneider. BÉLXICA: Donny, Kekulé e Stas53. ESPAÑA: Ramón Torres de Luna54. FRANCIA: Béchamp, Boussingault, Dumas, Gautier, Grandeau, Jacquemin, Kestner, Le Canu, Nicklès, Oppermann, Persoz, Reichauer, Riche, Scheurer-Kestner, Schlagdenhaussen, Schneider, Schützenberger, Thénard, Verdét, Wurtz, REINO UNIDO: Abel, Anderson, Apjohn, Crum Brown, Daubeny, Duppa, Foster, Gladstone, Griffeth, Guthrie, Müller, Noad, Normandy, Odling, Roscoë, Schickendantz, Wanklyn, ITALIA: Cannizzaro e Pavesi. MEXICO: Posselt. PORTUGAL: J. Augusto Simões-Carvalho. RUSIA; Sawitsch, Borodin, Mendeléiev, Schischkoff, Zinin, Lesinski, Natanson. SUECIA: Gilbert, Berlin, Blomstrand, Bahr. SUÍZA: Brunner, Schiff, Marignac, Bischoff, Planta, Wislicenus. Por nacionalidades dos asistentes temos: Alemaña (57), Francia (21), Gran Bretaña (17), Austria (7), Rusia (7), Suiza (6), Suecia (3), Bélxica (3), Italia (2), España (1), Portugal (1) e México (1). Entre os ausentes destacados, por diferentes razóns, están: Liebig, Wöhler, Hoffmann ou Pasteur; e entre os químicos mozos que, ademais de Mendeléiev, serían “estrelas” nas décadas posteriores temos a: Baeyer, Erlenmeyer, Friedel, Schiff ou Lothar Meyer. Brevemente facemos referencia, por razóns obvias, do representante español e portugués. Ramón Torres Muñoz de Luna (1822-1890), catedrático de la Universidad Central de Madrid, foi discípulo55 de Liebig (traducindo cinco das súas obras) e de Wurtz. É un dos máis destacados químicos españoles do século XIX, con 22 obras orixinais56 publicadas, entre as que cabe destacar “Leccións elementales de Química General”57 e unha breve biografía de Liebig. Ademais, a el débese as especialidades farmacéuticas “Bicarbonato sódico Torres Muñoz, comprimidos” e “Bicarbonato sódico Torres Muñoz, pó”. Non obstante a súa presenza en Karlsruhe, Torres mantívose anclado no

53 Precisamente Jean Servais Stas (quimico belga) medira en 1850 o peso atómico do osíxeno fixándoo en 16, sendo tomado como unidade de medida no Congreso de Karlsruhe, sustituindo ao do hidróxeno. As razóns deste cambio hai que buscalas no poder combinatorio do osíxeno e a súa abundancia. 54 Cabería quizais preguntarse as razóns de que Antonio Casares, outro químico ilustre desta época, catedrático de Química en Compostela e gran coñecedor da obra de moitos dos asistentes a Kalrsruhe, non estivese invitado. Non é cuestión fundamental para este traballo que nos ocupa, pero as causas probablemente estean relacionadas coa pouca consideración que naquel tempo tiñan as “facultades de provincias”, que as invitacións deberon responder a cuestións de amizade, e tamén a que moitos dos asistentes estaban en Alemania ou en países moi preto a ela e/ou con fortes lazos académicos naquela época. 55 VERNET GINÉS J., (1998). “Historia de la ciencia española”. ALTA FULLA. Barcelona, p.245. 56 PORTELA, E. e SOLER A., (1992), “La química española del S. XIX”, Historia de La Ciencia y de la Técnica. Akal. MADRID, p 53. 57 TORRES MUÑOZ DE LUNA, RAMÓN (1864) ”Lecciones elementales de química general, para uso de los alumnos de medicina, ciencias, farmacia, ingenieros industriales, de minas, etc.”. 2ª ed. aum. Madrid, Imp. A. Peñuelas, 1864 36 Boletín das Ciencias equivalentismo máis radical ata 1872, cando José Ramón Luanco (ver máis adiante) explícalle as bases do atomismo. En calquera caso, Torres non abandonaría esas ideas nunca, mesmo nas súas obras máis tardías.58 Por outra parte, J. Augusto Simões-Carvalho (1822-1902), foi profesor de Química na Universidade de Coimbra sendo autor do libro “Lições de Philosophia Chimica”59. Pódese considerar como o introdutor en Portugal de tódalas ideas trascendentes no campo da Química da primeira metade do século XIX60. .- O desenvolvemento do Congreso61. Como xa se indicou antes, imos facer un breve relato de como se desenvolveu o Congreso a fin de coñecer os tópicos tratados e así comprender a influenza que exerceu na obra posterior de Mendeléiev. Actuou como Presidente do Congreso Karl Weltzien62 e como secretarios Wurtz, Strecker, Kekulé, Odling, Roscoe e Schischkoff. Por suxestión de Kekulé decídese que unha comisión deseñe a lista de cuestións que serán posteriormente debatidas polo plenario e, Erdmann, resalta a necesidade de evitar discusións de carácter doutrinal e entrar nos problemas directamente. Convense en comezar coas nocións de molécula e átomo, ofrecéndoselle a palabra a Kekulé e a un “mozo” Cannizzaro (34 anos de idade) para comezar o debate dado os estudos que ámbolosdous tiñan realizado nese campo. As discusións céntranse na necesidade de distinguir entre molécula e átomo, falando Kekulé da distinción entre molécula física e molécula química. Cannizzaro non comprende a noción de molécula química posto que, para el, hai soamente moléculas físicas, sendo a lei Ampere- Avogadro63 a base para as consideracións referente á molécula química. Pola contra, Kekulé pensa que son os feitos químicos os que deben servir como base para a definición e a determinación de molécula (química) e que as consideracións físicas so deben ser invocadas en termos de medidas. O que estaba en discusión, en realidade, era a existencia real e concreta dos átomos e as moléculas64. Hai moitas intervencións que reflicten a dificultade en conciliar os resultados químicos cos físicos e que poñen de manifesto que non é doado admitir a existencia de elementos diatómicos. Mesmo se discute a presencia de átomos de substancias simples e átomos de substancias compostas65. Nos debates posteriores, tanto nos plenarios como en comisión, continuouse con estas discusións ampliándose o debate a outros tópicos como: o concepto de equivalente, á cuestións da notación e formulación química, e a necesidade de cambiar certos pesos atómicos á luz de novas evidencias experimentais.

58 PELLON I (1999). “Los químico españoles ante la teoría atómica química (1803-1890)”. Anales de la RSEQ (Segunda época), 95 (4), p.56. 59 “Lições de Philosophia Chimica”, Imprensa da Universidade, Coimbra, 1ª edición,1851; 2ª edición,1859.

60 AMORIM-COSTA, A. M. (2005). “The Atomic Theory in Simões-Carvalho´s “Lessons of Chemical Philosophy” (University of Coimbra, 1851, 1859)”. 5th International Conference on the History of Chemistry on the topic “Chemistry, Technology and Society” Estoril & Lisboa 6 – 10 September 2005. 61 ACCOUNT OF THE SESSIONS OF THE INTERNATIONAL CONGRESS OF CHEMISTS …, Op.Cit. 62 Inicialmente, foi Bunsen o requerido por Weltzzen para presidir o Congreso, pero el declinou tal petición en favor de Weltzien, quen foi aceptado para tal posto por aclamación. 63 Esta lei é a que coñecemos habitualmente como a Hipótese de Avogadro: “Volumes iguais de dous gases calesquera, en condicións idénticas de temperatura e presión, conteñen o mesmo número de moléculas.” . Hai unha discusión moi interesante sobre a existencia das dúas teorías, case que simultáneas, de Avogadro e Ampere en IZQUIERDO M.C., PERAL F., et al (2003) op. cit., pp 40-43. 64 Téñase presente que se tardarían cincuenta anos aínda para que de maneira inequívoca quedase demostrada a existencia dos átomos cos traballos de Einstein e Perrin. 65 Precisamente é neste tópico onde se recollen algunhas intervencións do químico español Torres de Luna. 37 Nº 87 – Xullo 2019

Aínda que o Congreso non rematou con acordos definitivos en moitas das cuestións debatidas, si que deu lugar a importantes consecuencias a corto prazo. Así podemos sinalar:

-Adopción de novos pesos atómicos (agora dicimos masas atómicas) para elementos como o hidróxeno (1), carbono (12), osíxeno (16), etc.; -Mellora na representación dos compostos químicos proposta por Kekulé, poñéndose así os químicos de acordo en canto ás fórmulas dos compostos máis importantes; -Recoñecemento de que certos elementos como o hidróxeno, o osíxeno, o nitróxeno ou o cloro son substancia integradas por moléculas diatómicas, e non por átomos individuais; -A importante achega realizada polo químico inglés Edward Frankland en relación aos seus estudios sobre o concepto de valencia. Pero o gran protagonista do Congreso foi Stanislao Cannizzaro (1826-1910), cunhas intervencións cheas de entusiasmo e elocuencia. Tiña publicado un estudo sobre a natureza atómica da química titulado "Sunto di un corso di Filosofia chimica" (1858)66, e nas sesións insistiu na distinción, antes hipotetizada por Avogadro, entre pesos moleculares e atómicos, que estivera esquecida durante medio século (Avogadro morrera en 1856). A hipótese de Avogadro podía usarse para determinar o peso molecular de varios gases, podéndose así determinar a composición dos gases a partir do seu peso molecular. Deu unha brillante conferencia sobre a hipótese de Avogadro, describindo a forma de usala e explicando a necesidade dunha distinción clara entre átomos e moléculas67. A achega de Cannizzaro foi fundamental para que o Congreso aprobara a seguinte proposta: “Proponse que se adopten conceptos diferentes para molécula e átomo, considerándose molécula a cantidade máis pequena de substancia que entra en reacción conservando as súas características físicas, e entendéndose por átomo a máis pequena cantidade dun corpo que entra na molécula dos seus compostos.”68 Pero non era fácil vencer as inercias existentes. Así o químico francés Dumas propuxo usar os novos pesos atómicos soamente para os compostos orgánicos, deixando os vellos para os inorgánicos. Dadas as discrepancias non se produciu votación a este respecto. Cannizzaro non se deu por vencido e axudado polo seu compatriota Angelo Pavesi distribuíu copias dun resumo do seu estudo. Ao final do Congreso xa convencera a moitos dos asistentes das súas ideas, e o longo camiño de volta fixo que outros máis se foran convencendo coa lectura pousada daquel traballo. Vexamos como o Lothar Meyer69 lembra esa historia: “ Eu tamén recibín unha copia que metín no meu peto para ler na viaxe de volta. Unha vez na miña casa, leína repetidamente, e quedei abraiado da claridade co que este pequeno libro iluminaba os puntos máis importantes das discusións do congreso; as escamas parecían ter caído dos meus ollos. As dúbidas desapareceron e un sentimento de completa certeza ocupou o seu lugar. Se algúns anos máis tarde eu mesmo puiden contribuír ao esclarecemento da situación e a calmar os ánimos quentes, unha parte débolla á publicación de Cannizzaro e, de igual xeito que a min, tivo que afectarlle a moitos outros que participaron no congreso”

66 Neste traballo, Cannizzaro amosou como as masas atómicas descoñecidas de elementos en compostos volátiles se poden obter a partir das masas moleculares coñecidas dos compostos. Tamén sinalou que as masas atómicas dos elementos nos compostos pódense determinar se se coñece a calor específica aínda que non se coñeza a densidade do vapor. O seu traballo sobre a teoría atómica baseabase na hipótese de Avogadro. 67 Cannizzaro recibiría en 1891 a Medalla Copley da Royal Society pola súa contribución no Congreso de Karlsruhe. A Medalla Copley é o maior recoñecemento ao traballo científico, en calquera dos seus campos, otorgado pola Real Sociedade de Londres. 68 ACCOUNT OF THE SESSIONS OF THE INTERNATIONAL CONGRESS OF CHEMISTS …, op.cit. 69 Tomado de ARAGON DE LA CRUZ, F. (2004). Op.Cit., p. 150. 38 Boletín das Ciencias

Figura 7. Á esquerda Cannizzaro; a dereita, Mendeléiev sobre 1860. Non é fácil avaliar o efecto inmediato do Congreso nos diferentes países, pero non hai dúbida70 de que foi grande en Alemaña (debido a Kekulé e Meyer) e en menor medida en Francia. No pais galo, Wurtz e Friedel tiveron que loitar contra as inercias representadas por químicos como Berthelot, Debray, Deville ou Fremy, que eran seguidores do sistema de Berzelius. Na Gran Bretaña, as novas ideas foron amplamente aceptadas (coa excepción de Hofmann), e algo semellante pasou en Rusia, onde Mendeléiev foi un dos máis grandes defensores. En relación a España, hai que dicir que, fortemente anclada no dualismo de Berzelius, tardou en aceptar a nova teoría química. Precisamente, Ramón Torres Muñoz de Luna, o único químico español presente en Karlsruhe, debería ter sido o trasmisor das ideas xurdidas dese congreso, pero por variadas razóns, (os seus principias intereses estaban centrados na química aplicada) non cumpriu ese papel71. Caso diferente e o de Antonio Casares, profesor da Universidade de Santiago, que xa inclúe no seu Manual de Química General72 de 1857 un epígrafe adicado á Teoría Atómica73. .- Mendeléiev e Karlsruhe. Tamén de grande importancia, foi a posibilidade que este congreso brindou para que algúns xoves científicos e moitos especialistas intercambiaran as súas opinións e iniciaran relacións epistolares. Precisamente Lothar Meyer expresaría máis adiante ese importantísimo resultado do congreso: “Para nós, que nos iniciabamos na docencia, o encontro con tantos respectados colegas representou un aliciente tan grande que fixo que aqueles tres días de Karlsruhe fosen para nós inesquecibles.”74 En 1860, Mendeléiev era un mozo bolseiro ruso de 26 anos que estaba en Heildelberg75 traballando con Kirchhoff y Bunsen76. Dada a proximidade entre Heildelberg e Karlsruhe, e dado que Bunsen ía estar presente no Congreso, non é estraño que o químico ruso tamén asistise. Non obstante, non consta77 que Mendeléiev intervira, alomenos de xeito notorio. Pero si foi certo que quedou

70 DE MILT CLARA (1951) Op. Cit., p.425. 71 PELLON I (1999). “Los químico españoles..”. Op. Cit , p.57. 72 En realidade, Antonio Casares xa fala da Teoría Atómica no seu Tratado de Química de 1847, pero aínda hai unha certa confusión entre o que chama moléculas, átomos e corpúsculos. 73 CASARES A. (1857). “Manual de Química General, con aplicaciones a la industria, y con especialidad a la agricultura”. Tomo I, p 25. 74 Tomado de ROMÁN POLO P. (2000), “El congreso de Karlsruhe y sus personajes” Anales de la Real Sociedad Española de Química, 96 (4), p 48. 75 Inicialmente estivo en París ás ordes de Henri Regnault (1810-1878), para desprazarse despois a Heilderberg onde había unha numerosa colonia de estudantes rusos. 76 Desa época e un artículo titulado:“Sobre la cohesión de algunos líquidos y sobre el papel de la cohesión molecular en las reacciones químicas de los cuerpos”. Unha parte dos seus estudios daquelea época procedían dun laboratorio caseiro que tiña no seu aloxamento, pois xa amosaba o estrano carácter que lle acompañaría toda a súa vida. 77 ACCOUNT OF THE SESSIONS OF THE INTERNATIONAL CONGRESS OF CHEMISTS…, op.cit. 39 Nº 87 – Xullo 2019 impresionado pola exposición que fixo Cannizzaro da súas ideas sobre os pesos atómicos. Lonxe estaba o mozo químico ruso de aqueloutro que se negaría a existencia do electrón, a radioactividade e outras outras moitas cousas novas, levantando polémicas e abandonando furioso laboratorios e conferencias por toda Europa78. Esa fonda pegada que Cannizaro causa en Mendeléiev queda recollida nas súas propias palabras79: “…En primeiro lugar, foi nesa época cando os valores numéricos dos pesos atómicos foron definitivamente coñecidos. Dez anos antes non existía tal coñecemento …químicos de todas as partes do mundo foron a Karlsruhe para chegar a algún acordo senón respecto aos puntos de vista sobre os átomos si nalgunha medida en relación á súa definitiva representación....Moitos deles probablemente lembren ... canto terreo foi gañado no Congreso polos seguidores da teoría tan brillantemente representada por Cannizzaro. Eu nidiamente recordo a impresión producida polas súas intervencións ... baseadas nas concepcións de Avogadro, Gerhardt e Regnault, as cales estaban naquela época lonxe de seren recoñecidas de xeito xeneralizado.” A mención de Mendeléiev a Regnault non é estraña dado que estivo baixo a súas ordes no primeiro ano de bolseiro en París e sabía da súa aceptación da hipótese de Avogadro. Respecto a Charles Frederic Gerhardt hai que dicir que non soamente aceptaba as ideas do químico italiano, senón que en utilizándoas fixera un novo cálculo dos pesos atómicos. Ademais sendo moi mozo, e como xa indicamos nun apartado anterior, opúxose, xunto co seu colega Auguste Laurent, á xeralización da Teoría Dualista de Berzelius, sendo Gerhardt un dos claros iniciadores da separación entre a química dos compostos orgánicos e a dos inorgánicos. Non puido, desgrazadamente, estar no Congreso de Karlsruhe posto que morrera dous anos antes con 39 anos. Por outra parte, e aínda que os aspectos esenciais dos resultados do Congreso de Karlsruhe xa teñen sido indicados, ningúen mellor que o propio Mendeléiev para guiarnos polo mesmo a través dunha carta dirixida ao seu antigo profesor de Química na Universidade de San Petersburgo, A.A. Vroskresenkii, e publicada na St. Petersburg Gazzette No. 280 (1860)80: “ O Congreso de Química que acaba de finalizar en Karlsruhe produciu tal notable efecto na historia da nosa ciencia que eu considero un deber, aínda nunhas poucas palabras, describir os feitos e resultados que tiveron lugar. A esencial razón de convocar un congreso internacional de Química foi o desexo de clarificar e, se fose posible, chegar a acordos nas diferencias básicas que hai entre os seguidores das diferentes escolas químicas. Primeiramente, Kekulé propuxo resolver cuestións como a diferencia entre moléculas, átomo e equivalente; a do valor dos pesos atómicos, se a partícula de Gerhardt ou a partícula de Berzelius tal como ten sido establecida por Liebig e Poggendorf, e agora usada pola maioría da xente, debería ser aceptada; por outra parte a cuestión das fórmulas, e finalmente, mesmo sobre o caso no estado actual a ciencia, deberíamos considerar as razóns dos efectos químicos. Pero xa na primeira reunión, o 3 de Setembro, os reunidos encontraron que era imposible clarificar tal número de cuestións, resolvendo entón que soamente se debaterían as dúas primeiras. Foi elixida unha comisión de trinta membros para o tratamento preliminar desas dúas cuestións. Stanislao Cannizzaro estivo finalmente nesa comisión, animando o debate, e en xustiza hai que dicir que recibiu unha xeral aceptación. Na segunda sesión do Congreso, o 4 de Setembro, a comisión informou da resolución a que tiñan chegado ..(refírese agora á

78 BRYSON B. (2003). “Una breve historia …”. Op.cit. p 129. 79 MENDELEEV, D.I. (1889). “The Periodic Law of the Chemical Elements”. Journal of the Chemical Society (London) 55, 634-656. Tomado en http://web.lemoyne.edu/~GIUNTA/EA/MENDEL ann. html. 80 Traducida desde o artigo de DE MILT CLARA (1951) Op. Cit., p. 422. 40 Boletín das Ciencias

diferencia conceptual entre molécula e átomo xa comentada con anterioridade)... Ademais, acordouse a entender os equivalentes como conceptos empíricos que non responden a mesma natureza que a do átomo ou da molécula. Posta a votación a maioría levantou as súas mans ... O resultado foi inesperadamente unánime e importante. Entendendo a diferenza entre átomos e moléculas, os químicos de todos os países comprenderon o principio do sistema unitario (refírese ao sistema defendido por Gerhard e Laurent e que tiña como base os principios de Avogadro e Ampere)...A terceira sesión, o 5 de Setembro, foi dedicada á cuestión dos pesos atómicos, principalmente do carbono: ou aceptar o novo de 12 ou quedar co antigo de 6, ata entón usado por case todo o mundo. Despois dun longo debate, na derradeira sesión, o 6 de Setembro, J. Dumas fixo unha brillante intervención propoñendo o uso do novo peso soamente en química orgánica deixando o vello peso para a inorgánica. En contra disto Cannizzaro respondeu acaloradamente, mostrando que todos deberían usar o mesmo novo peso atómico. Non houbo votación para esta proposta, pero a gran maioría tomou parte a favor de Canizzaro. En relación a iso, engado que en todos os debates non houbo palabras inapropiadas entre ambas partes. Todo isto, seméllame garantía total dun rápido éxito das novas ideas para o futuro. A metade dos químicos teñen xa resolto non votar en contra desas ideas. ” D. Mendeléiev, Heidelberg, 6 de Setembro de 1860. A gran impresión que o Congreso de Karlsruhe produciu en Mendeléiev manteríase por moito tempo e marcaría o seu traballo inmediato cando regresa o ano seguinte (1861) a Rusia. Nove anos despois, o 18 de Marzo de 1869, Mendeléiev publicaría a súa primeira Táboa Periódica nun artigo (“Unha aproximación ao sistema dos elementos, baseado nos seus pesos atómicos e semellanzas químicas”, Revista da Sociedade Química Rusa, 1. 60-77) presentado ante a Sociedade Química de Rusia no seu primeiro congreso. Dous anos despois, (1871), presenta o traballo “Un sistema natural dos elementos e o seu uso para predicir as propiedades de elementos sen descubrir” (Revista da Sociedade Química Rusa, 3: 25-56), onde predixo a existencia de varios elementos entre os que se atopa o eka-silicio (Xermanio) e o eka-boro para os que predixo unhas propiedades físicas e químicas con considerable precisión. Semella difícil pensar que Mendeléiev tivese publicado o seu texto Química Orgánica en 1861, nin que Julius Lothar Meyer comezase a escribir en 1862 o seu libro Die Modernen Theorie der Chemie, publicado en 1864, se non tivesen estado presentes en Karlsruhe. Tampouco se entenderían os progresos que van ter Meyer e Mendeléiev sobre a clasificación periódica se non tivesen coñecido os novos valores dos pesos atómicos do carbono, osíxeno, xofre, prata e os metais alcalinos. Porén, non todo foi doado para os partidarios da teoría atómica-molecular despois desta reunión. Quedaron algúns focos de resistencia81 ata final de século, sendo un claro exemplo o de Marcellin Berthelot en Francia, que non utilizou fórmulas atómicas ata 1891. Sobre a presenza na química española das ideas de Mendeléiev, en relación coa periodicidade das propiedades dos elementos químicos, hai que dicir que os xa mencionados, Torres Muñoz e Luanco editarían novas versións das súas obras de Química en 187782 e 187883, respectivamente, pero en ningún destes textos se recolle o concepto de clasificación periódica dada por Mendeléiev. En opinión de Claudi Mans84, estudioso da figura de Luanco, é sorprendente que este último non tivese chegado a explicar nas súas obras as ideas de Mendeléiev, xa que un compañeiro de claustro na Universidade de

81 PELLON I (1999). “Sobre átomos e moléculas, historia duna polémica (1803-1890)”. Anales de la RSEQ (Segunda época), 95 (2), p.40. 82 TORRES MUÑOZ DE LUNA (1877). “Lecciones. elementales de química general, para uso de los alumnos de ciencias, medicina...”. Editor: Librería de Sánchez. MADRID. 83 LUANCO J.R. (1878) "Compendio de las lecciones de Química General explicadas en la Universidad de Barcelona"1ª ed. Imp.J.Jepús. BARCELONA. 84 MANS C. (2005) “José Ramón de Luanco: químico y Química en transición”. Real Instituto de Estudios Asturianos. OVIEDO, p. 5. 41 Nº 87 – Xullo 2019

Barcelona, Mascareñas, no seu propio libro de texto85 de 1884 explicaba o sistema periódico de Mendeléiev e Meyer . Luanco só o citaría no programa da súa disciplina en 1892, e na edición derradeira do seu libro de texto de 1893, e aínda como una nota en letra pequena ao final dun tema, e sen destacar.

Química - Mendeléiev (1869) Mendeléiev 1905 Non será ata a última década do S.XIX en que aparecerá un verdadeiro interese por esa clasificación. Precisamente no discurso de ingreso de Rodríguez Carracido86 en 1888 na Academia de Ciencias en Madrid, xa se describe con claridade87 a Lei periódica de Mendeléiev Tamén nos discursos de ingreso de Bonilla y Mirat (1898)88 e de Muñoz del Castillo (1901)89 faise referencia ao sistema periódico. Porén, os respectivos discursos90 de contestación foron moi críticos cara as doutrinas científicas de Mendeléiev e Lothar Meyer. Hai que dicir que Mendeléiev estivo en España en 1881, en Toledo, Sevilla e Madrid, pero non hai constancia de que a viaxe tivese connotacións científicas91.

7. MENDELÉIEV, O PREMIO NOBEL E A TÁBOA PERIÓDICA Cando Mendeléiev morre xa se tiñan otorgado seis Premios Nobel, e as Táboas Periódicas tiñan presenza nos libros e manuais de Química, polo que non está demais incluír nestas páxinas, adicadas ao contexto, algunhas consideracións em relación a estas dúas cuestións. O día 30 de Agosto de 1997 a IUPAC emitía o seguinte comunicado:

85 MASCAREÑAS Y HERNANDO, E. (1884). “Introducción al estudio de la Química”. Redacción y Administración de la “Crónica Cientifica”. BARCELONA. 86 Foi elexido Académico o 11 de maio de 1887, lendo o seu discurso de ingreso o 19 de febreiro do ano seguinte, versando sobre o “Concepto actual del elemento químico”. 87 ARAGON DE LA CRUZ, F. (2004). Op.Cit., p. 160. 88 SANTIAGO BONILLA Y MIRAT (1898). “Anatomía y fisiología de la molécula química”. Discursos leídos en las sesiones públicas de recepción de los señores Académicos Numerarios. Real Academia de Ciencias. Catálogo de Publicaciones. Madrid. 89 JOSÉ MUÑOZ DEL CASTILLO. (1901) “Estequiología o Química de los cuerpos simples”. Discursos leídos en las sesiones públicas de recepción de los señores Académicos Numerarios. Real Academia de Ciencias. Catálogo de Publicaciones. Madrid. 90 A contestación ao discurso de Rodríguez Carracido foi de José Echegaray; o de Bonilla foi contestado por Ricardo Becerro De Bengoa; e ao Muños del Castillo respondeu Amós Salvador y Rodrigáñez. 91 A súa visita a España foi unha visita de carácter persoal acompañado por Ana Popova, xove rusa, 25 anos maís nova ca el, e da que se namorou apaixonadamente, e que sería a súa segunda muller. 42 Boletín das Ciencias

"O Consello da Unión Internacional de Química Pura e Aplicada aprobou hoxe as recomendacións finais para os nomes dos elementos 101 a 109. Nunha votación de 64 a 5 (con 12 abstencións) delegados de 40 países aceptaron o informe do Comité de Nomenclatura de Química Inorgánica (CNIC), finalizando, xa que logo, tres anos de controversia en relación cos nomes deses elementos de corta vida producidos artificialmente." O elemento 101 é o Mendelevio, en honra de Dmitri Ivanovich Mendeléiev. É certo que o nome deste elemento xa estaba en tódalas táboas periódicas92 moito antes de 1997, pero digamos que de forma oficial e definitiva quedou fixado hai 21 anos. As razóns desta demora foron debidas a disputas de tipo político e de rivalidades persoais entre investigadores e entre centros de investigacións. Así, os elementos 99 (Es) ou o 100 (Fm) foron identificados nos restos que deixaban as probas das armas nucleares, polo que non sorprenden as controversias93 entre a comunidade científica á hora de admitir os nomes para estes elementos e os posteriores. Pero no caso do Mendelevio, non se pode aceptar que houbese que esperar tanto tempo. Se se pedise o nome dun químicos ilustre en calquera parte do mundo ao longo da historia, seguro que un dos máis citados, seguramente o primeiro, sería Mendeléiev. O químico ruso falecera o día 2 de febreiro de 1907, polo que foron precisos noventa anos para que o pai da Táboa Periódica fose obxecto do oficial recoñecemento mundial por parte da Química. Non menos incomprensible é que non tivese recibido un dos primeiros Premios Nobel, senón o primeiro, concedidos en Química. Os premiados nos anos anteriores ao pasamento de Mendeléiev, foron: 1901: Jacobus Henricus Van't Hoff polo descubrimento das leis da dinámica química e da presión osmótica nas solucións químicas. 1902: Hermann Emil Fischer en recoñecemento polos seus traballos no campo dos glícidos e polos seus estudios de síntese no grupo da purina. 1903: Svante August Arrhenius en recoñecemento polos seus extraordinarios servizos para o avance da Química a partir da súa teoría electrolítica da disociación. 1904: William Ramsay en recoñecemento do seu papel no descubrimento dos gases inertes e a determinación da súa posición no sistema periódico. 1905: Johann Friedrich Wilhelm Adolf Von Baeyer en recoñecemento dos seus servizos no avance da química orgánica e da indústria química. 1906: Henri Moissan in recoñecemento polo illamento do Flúor e por ter ideado o forno de arco que leva o seu nome. Sen cuestionar os méritos de ningún dos científicos anteriores, cremos que soamente cos traballos publicados por Mendeléiev en 186994 e en 187195, nos que se presenta a primeira Táboa Periódica e onde se indican a existencia de ocos96 onde irían elementos aínda sen descubrir (predicindo as súas propiedades), sería de abondo para ter sido merecente dun premio Nobel. Outro feito bastante descoñecido é que o químico ruso, xunto con Pierre Emile Clapeyron (1799-1864), está considerado como un dos inspiradores doutra máis que famosa expresión da Química:

92 Foi descuberto en 1955 e inicialmente o seu símbolo foi Mv, pero a partir de 1963 xa aparece con o símbolo actual Md. 93 BROCK, W.H. (1998). “Historia de la Química”. ALIANZA EDITORIAL (CIENCIA Y TECNOLOGÍA). Madrid, pp 301-302 94 MENDELEIEV D.I. (1869).“Unha aproximación ao sistema dos elementos, baseado nos seus pesos atómicos e semellanzas químicas”, Revista da Sociedade Química Rusa, 1, pp. 60-77. Pódese consultar unha versión do artigo en inglés en http://www.rod.beavon.clara.net/periodic1.htm 95 MENDELEIEV D.I. (1871).“Un sistema natural dos elementos e o seu uso para predicir as propieadades de elementos sen descubrir” (Revista da Sociedade Química Rusa, 3, pp. 25-56 Pódese consultar unha versión do artigo en inglés en http://www.rod.beavon.clara.net/neweleme.html. 96 Hai que dicir que Lothar Meyer tamén deixou ocos na súa Táboa Periódica, pero pensaba que era unha imperfección e non chegou tan lonxe como Mendeleev. 43 Nº 87 – Xullo 2019

P·V = n·R·T 97

Precisamente, a constante desta ecuación, R, é en honra de Victor Henri Regnault (1810-1878)98 quen fora titor de Mendeléiev no ano que pasou como bolseiro en Paris en 1859. Pero é que Mendeléiev publicou 500 traballos en diferentes campos da ciencia, organizou a Oficina de Pesas e Medidas en Rusia, era membro de 90 academias científicas99 do estranxeiro, recibiu títulos honorarios de moitas universidades e era un docente universitario comprometido. Foi, por outra parte, autor e editor de varios manuais de Química e, de feito en 1861, escribe o seu primeiro libro de texto dedicado a Química Orgánica. Por este libro sería galardoado co Premio Demidov100 pola Academia de Ciencias de San Petersburgo en 1862. Ademais, non se pode obxectar que a Academia Sueca non apreciase o sistema periódica dos elementos como instrumento importante na Química, pois en 1904 fíxose explícita esa valoración na concesión do Premio Nobel a Ramsay101. Aínda máis, Mendeléiev xa recibira outros grandes premios entre os que destacan dúas condecoracións que se poden considerar entre os máis grandes recoñecemento que un químico pode recibir: a Medalla Davy102 (1882) e a Medalla Copley103 (1905). De feito, ningún dos seis químicos galardoados com o premio Nobel antes citados foi premiado con esas dúas medallas, e mesmo dous deles (Van’t Hoff e Fischer) non recibiron ningunha delas. E desde unha perspectiva simplemente humana, soamente Baeyer era da súa idade (mesmo un ano máis mozo), porque os outros cinco premiados eran uns vinte anos máis novos, e a idade de Mendeléiev, nos albores do S.XX, xa invitaba ás presas á hora de lle recoñecer méritos en vida104. É certo que o químico ruso foi caendo nos seus derradeiros anos nunha cada vez maior excentricidade, sendo protagonistas de altercados en conferencias e laboratorios por toda Europa105. É de supoñer que isto debeu ser inaceptable para a “moi limpa e relucente” academia escandinava. Ademais, Mendeléiev se tiña mostrado claramente en contra da teoría electrolítica da disociación de Arrhenius106, e este era sueco e con gran influenza na comunidade química. Aínda así estivo a piques de logralo pois en 1906 o Premio Nobel foi concedido a Moissan no canto de Mendeléiev por só un voto de diferenza. En febreiro de 1907 prodúcese o pasamento do químico ruso. Unha broma macabra que ás veces se adoita escoitar nas altas esferas científicas é que para ser Premio Nobel fai falla unha gran lonxevidade ademais de extraordinarios logros científicos107.

97 IZQUIERDO M.C., PERAL F., et al (2003) “Evolución histórica de los principios químicos”: UNED. Madrid, p.57. 98 Regnault é recoñecido fundamentalmente polos seus traballos referidos ao estudo das propiedades termodinámicas dos gases, e en particular dos cambios de estado. Sucedeu a Gay-Lussac como profesor de Química na École Polytechnique de Paris. 99 Curiosamente nunca foi admitido na Academia Rusa das Ciencias debido ás súas ideas liberais. 100 MASANORI K. (2002).”D. I. MENDELEEV’S concept of chemical elements and the principles of Chemistry,”. Bull. Hist. Chem., VOLUME 27, 1, p.5. 101 No anuncio da concesión do Premio Nobel a Ramsay indícase: “Polo descubrimento dos compoñentes do aire e determinar a súa situación na Tabla Periódica dos elementos”. 102 A Medalla Davy é, desde 1877, tamén otorgada pola Sociedade Real de Londres para destacar " un descubrimento recente sumamente importante en calquera rama da química." 103 A medalla Copley é o maior recoñecemento ao traballo científico, en calquera dos seus campos, otorgado pola Sociedade Real de Londres. É ademais o galardón máis antigo xa que a primeira medalla foi concedida en 1731. 104 Así, Lothar Meyer, que compartira con Mendeleev a Medalla Davy morrera xa en 1895. 105 BRYSON B. (2003). “Una breve historia de casi todo”. Op, Cit., p. 129. 106 Mendeléiev non foi o único en opoñerse a esta teoría. Así, H.E. Armstrong (1848-1937), profesor de Química no Central Technical College da Universidade de Londres, satirizaba a teoría de disociación electrolítica en dous contos de fadas titulados: “O soño do honrado hidronio” e “A sede da auga salgada”. 107 Ernst Ruska, tamén ruso, que inventou o microscopio electrónico en 1932, tivo que esperar 54 anos para recibir o Nobel por esa invención. Tiña ochenta anos cando o recibíu, e meses despois finou. Por outra banda, Arthur 44 Boletín das Ciencias

Afortunadamente, “na súa” Táboa Periódica fíxose xustiza. Aínda que segue a haber algunha discusións sobre se os elementos químicos deben levar nomes de científicos ou científicas108 parece que neste caso o nome do elemento 101 está máis que xustificado (un caso semellante é o da física Lise Meitner109).

8. MENDELÉIEV: O TRIUNFO Naturalmente, o sistema periódico era o escenario perfecto para poñerse a buscar os elementos preditos por Mendeléiev. Así, en 1925, os químicos alemáns Walter Noddack e Ida Eva Tacke introducían na Táboa Periódica o último elemento estable: o Renio (Re, Z=75). En 1937, os italianos Perrier e Segré identificaron o Tecnecio (Tc, Z=43) nun anaco de Mo que fora bombardeado con deuteróns. En 1939 a francesa Marguerite Perey identificou o Francio (Fr, Z= 87), e en 1940, outra vez Segré identificou o Astato (At, Z=85). A finais da Segunda Guerra mundial, varios físicos en Oak Ridge (EEUU) identificaron o Prometio110 (Pm, Z=61). Na década dos corenta, exactamente de 1940 a 1952, oito elementos foron sintetizados en Berkeley (California). Son os transuránidos: do Neptunio (Np, Z=93) ao Fermio (Fm, Z=100). O procedemento para a obtención destes transuránidos coñécese como “Síntese neutrónica”. Trátase de bombardear con neutróns núcleos pesados e agardar a que a desintegración radioactiva dos núcleos inestables actúe. Era, pois, preciso bombardear Uranio con neutróns, polo que a partir de 1946 comezou a súa busca sistemática aproveitando o funcionamento de reactores nucleares -que como sabemos xeran intensos fluxos neutrónicos e "queiman" Uranio- baixo a dirección de I.V. Kurchátov, en Rusia, e de G.T. Seaborg en EEUU.

Pero é máis, se a irradiación neutrónica se realiza durante un tempo bastante prolongado (un ano ou máis), entón non so se acumularán cantidades grandes de Neptunio, senón dos elementos que o seguen. En efecto, a través do progresivo aumento de neutróns nos novos núcleos formados e de sucesivos decaementos Beta comezan a formarse novos elementos:

O intento de continuar co procedemento non daba resultado para os elementos seguintes ao Californio. A razón estriba en que segundo avanzamos cara a núcleos maiores aumenta a inestabilidade e polo tanto a probabilidade de decaementos e β, e sobre todo a desintegración por fisión espontánea.

Os elementos 99 e 100 foron descubertosα en 1952 e 1953 respectivamente no pó radioactivo resultante das primeiras explosións nucleares de fusión. Nestas condicións, un fluxo de neutróns decenas de veces superior o que hai nun reactor de fisión, pasa a través do revestimento de uranio que ten a bomba, polo que este pode captar máis dunha ducia de neutróns. Sucesivos decaementos darán lugar a aparición do Einstenio e o Fermio:



Ashkin (New York, 1922) vén de recibir, con 96 anos, o Premio Nobel en 2018 por traballos co láser para manipular e capturar partículas nanométricas, e que comezou a realizar na década de 1970. 108 Ver as reflexións a este respecto en BERMEJO, M.R., et al. “O nome e o símbolo dos elementos químicos”. Op. Cit. 109 Ver CID R. (1998). “Os últimos elementos da Táboa Periódica”. BOLETIN DAS CIENCIAS, 33, p.56. 110 A existencia do Prometio non fora predita por Mendeléiev, senón por Bohuslav Brauner en 1902; esta prediccion foi apoiada por Henry Moseley en 1914, quen atopou un oco para un elemento descoñecido con número atómico 61. O Prometio foi producido e illado por primeira vez no Oak Ridge National Laboratory (ORNL) nos EEUU en 1945 polos físicos Jacob A. Marinsky, Lawrence E. Glendenin e Charles D. Coryell por separación e análise dos productos de fisión do uranio no Reactor de Grafito; porén, a causa da Segunda Guerra Mundial, o descubrimento non foi anunciado ata 1947. 45 Nº 87 – Xullo 2019

Paralelamente á síntese neutrónica, comezouse a utilizar outra estratexia: bombardear brancos de elementos pesados con ións acelerados. Trátase de lanzar contra brancos de transuránidos de vida suficientemente longa, partículas con carga para que entren nos núcleos dos átomos do branco, formándose daquela núcleos de maior tamaño. Deben ser partículas cargadas -núcleos ou ións- para poder seren acelerados e dirixidos mediante campos eléctricos e magnéticos, xa que han de posuír elevadas velocidades para vencer a repulsión culombiana cos núcleos branco. Por outra parte, dado o escaso tempo de "supervivencia" dos novos elementos obtidos, non é preciso insistir no enxeño que tiveron que desenvolver os investigadores. Por razóns obvias comezouse coas partículas máis fáciles de acelerar: os núcleos de deuterio ou helio -a “artillería lixeira” como dicía Fliorov (1985)111. Desta forma foron sintetizados os elementos 94, 96, 97 e 98 e o último en ser obtido foi o 101 - o Mendelevio- no ano 1955:

Neste experimento, como branco servía unha capa fina duns mil millóns de átomos de Es–253 - imperceptible para os ollos- aplicada sobre unha folla finísima de ouro. Esta folla foi irradiada no acelerador de Berkeley (California) con partículas alfa. Estas partículas movíanse cunha velocidade de preto de 50000 km/s e expulsaban aos núcleos de Einstenio cos que chocaban. Estes núcleos chegaban a unha segunda folla de ouro situada detrás da primeira e alí “asentábanse” pero xa como Md-256. Foron recollidos soamente 17 átomos, pero uns, case que alquimistas, chamados Albert Ghiorso, Bernard G. Harvey, Gregory R. Choppin, Stanley G. Thompson, and Glenn T.Seaborg112 foron quen de “identificalos”. Dado que a súa vida media era de só uns 80 minutos non era posible esperar cantidades mensurables do novo elemento. Pero no seu decaemento o Mendelevio-256 captura un electrón para se converter en Fermio-256.

256 0 256 101Md+→− 1 e 100 Fm Aínda que este isótopo do Fm tamén ten unha vida media moi curta (~3 h), “houbo tempo” para que se puidesen detectar tres átomos deste elemento. Esa era a proba inequívoca de que se tiña sintetizado o Mendelevio. O isótopo do Mendelevio máis estable é o Md–258 que ten unha vida media de 52 días; a súa síntese lógrase bombardeando Einsteinio–255 con partículas alfa. Isto ten permitido saber algunhas propiedades113, como que presenta unha primeira Enerxía de Ionización de 635 kJ/mol y que o seu estado principal de oxidación é o Md3+.

111 FLIOROV, G.N., ILINOV, A.S. (1985): “En el camino hacia los superlementos”. Editorial MIR. Moscova, p. 37. 112 En relación a Glenn T. Seaborg (1912-1999), é inevitabe comentar que foi o primeiro científico que tivo a fortuna de ver o seu apelido na Táboa Periódica (Sb, Z=106), pois os demais tiñan morto cando se lle puxo o seu nome a algún elemento. A esta feliz circunstancia súmase agora o físico ruso Yuri Oganessian (1933), homenaxeado com o nome do elemento 118. 113 Ver http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Md.html (Environmental, Chemistry & Hazardous Materials News, Careers & Resources). 46 Boletín das Ciencias

O número de isótopos do Mendelevio é de dezaseis como se indican na táboa seguinte114: Isótopo Vida media Isótopo Vida media 245Md 0.35 s 253Md 6 m 246Md 1.0 s 254Md 10 m 247Md 1.12 s 255Md 27 m 248Md 7 s 256Md 78.1 m 249Md 24 s 257Md 5.52 h 250Md 52 s 258Md 51.5 d 251Md 4.0 m 259Md 96 m 252Md 2.3 m 260Md 31.8 d Como xa se comentou con anterioridade, Mendeléiev foise convertendo nos seus últimos anos nunha persoa facilmente irritable (digamos que doadamente desestabilizable desde o punto de vista emocional). Xa que logo, como ten indicado o escritor inglés Paul Strathern,115 semella moi apropiado que tódolos isótopos do Mendelevio sexan tan inestables. Unhas poucas semanas antes de cumprirse o centenario da morte de Mendeléiev, a revista Physical Reviews C116 publicaba un artigo no que se daba a coñecer a síntese do último dos elementos en recibir nome oficial no sistema periódico, o elemento 118, chamado Oganeson en honor ao físico ruso Yuri Oganessain. Logo de miles de horas de bombardear un branco de californio enriquecido cun feixe acelerado de ións calcio, detectábanse tres átomos deste novo elemento. 249Cf + 48Ca  297Og Nesta ocasión, foron dous equipos de vinte científicos rusos de Dubna e dez norteamericanos de Berkeley, os que lograron esta proeza científica. Unha vez máis, a Táboa Periódica proposta por Mendeléiev en 1869 saía triunfante. Debe dicirse que a presenza da ciencia rusa na Táboa Periódica segue a ser incuestionable, pois Yuri Oganessian, é considerado o lider mundial no campo da investigación de “ions pesados”, estando detrás da síntese dos últimos dezaseis elementos do sistema periódico. Rematamos citando os esforzos que se están a facer, no campo dos “ións pesados”, desde a ciencia xaponesa para lograr o elemento 119 (o primeiro elemento do oitavo período). No centro de investigación Riken de Xapón, e liderados por Hideto Enyo están na procura deste novo elemento utilizando como branco o Curio e como proxectís ions de Vanadio: 248Cm + 51V  299119*  296119 + 3 1n (ou 295119 + 4 1n) Seguindo a norma IUPAC para os elementos sen nome oficial haberá que o chamar: un-un-ennio, pero seguindo a Mendeléiev queda máis “poético”: eka-Francio.

9. REFERENCIAS 1. ACCOUNT OF THE SESSIONS OF THE INTERNATIONAL CONGRESS OF CHEMISTS IN KARLSRUHE. Tomado de SELECTED CLASSIC PAPERS (http://web.lemoyne.edu/~GIUNTA/papers.html ; acceso o 07-09-07).

114 The Isotopes Project Home Page (Lawrence Berkeley National Laboratory): http://ie.lbl.gov/ip.html. 115 STRATHERN, P. (2000). “El Sueño De Mendeleiev. De la Alquimia a la Quimica”. Siglo XXI de España Editores. 116 OGANESSIAN Yu. Ts., K MOODY. J., et al (2006).“Synthesis of the isotopes of elements 118 and 116 in the 249Cf and 245Cm+48Ca fusion reactions”. Phys. Rev. C 74, 044602. 47 Nº 87 – Xullo 2019

2. AMORIM-COSTA, A. M. (2005). “The Atomic Theory in Simões-Carvalho´s “Lessons of Chemical Philosophy” (University of Coimbra, 1851, 1859)”. 5th International Conference on the History of Chemistry on the topic “Chemistry, Technology and Society” Estoril & Lisboa 6 – 10 September 2005. 3. AMPÉRE, A.M. (1816). D’une Classification naturelle pour les Corps simples. Annales de Chimie et de Physique. Chez Crichard, Paris. Tome 2º, p.116. 4. ARAGON DE LA CRUZ, F. (2004). “Historia de la Química”. Editorial Síntesis S.A. MADRID, p.147. 5. BABOR J., IBARZ J (1979). “Química General Moderna”. Editorial Marín. BARCELONA, p. 200. 6. BERMEJO M., GONZAÑEZ NOYA A., MANEIRO M. (2018). “Guía dos elementos químicos. Historia, propiedades e aplicacións”. Edita: Centro Ramón Piñeiro para a Investigación en Humanidades. Santiago. 7. BERMEJO, PATIÑO, M.R. et al (2006). O nome e o símbolo dos elementos químicos. Centro Ramón Piñeiro para a Investigación en Humanidades. XUNTA de Galicia. 8. BOECK, G. (2008). Celebrating 200 years of Julius Adolph Stoeckhardt, the author of Schule der Chemie Using history to learn chemistry. Educación Química - octubre de 2008, pp. 263-270. 9. BONILLA Y MIRAT S.(1898). “Anatomía y fisiología de la molécula química”. Discursos leídos en las sesiones públicas de recepción de los señores Académicos Numerarios. Real Academia de Ciencias. Catálogo de Publicaciones. Madrid. 10. BROCK, W.H. (1998). “Historia de la Química”. Alianza Editorial (Ciencia y Tecnología). Madrid, pp 301- 302 11. BRYSON B. (2003). “Una breve historia de casi todo”. RBA Libros, Barcelona 12. CASARES A. (1857). “Manual de Química General, con aplicaciones a la industria, y con especialidad a la agricultura”. Tomo I, 13. CID R. (1998). “Os últimos elementos da Táboa Periódica”. BOLETIN DAS CIENCIAS, 33, p.56. 14. CID R. (2009). "El Congreso de Karlsruhe: paso definitivo hacia la química moderna ". Rev. Eureka Enseñ. Divul. Cien., 2009, 6(3), pp. 396-407. 15. CID R. (2009). "Mendeléiev: lembranza en tres actos". Boletin das Ciencias nº 67, pp. 37-59. 16. DE MILT CLARA (1951) “The Congress at Karlsruhe”. J. Chem. Educ., 28, p.421. 17. FLIOROV, G.N., ILINOV, A.S. (1985): “En el camino hacia los superlementos”. Editorial MIR. Moscova, 18. GARAY GARAY, F., GALLEGO BADILLO R., PÉREZ MIRANDA, R. (2006). “Un análisis histórico– epistemológico de los trabajos de Mendeleiev sobre la periodicidad química”. TEA, 20, Segundo semestre de 2006, pp. 110-123. 19. GARRITZ RUIZ, A (2009). La enseñanza experimental y la clasificaciónde los elementos en los libros de texto franceses y alemanes de la primera mitad del siglo XIX. Educación Química-Julio de 2009, pp. 294- 300. 20. HARTLEY H. (1966) “Stanislao Cannizzaro, F.R.S. (1826-1910) and the First International Chemical Conference at Karlsruhe in 1860” Notes and Records of the Royal Society of London, Vol. 21, No.1, p. 56. 21. IZQUIERDO M.C., PERAL F., et al (2003) “Evolución histórica de los principios químicos”:UNED. Madrid, p 139. 22. IZQUIERDO M.C., PERAL F., et al (2003) “Evolución histórica de los principios químicos”: UNED. Madrid 23. LAWRENCE BERKELEY NATIONAL LABORATORY. The Isotopes Project Home Page: http://ie.lbl.gov/ip.html 24. LUANCO J.R. (1878) "Compendio de las lecciones de Química General explicadas en la Universidad de Barcelona"1ª ed.Imp.J.Jepús. BARCELONA. 25. MANS C. (2005) “José Ramón de Luanco: químico y Química en transición”. Real Instituto de Estudios Asturianos. OVIEDO, p. 5. 26. MANS C. (2007). “José Ramón de Luanco: químico y química en transición” NPQ 434 gener-febrer 2007 , pp 9-18  27. MASANORI K. (2002).”D. I. MENDELEEV’S concept of chemical elements and the principles of Chemistry,”. Bull. Hist. Chem., VOLUME 27, 1, p.5. 48 Boletín das Ciencias

28. MASCAREÑAS E. (1884). Introducción al estudio de la Química. Compendio de las lecciones explicadas en la Universidad de Barcelona. 29. MASCAREÑAS Y HERNANDO, E. (1884). “Introducción al estudio de la Química”. Redacción y Administración de la “Crónica Cientifica”. BARCELONA. 30. MASON S.F. (1986). “Historia de las Ciencias”. Tomo 4. Alianza Editorial. Madrid, p. 94. 31. MENDELEEV, D.I. (1889). “The Periodic Law of the Chemical Elements”. Journal of the Chemical Society (London) 55, 634-656. Tomado en http://web.lemoyne.edu/~GIUNTA/EA/MENDELann.html 32. MENDELEIEV D.I. (1869).“Unha aproximación ao sistema dos elementos, baseado nos seus pesos atómicos e semellanzas químicas”, Revista da Sociedade Química Rusa, 1, pp. 60-77. Pódese consultar unha versión do artigo en inglés en http://www.rod.beavon.clara.net/periodic1.htm 33. MENDELEIEV D.I. (1871).“Un sistema natural dos elementos e o seu uso para predicir as propieadades de elementos sen descubrir” (Revista da Sociedade Química Rusa, 3, pp. 25-56 Pódese consultar unha versión do artigo en inglés en http://www.rod.beavon.clara.net/ neweleme.htm 34. MUÑOZ DEL CASTILLO J. (1901) “Estequiología o Química de los cuerpos simples”. Discursos leídos en las sesiones públicas de recepción de los señores Académicos Numerarios. Real Academia de Ciencias. Catálogo de Publicaciones. Madrid. 35. OGANESSIAN Yu. Ts., K MOODY. J., et al (2006).“Synthesis of the isotopes of elements 118 and 116 in the 249Cf and 245Cm+48Ca fusion reactions”. Phys. Rev. C 74, 044602. 36. PELLON I (1999). “Los químico españoles ante la teoría atómica química (1803-1890)”. Anales de la RSEQ (Segunda época), 95 (4), p.56. 37. PELLON I (1999). “Sobre átomos e moléculas, historia duna polémica (1803-1890)”. Anales de la RSEQ (Segunda época), 95 (2), 38. PELLON, I (1997). La recepción de la teoría atómica en la España del siglo XIX. Tese de Douramento dirixida por Ramón Gago. Depto de Ciencias (Químicas). Servicio Editorial Universidade do Pais Vasco. 39. PORTELA, E. e SOLER A., (1992), “La química española del S. XIX”, Historia de La Ciencia y de la Técnica. Akal. MADRID 40. ROMÁN POLO, P (2010). Cannizzaro: químico, revolucionario y precursor de la tabla periódica . Anales de la Real Sociedad Española de Química, 2010 ABR-JUN; 106 (2) pp.137-144. 41. ROMÁN POLO P. (2002), “El racó de la història: Del caos a l’ordre químic: Mendeleiev”. Revista de la Societat Catalana de Química, 3,· p. 44. 42. RODRIGUEZ CARRACIDO, X. (1894), “La Evolución en la Química”. Librería de la Viuda De Hernando. Madrid, pp.33-37. 43. ROMÁN POLO, P. (1999). Elementos químicos descubiertos en el siglo XIX (1801-1900). Anales de la Real Sociedad Española de Química. Julio-Setiembre, pp.23-28. 44. SOLÁ DE LOS SANTOS J e OUTROS. Los Eka y Dvi metales del siglo XIX (I): las sistemáticas periódicas. Enseñanza de la Física y la Química. Educación Secundaria. Grupo Heurema. http://www.heurema.com/Origenes45.htm 45. STRATHERN, P. (2000). “El Sueño De Mendeleiev. De la Alquimia a la Quimica”. Siglo XXI de España Editores. 46. THENARD, L.J. (1835). Traité de chimie élémentaire. Teorique et practique. Essay sur la philosophie chimique. Crochard. Paris. 47. TORRES MUÑOZ DE LUNA (1877). “Lecciones. elementales de química general, para uso de los alumnos de ciencias, medicina...”. Editor: Librería de Sánchez. MADRID. 48. TORRES MUÑOZ DE LUNA, RAMÓN (1864) ”Lecciones elementales de química general, para uso de los alumnos de medicina, ciencias, farmacia, ingenieros industriales, de minas, etc.”. 2ª ed. aum. Madrid, Imp. A. Peñuelas, 1864 49. VERNET GINÉS J., (1998). “Historia de la ciencia española”. ALTA FULLA. Barcelona 49 Nº 87 – Xullo 2019

MIRANDO MÁIS ALÓ DO SISTEMA PERIÓDICO

FERNÁNDEZ FARIÑA, SANDRA GONZÁLEZ BARCIA, LUIS M. MARTÍNEZ-CALVO, MIGUEL

Departamento de Química Inorgánica Universidade de Santiago de Compostela ROMERO, MARÍA J. Departamento de Didácticas Aplicadas Universidade de Santiago de Compostela

1. INTRODUCIÓN A elaboración da táboa periódica actual foi un proceso complexo e longo no cal foron protagonistas moitos científicos e científicas. Entre eles atopábase o químico ruso Mendeleiev, que pasou á historia como o seu autor principal. Na actualidade, a táboa periódica permítenos clasificar aos elementos químicos de tal forma que as súas propiedades establécense seguindo unha orde marcada polo seu número atómico, a súa masa e a súa posición; polo tanto, o Sistema Periódico representa, a máis sinxela e gráfica ordenación da periodicidade química para cantos elementos químicos constitúen a materia do noso universo.1 O profesorado de Química moitas veces non somos conscientes da importancia que ten para o alumnado o feito de que coñezan, canto máis mellor, o Sistema Periódico dos elementos e, hoxe en día, existe un gran descoñecemento por parte do alumnado sobre o mesmo, polo que cómpre insistir na súa aprendizaxe para unha mellor comprensión da química. A aprendizaxe dos nomes dos elementos químicos, os seus símbolos e a súa posición no Sistema Periódico son retos difíciles cos que se atopan os estudantes de química. Os alumnos e as alumnas poden enfrontarse a el de dúas maneiras: admirar a táboa periódica ou rexeitala.2 Para evitar un prematuro rexeitamento por parto do alumnado, o profesorado debe facer un gran esforzo para presentar dunha maneira máis sorprendente a táboa periódica na aula tratando de conseguir que todos os estudantes coñezan a súa importancia. O esforzo de memorización que representa o coñecemento do nome e o símbolo característico de cada elemento, a súa posición na táboa periódica, ou a súa configuración electrónica non é nada comparado co beneficio que lles vai dar, ao seren capaces de comprender de forma axeitada a natureza e o 50 Boletín das Ciencias comportamento químico de cada un dos elementos que compoñen o Sistema Periódico. Por elo, cómpre facer un esforzo grande por parte do profesorado, para facer o máis atractivo e doado posible esta aprendizaxe do Sistema Periódico para o noso alumnado. A orde na que se atopan situados os elementos permite descubrir como é a súa configuración electrónica externa; relacionar a súa configuración cos estados de oxidación característicos; ...en suma, permite comprender como a súa posición marca a súa periodicidade química. É importante tamén salientar como, na didáctica da aula, o uso da historia da ciencia serve para integrar coñecementos, recoñecer o papel doutras disciplinas e, neste caso que nos ocupa, para comprender que é e para que serve o Sistema Periódico dos elementos.3 O Sistema Periódico constitúe a ferramenta máis importante que temos os químicos e as químicas para construír a nosa ciencia. Ademais de ser unha icona científica, proporciónanos nocións de arte, xeografía, historia e mitoloxía, entre outros moitos interesantes coñecementos. Neste capítulo, co fin de espertar o interese do alumnado que comeza a coñecer a química, temos a intención de amosar que cada elemento químico ten unha pequena historia detrás: que os seus nomes teñen unha razón de ser, que hai polémica na nacionalidade dos descubridores dos elementos..., en definitiva, de espir o Sistema Periódico para que os estudantes poidan descubrir e investigar máis aló do contido puramente químico. Nos apartados que seguen, presentamos unha serie de gráficos e táboas para amosar dun xeito agradable diferentes aspectos relacionados co Sistema Periódico: a existencia dunha clasificación de países descubridores, a contribución de España ao desenvolvemento do Sistema Periódico, entre outras, e así facilitar o primeiro contacto do alumnado coa táboa periódica. Estes gráficos son ferramentas para empregar na aula polo profesorado, pero poden fabricarse moitas máis. Nos apartados que seguen presentamos datos, cifras, táboas, valores, gráficos... de modo que poidan servir como exemplos na aula. Intentamos conseguir que o voso alumnado, baixo a vosa dirección, sexa quen de construír estas e outras táboas de coñecemento baseados na táboa periódica. Queremos que vos impliquedes na busca de máis información e na elaboración dos máis diversos materiais que vos poidan servir para decorar os laboratorios, as aulas e os corredores dos vosos centros. Buscando a información e construíndo eses diversos materiais, o voso alumnado aprenderá a coñecer os elementos químicos e, confiemos, que coñecéndoos comezarán a sentir as inquedanzas e a curiosidade que os impulse a descubrir as leis que rexen o mundo da química.

Gráfico 1. Clasificación dos elementos químicos segundo a procedencia do seu nome. 51 Nº 87 – Xullo 2019

2. A PROCEDENCIA DO NOME DOS ELEMENTOS QUÍMICOS Para comezar o capítulo eliximos realizar unha clasificación dos elementos que integran o Sistema Periódico dunha das formas máis sinxelas: mediante a procedencia do seu nome. Esta clasificación podería servir para motivar ao alumnado a querer seguir coñecendo máis sobre o porqué do nome e polo tanto, pouco a pouco, podería ir profundando na historia de cada un dos elementos químicos, coñecer as súas propiedades, os minerais dos que se poden extraer, aos seus descubridores, os países onde foron descubertos...etc. No gráfico 1 indícase con porcentaxes a clasificación dos elementos químicos segundo a procedencia do seu nome. Neste gráfico observamos unha moi alta porcentaxe no caso dos nomes procedentes de motivos xeográficos o que nos fai pensar no posíbel patriotismo que posuían os seus descubridores. Para facer máis patente canto estamos a sinalar, na figura 1 recollemos os elementos químicos cuxo nome fai referencia a motivos xeográficos. Estes elementos están colocados sobre un mapa europeo.

Figura 1. Nome dos elementos químicos coas localizacións xeográficas de cada un.

Na táboa 1 mostramos unha posible táboa periódica coa clasificación da procedencia dos nomes dos elementos químicos que a compoñen. Desta maneira comezamos a contar a historia que atopamos detrás de cada un deles e que, parcialmente, iremos descubrindo ao longo deste capítulo.

3. DESCUBRIMENTO DOS ELEMENTOS QUÍMICOS AO LONGO DA HISTORIA A historia da ciencia en xeral, e da química en particular, foise establecendo como un foco principal para a súa ensinanza e aprendizaxe na aula e concíbese como unha oportunidade para a súa humanización, centrándose no seu contexto social, político, económico e académico. Ao humanizar a química, lógrase entender como se pensou e traballou para resolver problemas de interese para a sociedade e avalíase a función da química na historia da evolución da actividade humana.3 A aparición dos elementos químicos ao longo do tempo non é froito da casualidade senón consecuencia directa das inquedanzas e dos avances tecnolóxicos propios de cada período. É ben sabido que a ciencia e a tecnoloxía van da man e non vai ser menos no descubrimento dos diferentes elementos químicos. 52 Boletín das Ciencias

Táboa 1. Táboa periódica dos elementos químicos clasificados segundo a procedencia do seu nome.

No gráfico 2 amósase o número de elementos químicos descubertos en cada período histórico. Así mesmo, na táboa 2 represéntase para cada elemento químico da táboa periódica o ano do seu descubrimento e, coas cores, a época histórica correspondente. Trátase de que o alumnado tente establecer correlacións entre descubrimento e coñecemento científico: saber metalúrxico, desenvolvemento tecnolóxico, etc. Os elementos químicos atópanse na natureza combinados con outros (na forma de haluros, óxidos, sulfuros...) de acordo ao seu comportamento químico. Moi poucos se atopan como tal na natureza e é por iso, que os distintos avances da humanidade (na forma de metalurxia entre outros) xogaron un papel fundamental na aparición dos elementos químicos.

Descubrimento dos Elementos Químicos por épocas históricas Prequímicos (12)

4% 10% Século das luces (17) 25% 14% Revolución científica e industrial (29)

25% S. XIX (dende 1850) (26) 22% S.XX (29)

S.XXI (5)

Gráfico 2. Clasificación dos elementos químicos por épocas.

Os primeiros elementos químicos coñecidos na historia son os denominados prequímicos. Na maioría deles non existe unha data do descubrimento por non haber un rexistro histórico, son os elementos da 53 Nº 87 – Xullo 2019

Prehistoria: ferro, cobre, prata, ouro, mercurio, carbono, xofre, estaño e chumbo. Estes elementos foron utilizados polos nosos antepasados para fabricar instrumentos de caza, guerra, decoración, pinturas... Posteriormente, no medievo, descubríronse o arsénico, o antimonio e o bismuto.

Táboa 2. Táboa periódica dos elementos químicos segundo o ano do seu descubrimento.

A partires de aquí existe un gran baleiro na achega de elementos químicos que se volve a retomar no S. XVIII. O Século das luces ou Ilustración supón unha revolución cultural e intelectual en toda Europa, que entre outras cousas, establece a química como a disciplina científica que coñecemos na actualidade. Neste período comeza a aportación dos españois ao Sistema Periódico (figura 2): en primeiro lugar no descubrimento do platino por Antonio Ulloa (1748) e do volframio polos irmáns Juan José e Fausto de Elhuyar (1783).4

Figura 2. Esbozo conmemorativo da aportación dos españois ao Sistema Periódico. 54 Boletín das Ciencias

Durante a revolución científica e industrial ata finais do S. XIX íllanse máis de cincuenta elementos químicos, converténdose no século máis prolífico. O motivo, as achegas fundamentais de Antoine Lavoisier e Marie-Anne Paulze. Estableceron as bases da química moderna: o uso dos instrumentos no laboratorio; a esquematización das diferentes operacións químicas; o desenvolvemento do concepto de oxidación e redución;..., entre outras ideas. Os estudos da electrólise e a tecnoloxía do uso do baleiro permiten o descubrimento de non metais (Br, I, He, Ne...) e de moitos metais (Ru, Os, Rh, Pd...). O descubrimento do vanadio (1801) por parte de Andrés Manuel del Río Fernández é, ata o de agora, o último elemento químico descuberto polos españois. Illado nunha mina de chumbo mexicana (Zimapán), nomeouno eritronio debido á coloración vermella das súas sales. Sen embargo, púxose en dúbida a súa achega e soamente ata o redescubrimento, por parte do sueco Sefström, non se lle dou a súa autoría non exenta de polémica. A denominación vanadio honra á deusa escandinava da beleza Vanadis.4 Os avances tecnolóxicos na industria militar e espacial, a física nuclear e o coñecemento do átomo marcan o descubrimento de novos elementos químicos no S. XX e XXI. O uso tecnolóxico do bombardeo nuclear de certos átomos metálicos moi pesados permitiu, e segue a permitir, a obtención de elementos químicos artificiais. Isto levou ao desenvolvemento de aceleradores de partículas ou ciclotróns e á creación de diferentes centros de investigación coma o Lawrence Livermore National Laboratory (EE.UU.), o GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung (Alemaña) e o Joint Institute for Nuclear Research (Rusia) que traballan de forma conxunta para facer medrar o Sistema Periódico. Neste punto é onde nos atopamos na actualidade cumprindo en parte o gran soño dos alquimistas: transmutar e crear novos elementos químicos.

4. PERSOEIROS DA QUÍMICA NO SISTEMA PERIÓDICO A concepción e a elaboración da táboa periódica é froito do traballo de moitos científicos e moitas científicas durante séculos. Grazas a esta profunda dedicación posuímos hoxe unha ferramenta fundamental na comprensión do comportamento dos elementos químicos. A comunidade científica nomeou ao longo da historia algúns elementos químicos na honra daqueles persoeiros que fixeron grandes contribucións á ciencia, e máis concretamente no eido da física e da química. Sen embargo, esta nomenclatura non está exenta de polémica, polo que faremos un breve repaso na historia do nome dalgúns elementos químicos. A Comisión de Nomenclatura de Química Inorgánica (CNQI) da IUPAC fundada no ano 1921 estableceu o que posteriormente serían coñecidas como as Regras de 19405 para nomear os compostos químicos e os elementos. Respecto a estes últimos, a súa nomenclatura non variaba ao xa anteriormente establecido (1787, Método de Nomenclatura química).6 A finais do ano 1944 descubriuse na Universidade de Berkeley o elemento químico con número atómico 96 por Glenn T. Seaborg e colaboradores. Debido á semellanza das súas propiedades co gadolinio decidiron nomealo curio, na honra do matrimonio formado por Marie Sklodowska e Pierre Curie. Este feito supuxo o inicio de inmortalizar persoeiros no Sistema Periódico e dou pé a moitas contradicións por parte da IUPAC. Na década dos cincuenta descubríronse os elementos con número atómico Z=99 e 100, denominados polos americanos como einstenio e fermio, na honra dos físicos Albert Einstein e Enrico Fermi, respectivamente. Ambos casos presentaron certa controversia no seu momento. A CNQI non aceptou o nome de einstenio ata a morte do físico alemán (1955) para non incumprir unha das súas normas. Por outra banda, o elemento de número atómico Z=100 foi descuberto por científicos suecos (Instituto 55 Nº 87 – Xullo 2019

Nobel de Estocolmo) e americanos de forma independente (1953). Os primeiros querían darlle o nome de centurium (Ct) mentres que os americanos dirixidos por Seaborg quixeron inmortalizar ao físico italiano, que morrera de cancro en 1954, polas súas contribucións ao proxecto Manhattan. A IUPAC como outras veces ao longo da historia tomou partido en favor dos americanos e aceptou o nome de fermio (Fm) en 1955. Entre os anos sesenta e ata o ano 1975 se establece o conflito ruso-americano na nomenclatura dos elementos químicos. Os rusos propuxeron o nome de rutherfordio (E. Rutherford) para o elemento de número atómico Z=103, mentres que os americanos chamáronlle lawrencio (E. Lawrence). Outros exemplos de discrepancias recóllense na táboa 3.7 Americanos Rusos Z=103 lawrencio (Lr) rutherfordio (Rf) Z=104 rutherfordio (Rf) kurchatovio (Ku) Z=105 hahnio (Ha) nielsbohrio (Ns), dubnio (Db) Z=106 seaborgio (Sg) dubnio (Db) Táboa 3. Conflito ruso-americano (en negra o nome aceptado pola IUPAC na actualidade). A disputa rematou no ano 1976 cando a IUPAC estableceu a nomenclatura sistemática, e cada elemento pasou a chamarse polo seu número atómico en latín. Sen embargo, as contradicións seguiron ocorrendo e a pesar do establecido pola IUPAC a norma foi incumprida novamente. Deste xeito entre os anos 1980-1990 atopamos elementos químicos con nomes de científicos e científicas: bohrio (Bh) na honra de Niels Bohr, meitnerio (Mt) homenaxeando a Lise Meitner, codescubridora do protactinio xunto con Otto Hann, ou roentgenio (Rg) recoñecendo ao físico alemán Wilhelm Konrad Röntgen polo descubrimento dos raios X.8

H He

Li Be B C N O F Ne

Na Mg Al Si P S Cl Ar

K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Xe

Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Kr

Cs Ba Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn

Fr Ra Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og

La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb

Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No

Táboa 4. Representación esquemática de figuras ilustres da ciencia na táboa periódica. 56 Boletín das Ciencias

Chegamos así ao século XXI onde continúan aparecendo exemplos de persoeiros da ciencia na táboa periódica. O elemento químico con Z=112 descuberto no ano 1996, ununbio, pasou a ser chamado a

Kopernik. E máis actualmente, atopamos dous elementos químicos que honran o labor de dous científicosprincipios dopertencentes ano 2009 ao copernicio Instituto (Cn), Central en lembranzade Investigacións do astrónomo Nucleares e científicode Dubna: polaco flerovio Mikołaj (Fl), Georgy N. Flerov, e oganesson (Og), Yuri Oganessian.9 A modo de anécdota, atopamos tres elementos cuxo nome de maneira indirecta podería derivar dalgún persoeiro da ciencia. Gadolinio (Gd) e samario (Sm) derivan das súas correspondentes menas: gadolinita e samarskita que á súa vez, reciben o nome na honra do químico e xeólogo finés Johan Gadolin e do coronel ruso funcionario de minas Samarski, respectivamente. O galio descuberto por Paul E. Lecoq de Boisbaudran, deriva do nome de Francia en latín; mais le coq significa “o galo” en francés. Finalmente, na nosa querida táboa periódica podemos observar a moitos persoeiros importantes (táboa 4), o que supón a meirande honra para un científico ou científica. Aínda que en moitos casos se priman máis intereses políticos por perdurar na historia que o simple feito de lembrar a un personaxe da ciencia. Na táboa 4 faise unha composición cos persoeiros e coas persoeiras hoxe representados na Táboa Periódica. Nótese que tamén introducimos a Gadolin e a Boisbaudran; pero non a Samarski.

5. OS ELEMENTOS QUÍMICOS E OS PAÍSES DOS SEUS DESCUBRIDORES Neste apartado faremos un percorrido na Xeografía da Táboa Periódica4 indicando a nacionalidade dos 109 elementos descubertos ao longo da historia, sen ter en conta os 9 restantes que clasificaremos como prehistóricos. Facendo esta clasificación seremos quen de coñecer que país descubriu cada un dos elementos e cal levaría a insignia de ouro pola súa potencialidade científica. Cómpre sinalar a controversia aínda existente hoxe en día acerca dos países aos que se lles debe atribuír a nacionalidade de certos elementos en cuestión. Neste punto, aínda que existen diversas formas de clasificación dos elementos químicos segundo a súa nacionalidade, eliximos clasificalos tendo en conta o lugar do seu descubrimento.

Gráfico 3. Os países descubridores dos elementos químicos. Por un lado, preséntase a táboa periódica indicando a bandeira do país onde se descubriron os elementos químicos (táboa 5). Naqueles casos onde existe debate decidiu outorgárselle nacionalidade compartida entre os correspondentes países. 57 Nº 87 – Xullo 2019

Por outro lado, no gráfico 3 indícase a porcentaxe de elementos descubertos por cada país mostrando unha clasificación que facilita a visualización da potencialidade científica que posúe cada un dos países. A continuación faremos unha análise máis detallada para entender o resultado desta clasificación. Como se pode ver no gráfico 3, Alemaña, Reino Unido, Estados Unidos, Suecia e Francia sitúanse no máis alto en número de elementos descubertos, dando conta da súa capacidade científica, mentres que por outra parte atopamos países coma Rusia, España, Suíza, Dinamarca, Austria, Finlandia, Romanía e Italia, cun número de descubrimentos moito menor aínda que tamén de gran importancia.

Táboa 5. Táboa periódica dos elementos químicos clasificados segundo a procedencia do seu nome.

Na cima de todo atopamos a Alemaña e Reino Unido. En Alemaña fóronse descubrindo elementos ao longo de toda a historia da ciencia: comezando na época do Medievo co descubrimento de fósforo (P), arsénico (As), antimonio (Sb) e bismuto (Bi), pasando polos séculos XVIII que é cando se descubre o uranio (U). O s. XIX co descubrimento de elementos como o cadmio (Cd) e o radon (Rn), o s. XX onde se descobren moitos elementos do último período [hassio (Hs), meitnerio (Mt), darmstadtio (Ds), roentgenio (Rg),…] ata principios do noso século cando a IUPAC confirma o descubrimento dun novo elemento que tras longas disputas terminará coñecéndose como copernicio (Cn). No caso de Reino Unido, a diferencia do anterior, destaca polo descubrimento de elementos químicos soamente nas épocas anteriores ao século XX; debido á ausencia de tecnoloxía nuclear. A pesar disto, teñen descuberto 21 elementos entre os cales atopamos grandes coñecidos coma algúns metais alcalinos e alcalinotérreos [sodio (Na), potasio (K), magnesio (Mg), calcio (Ca), estroncio (Sr), bario (Ba)] ou os gases nobres [helio (He), neon (Ne), argon (Ar), cripton (Kr), xenon (Xe)]. No segundo posto atopamos a Estados Unidos, cuxa contribución se centrou dende mediados do século XX ata a actualidade grazas a que dispoñen de tecnoloxía nuclear e aceleradores de partículas moi potentes. Atribúenselle os descubrimentos da maioría dos actinoides obtidos durante o século XX e, ademais, exerce un importante papel no descubrimento xunto a Rusia dos elementos máis recentes da táboa periódica: moscovio (Mc), livermorio (Lv), ténnesso (Ts) e oganesson (Og). 58 Boletín das Ciencias

Na terceira posición atópase Suecia, quen destaca polo descubrimento durante o século XVIII de moitos metais de transición, entre os cales se atopan algúns moi coñecidos como o cobalto e o níquel. Ademais, foron os descubridores das chamadas terras raras. Descubriron a terra itria que por desagregación deu orixe aos óxidos de terbio (Tb), erbio (Er) e ao propio itrio (Y). A maiores foron capaces de desenvolver, mediante un procedemento complexo, a tecnoloxía para a separación química destas terras que permitiría obter os metais chamados lantanoides. Na cuarta posición, tamén cunha elevada capacidade científica, atopamos a Francia que contribuíu á táboa periódica co descubrimento, dende o século XVIII e ao longo dos séculos XIX e XX, de 13 elementos máis un compartido con Alemaña. O último elemento achegado foi o francio (Fr) descuberto por Marguerite Perey no ano 1939. Cómpre sinalar que tanto o polonio (Po) coma o radio (Ra), preparados por Pierre e Marie Curie adscribímolos a Francia e non os contabilizamos na patria de Maria Slodowska: Polonia. Rusia tamén é outro dos países sobranceiros, que contribuíu co descubrimento do rutenio (Ru), máis nove compartidos cos americanos. O uso da tecnoloxía nuclear medrou moito nos últimos anos e deu lugar á síntese de novos elementos: moscovio (Mc), livermorio (Lv), ténnesso (Ts) e oganesson (Og). Hai algúns outros países cuxa presenza no Sistema Periódico é menor, pero que tamén se atopan representados coma Suíza, España, Austria, Dinamarca, Finlandia e Italia. Particularmente, queremos destacar a grande aportación de España no ámbito da química. Debemos subliñar a importante participación que tiveron os españois na historia da metalurxia e no descubrimento de tres elementos do sistema periódico: o platino (Pt), o volframio (W) e o vanadio (V). Cos exemplos de clasificacións ofertados cremos abonda para que se comprenda canto se pode facer na aula para que o noso alumnado traballe sobre o Sistema Periódico. Trátase de que consigamos que se ilusionen facendo a súa propia táboa para que a coloquen no seu laboratorio de modo que, coñecendo os elementos, cheguen a querela como propia ou cheguen a facelos seus.

6. A PRESENZA DOS ELEMENTOS QUÍMICOS AO NOSO ARREDOR A contribución científica é indispensable para o progreso e a mellora da nosa calidade de vida, así como tamén é importante a existencia de cidadáns cunha actitude positiva cara a ciencia que lles permita comprender e opinar sobre os novos avances tecnolóxicos e científicos aos que se enfronta a nosa sociedade. Como xa indicamos con anterioridade, un dos retos aos que se enfrontan os docentes hoxe en día é ao aumento das actitudes negativas por parte do alumnado cara as súas materias. Probablemente, unha das razóns polas que o alumnado adopta esta actitude é porque a metodoloxía utilizada na aula é moi abstracta e carece de relacionar os contidos coa vida cotiá.10 Neste apartado búscase establecer relacións entre os elementos que compoñen a táboa periódica, coa súa abundancia na codia; a súa presencia tanto na materia viva como na materia inerte; a súa importancia na vida cotiá; que elementos son tóxicos ou esenciais; a importancia vital dalgúns destes elementos; a necesidade de reciclar os elementos...etc. Vexamos como establecer a implicación do alumnado, e conseguir a súa motivación, analizando algúns destes aspectos. Cantos elementos son moi escasos e vitais? Un dos aspectos fundamentais con respecto aos elementos químicos ten que ver coa súa abundancia na codia terrestre. Tal como se amosa na táboa 6 e no gráfico 4, non todos os elementos químicos están 59 Nº 87 – Xullo 2019 de igual maneira representados. Elementos tremendamente coñecidos pola sociedade coma o litio e o cromo ou menos coñecidos como os lantanoides teñen unha presenza moi pequena na codia terrestre. A análise do gráfico 4 serve para facernos caer na conta da abundancia relativa dos elementos integrantes da táboa periódica e pode servir para facer, na aula, traballos co alumnado sobre os máis diversos temas. De entrada comprender os poucos elementos que teñen unha auténtica representación (abundancia) na codia terrestre e, sendo isto evidente, que acontece cos restantes elementos coñecidos?

Magnesio Titanio Potasio 1% Terras raras 2% 2% ≈5% Sodio Calcio 3% 3% Osíxeno Ferro 45% 5%

Alumino 8%

Silicio 26%

Gráfico 4. Porcentaxes dos elementos máis abundantes da codia terrestre.

Táboa 6. Abundancia dos elementos químicos na codia terrestre. 60 Boletín das Ciencias

O feito da abundancia dos elementos na codia terrestre (táboa 6) crea un novo problema para a sociedade, xa que moitos destes elementos son os chamados metais estratéxicos (cerio, neodimio, terbio, praseodimio, itrio...) esenciais para o desenvolvemento de novas tecnoloxías (industria da automoción, electrónica ou aeroespacial entre outras), xa que posúen propiedades únicas que os fan insubstituíbeis;11 que acontecerá cando se esgoten? como enfrontaremos un futuro sen eses elementos? Que acontece cos outros elementos que, aínda, son menos abondosos? Que tipo de temas variados podemos elaborar co noso alumnado, insistindo na idea da súa abundancia, para comprender e relacionar a abundancia/escaseza dos elementos químicos coa súa importancia vital? Temas como:

. Cantos elementos compoñen o corpo humano? . Cantos elementos químicos son esenciais? . Cantos elementos químicos son tóxicos? . Hai moitos elementos químicos medicinais? . É o litio un metal importante? . Cantos elementos químicos hai nun teléfono móbil? Seguidamente consideraremos algúns outros temas dun modo esquemático. Problemas xeopolíticos Xunto coa pouca abundancia destes elementos de relevante importancia xorde outro problema de índole política. China é o maior exportador de lantanoides do mundo (90%). Este monopolio xunto coa limitación imposta polo goberno chino supuxo un incremento de prezo dos lantanoides nos últimos cinco anos. Dende a Unión Europea acordouse reducir o máximo posíbel as exportacións e autoabastecerse entre os países membros. E por iso, que se puxo en marcha no ano 2013 o proxecto EURARE12 (figura 3) cuxo obxectivo era establecer as bases para unha industria europea sostible de terras raras que garantiría os avances das diferentes industrias europeas no futuro. Obsérvese na figura 3 as menas de lantanoides existentes na península ibérica. O problema do litio Atopámonos no século do desenvolvemento tecnolóxico, desenvolvemento que está condicionado, no noso planeta, debido ao abuso da utilización de hidrocarburos como principal fonte de enerxía. É por isto polo que é necesaria a busca de alternativas máis sostibles para reducir o dano que facemos ao medio ambiente. Unha das alternativas atopadas ata hoxe para reducir estas emisións ao medio ambiente é a utilización do ión litio tanto nas baterías de dispositivos electrónicos coma nos coches eléctricos, ademais tamén é coñecida a súa importante aplicación nas tecnoloxías renovables. Con todo isto, poderiamos dicir que o litio é un elemento químico sostíbel.13 Cómpre subliñar que, o litio é xunto co cesio o metal alcalino menos abondoso na codia terrestre, a súa abundancia é de 18 ppm, semellante á doutros metais ben coñecidos como galio, niobio ou estaño e moito máis abondoso que outros moitos elementos como o arsénico, o chumbo ou cobalto. Ocupa un lugar medio entre os metais existentes na codia terrestre, pero o problema radica en que se atopa moi diseminado por toda a codia e, ademais, os seus sales son moi solubles e difíciles de cristalizar para obter o metal por electrólise das mesturas eutécticas LiCl/KCl. Todo o anterior incide sobre a abundancia deste metal e da súa dificultade de obtención. 61 Nº 87 – Xullo 2019

Figura 3. Fontes e recursos de terras raras na UE.

Por outro lado, é ben sabido que un dos usos máis importantes que ten o litio é como medicamento para combater a depresión, sen embargo, o abuso da utilización do litio como elemento sostible nas novas tecnoloxías, xunto coa súa escaseza e dificultade de obtención, está a poñer en risco a súa presenza na codia terrestre. Sabendo que existen outras posibilidades sostibles de baterías formadas por elementos químicos como o magnesio, o calcio e o aluminio, que son moito máis abundantes na codia terrestre que o litio... Non cumprirá cambiar de actuación? É lóxico poñer en risco a súa desaparición sabendo que é o único elemento químico coñecido ata agora que se pode utilizar como antidepresivo? Cómprenos tomar en consideración todos estes aspectos e tratar de regular o uso/reciclaxe do litio a partir de todas as utilizacións actuais? Cantos elementos químicos hai nos teléfonos móbiles? Os smartphones son os dispositivos electrónicos máis empregados na actualidade e, por iso, queremos ilustrar que elementos químicos están presentes nestes dispositivos (táboa 6). Elementos como o cobalto, níquel, litio ou carbono son parte fundamental na batería dos nosos teléfonos, outros coma o 62 Boletín das Ciencias silicio, fósforo, arsénico, antimonio, boro, indio ou galio constitúen a parte electrónica, entre outros elementos químicos. Como se pode observar (táboa 6) existe unha enorme variedade de elementos químicos que se utilizan dunha maneira ou outra na fabricación dun teléfono móbil. Na táboa 6 indícanse eses 29 elementos. Utilizando este tema pódese implicar ao alumnado no coñecemento deses elementos químicos, así como no feito de que a abundancia dalgúns destes elementos sexa crítica nos vindeiros cen anos (Ga, As, Ag, In, etc). Que facer cando se esgoten? Como conseguir controlar o seu uso? Cal é a urxencia na reciclaxe de todos eses elementos? Preguntas e máis preguntas que se pode formular ao alumnado na aula para motivalo na necesidade de coñecer os elementos químicos que integran o Sistema Periódico. Tanto para a industria coma na sociedade cómpre maximizar os nosos recursos e concienciarse na reciclaxe. Desta maneira poderemos garantir non só un mañá tecnolóxico senón un futuro para as vindeiras xeracións. Finalizamos este capítulo abondando na necesaria motivación do noso alumnado na aula. Cómpre que botemos man de alternativas como as aquí amosadas para conseguir interesalos na necesaria aprendizaxe da nosa materia.

7. REFERENCIAS

1. O. Val Castillo, An. Quím., 2015, 111, 109. 2. P. Román Polo, An. Quím., 2015, 111, 247. 3. P. A. Segura Delgado, La enseñanza de la tabla periódica: una propuesta desde un enfoque histórico, 2017. 4. J. Elguero, An. Quim., 2007, 103, 70. 5. S. Stuart, Nomenclature of Inorganic Chemistry, Pergamon, 2º Edición, 1971. 6. L. B. Guyton de Morveau, A. L. Lavoisier, A. F. Fourcrov, Méthode de Nomenclature Chimique, Paris, 1787. 7. -Noya, M. Vázquez, O nome e o símbolo dos elementos químicos, Ed. Xunta de Galicia, Secretaría Xeral de Política Lingüística, Centro Ramón Piñeiro para a Investigación en Humanidades,a) M. R. Bermejo, Santiago A. M. de González Compostela, 2006 O nome e o símbolo dos elementos químicos, XVIII Congreso de ENCIGA, 2005, 73. . b) M. R. Bermejo e A. González Noya, 8. M. Martínez- -Noya, M. J. Romero, R. Pedrido, O sistema periódico en cifras, XXII Congreso de Enciga, 2009, 67. Calvo, M. R. Bermejo Patiño, A. González 9. -Noya, M. Maneiro Maneiro, Guía dos elementos químicos. Historia, propiedades e aplicacións, Ed. Xunta de Galicia, Consellería de Cultura, Educación e Ordenación Universitaria, CentroM. R. Ramón Bermejo Piñeiro Patiño, para A. M.a Investigación González en Humanidades, Santiago de Compostela, 2018. 10. Franco-Mariscal, A., J. y Oliva-Martinez, J. M. (2013). Evolución en el alumnado de la idea de elemento químico a lo largo del bachillerato. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 10(3), 353-376. 11. E. Alonso, A. M. Sherman, T. J. Wallington, M. P. Everson, F. R. Field, R. Roth, R. E. Kirchain, Environ. Sci. Technol., 2012, 46, 3406. 12. Páxina web do proxecto EURARE: http://www.eurare.eu/home.html 13. Montes Barea, F. J. (2016). Geopolítica de los recursos estratégicos: el litio. Universidad de Córdoba, Córdoba, España. 63 Nº 87 – Xullo 2019

BUSCADORES DE ELEMENTOS, CONSTRUTORES DO

SISTEMA PERIÓDICO

ARMESTO RAMÓN, CONSTANTINO

IES Illa de Tambo, Marín

1. INTRODUCIÓN No ano 1869, hai cento cincuenta anos, Dimitri Mendeleiev

preeminente publicou unha táboa periódica dos elementos quı́micos que, desenvolta e refinada, é, quizá, unha das leis cientı́ficas que exerceu máis influencia. A táboa, que ocupa un lugar no estudo da quı́mica, é unha das ideas máis frutı́feras da ciencia moderna, quizá comparable coa teorı́a de evolución de Darwin ou coa teorı́a da tectónica global. A diferenza da mecánica de Newton, non foi desmentida pola fı́sica moderna e, a pesar dos profundos cambios habidos na ciencia durante o séculos XX e XXI (pénsese na teorı́a da relatividade e na mecánica cuántica), a estrutura básica da táboa e nonacharon sufriu os unhadistintos transformación elementos radical, senón que se adaptou e madurou. Sinalemos algúns sabios que interviñeron na súa construción, sen esquecernos dos que, previamente, buscaron quı́micos.

Figura 1. Sistema Periódico da fachada da Facultade de Química da Universidade de Murcia

64 Boletín das Ciencias

2. UN ELEMENTO E SÓ UN (TALES)

En Grecia, hai dous milenios e medio, por vez primeira na historia, algúns individuos tiveron unha idea revolucionaria: sen recorrer aos mitos, explicar os fenómenos naturais co único auxilio da súa razón e das súas observacións: niso estamos agora. Xenófanes, que naceu en Colofón, ao norte de Mileto, 570 cabalosanos antes e de JC escribiu “Os seres humanos crearon deuses á súa propia imaxe”: Os negros pensan que os deuses son negros coa cara plana, os tracios imaxínanos louros con ollos azuis. Se os bois, leóns soubesen pintar, representarían deuses con aspecto de bois, cabalos e leóns! Neste ambiente naceu a ciencia. O pensamento racional, libre por fin das ataduras dos deuses, comezara a súa andaina, e o seu nacemento foi a gran fazaña que os humanos temos que agradecer a Grecia. No século VI antes de Cristo, Mileto era unha cidade situada na beira oriental do mar Exeo, unha gran urbe próspera, cosmopolita e cunha florecente vida comercial que impulsou as artes e as ciencias, doscomo seus París máis ou ilustresLondres cidadáns: contemp oráneos.Tales, nomeado Daquel comoMileto o apenas primeiro queda dos seteo po sabiose as pedras, de Grecia por ,non era quedar,un rico, nin o porto queda, afastado varios quilómetros da cidade. Pero o ceo é o mesmo que contemplou un culto e curioso comerciante nado cara ao 624 antes de Cristo. Tales fíxose preguntas sobre a orixe da materia do universo; e a partir da observación da natureza, expuxo as razóns polas que concluía que a auga debería ser a orixe de todo. A súa gran orixinalidade consistiu en dar, por primeira vez, unha, nin explicación a partir das observacións e da razón. Foi o primeiro sabio que non buscou un deus para combater o temor que nos produce a natureza; tentou saber sen a axuda da maxia, nin do milagre do misterio. Fronte ao mito, á ficción, ao inexplicable opuxo a vontade de entender, o gusto polo concreto, a paixón polo sensible. A idea esencial consiste na crenza que existe unha realidade que pode ser comprendida: desde entón ata hoxe os científicos non fixemos máis que seguir o camiño aberto por este home.

Figura 2. A escola de Atenas

3. COMEZA A PROCURA DA ORDE (PITÁGORAS)

Non incumbe a este relato mostrar os inmensos avances logrados por Pitágoras e os seus discípulos en aritmética e xeometría, si, en cambio, debo destacar outra faceta do sabio: aplicou as matemáticas á natureza. Cando Pitágoras atribuíu números á escala musical foi o primeiro que reduciu a calidade a cantidade: o primeiro paso en cuantificar a natureza: un dos alicerces da ciencia. A visión pitagórica do mundo foi tan duradeira que aínda hoxe empapa o noso pensamento e o noso mundo: o urbanismo xeométrico da cidade de Nova York é un canto a Pitágoras. Tales e os seus sucesores foran materialistas no sentido de buscar a materia que constitúe o universo, Pitágoras e os seus discípulos facían fincapé nos números, nas proporcións, no esquema; un e outro, materia e forma, estrutura e función, átomos e leis cuánticas, corpúsculos e ondas, o péndulo empezou a oscilar e o seu tic tac oirase ao longo de 65 Nº 87 – Xullo 2019

toda a historia da ciencia. Imos seguir ese tic tac ao longo deste artigo: buscaremos os elementos químicos que constitúen o mundo por unha banda e o esquema que os relaciona, que acabaremos chamando táboa periódica, por outro. 4. OS ELEMENTOS MULTIPLÍCANSE (EMPÉDOCLES E DEMÓCRITO)

Tales e os primeiros filósofos naturais vían que todo mutaba na natureza: os animais movíanse, as onubes que contemplamos; convertíanse en pero choiva, como o era barro posible transformábase converter u en vida, como eran posibles os cambios? Supuxeron que un elemento, xa fose a auga, ou quizá o aire ou talvez o lume, transformábase en todo nha única materia prima en todo o demais? Como resolver o problema do cambio? Parménides de Elea elixiu fiarse da razón antes que dos sentidos; porque, mentres que estes ofrécennos ilusións do mundo, aquela indícanos que nada pode saír da nada, por tanto, todo o que existe é eterno; en conclusión, nada cambia. O seuento contemporáneo, lineal ou do Heráclito de Éfeso, pensaba o contrario, os sentidos acertan: o cambio é o trazo básico da natureza, todo cambia, nada dura eternamente. As leis de conservación da enerxía, do mom momento angular da física e a lei de conservación da masa da química son herdeiras das ideas de Parménides; a entropía e as teorías da evolución da vida, da humanidade, do universo ou da Terra inspíranseEmpédocle na premisa de Heráclito. s, primeiro, e Demócrito, despois, concilian as opinións contraditoriases elaborou de Heráclitounha nova e Parménides: os sentidos non nos enganan cando vemos os cambios na natureza, pero tamén acerta a razón cando nos indica que nada cambia. Durante o século V a. C. Empédocl explicación: non era un, senón catro os elementos constituíntes do universo, a auga, o aire, o lume e a terra; todo está composto por estes catro elementos mesturados en distinta proporción. Os cambios da natureza débense a que estes catro elementos mestúranse en distintas proporcións e separan continuamente: cando morre unha azalea ou un coello os catro elementos que se uniron nunha proporción concreta volven separarse, este é o cambio que vemos; pero a terra, o aire, o lume e a auga amor,permanecen que atrae inalterables. aos elementos, Os cociñeiros e o odio fanque algo os separa; parecido: Empé conseguen unha inxente variedade de pratos mesturando de modos diferentes uns poucos ingredientes. E as forzas que causan os cambios son o docles distingue entre elementos e forzas, os físicos actuais, usando nomes menos fermosos, tamén o fan. elementosDemócrito –deos Abdera,átomos- que viviu no século V a. C., atopou unha solución máis elaborada ao paradoxo que expuxeran Heráclito e Parménides; supuxo que todas as cousas están formadas por moitos que se moven no baleiro e continuamente mestúranse en distintas proporcións e separan. Con algúns matices (a idea é aplicable na Terra, non no Sol), iso seguimos pensando agora. As cousas nacen, morren e transfórmanse, pero en realidade o único que ocorre é que os átomos, uns obxectos pequenos, duros, invisibles, eternos e inalterables, xúntanse, adoptan momentaneamente unha configuración e sepáranse. Soamente-que existen permaneceu os átomos esquecida e o baleiro, durante o demai máiss é de aparencia. dous mil anos- dousAristóteles mil anos, eludiu ata Copérnico,a teoría de Kepler,Demócrito Galil e tomou as ideas de Empédocles para elaborar unha física e unha cosmoloxía, que se mantivo vixente eo e Newton. Aos catro elementos engadiu o éter, o elemento co que están feitos os corpos celestes, ignorando que Anaxágoras (no século V a. C), despois de estudar un meteorito, chegou á conclusión que os astros están feitos da mesma materia que a Terra. 5. NADA NOVO BAIXO O SOL (DOUS MIL ANOS DE SOMBRA)

Desde a morte de Aristóteles no 322 a. C. ata o ano 1661 pasaron dous mil anos; caeu o imperio romano e foi substituído por tres rexións culturais, Europa occidental, o imperio bizantino (Europa oriental) e o Islam que ocupou o norte de África e oriente medio. Pero no que se refire ao esclarecemento da estrutura da materia, á procura dos elementos e da orde entre eles, nada hai que engadir. Si, houbo 66 Boletín das Ciencias técnicos –nomeábanse artesáns- minerais, ti embalsamadores, que traballaron coas diferentes formas da materia, sexan metais, nguiduras ou herbas: os ferreiros, oleiros, herboristas, boticarios, tintureiros e alquimistas; o labor principal destes últimos consistiu en transmutar metais en ouro; non o conseguiron, pero sintetizaron os ácidos minerais fortes, quizais o achado químico máis importante antimonio,despois da fabricaciónbismuto e do ferro. Recapitulemos, os antigos coñecían nove elementos, o carbono, xofre, ouro, prata, cobre, ferro, estaño, chumbo e mercurio, os alquimistas engadiron á lista, o arsénico, cinc; pero ningún dos trece elementos foron recoñecidos como tales. En resumo, ata o século XVII manexábanse os catro elementos de Empédocles e o éter de Aristóteles.

Figura 3. Á esquerda, Demócrito e o átomo, á dereita, Robert Boyle

6. QUE ELEMENTOS SON REALMENTE ELEMENTOS? ROBERT BOYLE

Comezou a revolución científica cando Nicolás Copérnico publicou, en 1543, unha teoría que cuestionaba a cosmoloxía de Aristóteles: a Terra xira ao redor do Sol, e non ao revés. Aínda por riba, Francis Bacon dubida ata da propia lóxica aristotélica, a dedución non era a maneira correcta de facer ciencia, senón a indución: observar primeiro, para construír teorías despois. Galileo, aínda que non foi o primeiro en observar, medir e experimentar antes de teorizar, si aplicou con xenio o novo método e popularizouno. A revolución científica afectou a todos os saberes e tamén á alquimia. En 1661, Robert equivocadoBoyle publicou na “Omecá químico escéptico” onde recolle a vella pregunta de Tales co novo espírito da ciencia, e conclúe que debe realizarse un arranque novo na procura de elementos. Se Aristóteles estaba nica, como demostrara Galileo, e, probablemente, tamén na astronomía como argumentaban Copérnico, Kepler e Galileo, non erraría tamén no que se refire á constitución do mundo? Boyle estimou que, para iniciar o coñecemento da estrutura da materia, os elementos debían definirse con precisión; e tal definición, de acordo coa nova ciencia, non podía ser teórica, senón experimental: unha substancia sería un elemento se non se podía romper. A ciencia química quedaba enmarcada no bo camiño. Que sucedía entón cos antigos elementos? A terra estaba formada por substancias máis simples,a dividirse o lume en non era unha substancia, a auga e o aire eran problemas máis espiñentos, pois na época ningunha das dúas podía descompoñerse noutras máis simples. Boyle sabía que o ouro non podí substancias simples; con todo non cría que fose un elemento (os prexuízos aristotélicos confundían, mesmo, o pensamento do máis escéptico). A tentativa de fabricar ouro por transmutación continuou; ata os gobernantes interesábanse polo proxecto, máis aínda que os actuais por construír bombas 67 Nº 87 – Xullo 2019

atómicas: Cristián IV de Dinamarca e Fernando II, emperador de Sacro Imperio romano, acuñaron ouro preparado por alquimistas!, Federico I de Prusia, quizá menos inxenuo, aforcou ao alquimista que o estafou. Ata o insigne Isaac Newton embarcouse en tal mester, coa mesma ausencia de éxito que mentes menos ilustres. Mentres tanto, outros investigadores, que xa se chamaban químicos, illaron novos elementos, non metais como o fósforo, nitróxeno, osíxeno, hidróxeno ou cloro e moitos metais, desde o cobalto e desenvolvníquel, acompañantes do ferro, ata o volframio (por Juan e Fausto Elhúyar) e o platino (por Antonio de Ulloa) e algún máis que non nomeo para non cansar ao ilustrado lector. Con todo, non se podía er a ciencia química sen sistematizar todo o sabido e para iso requiríase medir, había que pesar, necesitábanse os números; en poucas palabras, demandábase o método experimental que aplicou con inigualable mestría Antoine Lavoisier. Coa publicación do “Tratado elemental de Química” (1789), escrito polo sabio francés, emerxe o primeiro texto moderno de Química. Xa non cabia dúbida: os catro elementos de Empédocles foron refugados, Aristóteles estaba superado. Establezo unha analoxía para valorar na súa xusta medida ao sabio químico. Copérnico, Kepler e Galileo poñencos asde bases toda da nova astronomía, a mecánica nace con Galileo; sobre tales ombreiros de xigantes Newton escribe “Principios Matemáticos da Filosofía Natural” (1687). Unha vez publicado o libro, os físi Europa consideran que existe unha teoría física e unha cosmoloxía que superan ás de Aristóteles; e construídas cun método diferente, un método que, aínda con variantes, seguimos aplicando agora, un método científico. Boyle representa para a química o que Galileo para a física, o inicio da aplicación dun método científico; e Lavoisier é para a química o que Newton para a física, o inicio da ciencia moderna.

Figura 4. Á esquerda, John Dalton, á dereita, Stanislao Cannizaro.

7. A TEORÍA ATÓMICA (JOHN DALTON LEMBRA A DEMÓCRITO)

Lavoisier propuxo unha lista de trinta e tres elementos (só vinte e tres auténticos). A medida que pasa o tempo a lista alóngase e compróbase que moitos elementos posúen propiedades comúns, con todo uns non poden transmutarse noutros: o chumbo non se transforma en ouro, nin o cobalto ou níquel en inmutabilidadeferro, a pesar de dos ser elemento moi similares, tampouco son iguais o hidróxeno, nitróxeno e osíxeno, gases incoloros os tres. Que distingue entón a uns elementos doutros, segundo a nova química? A clave da s estaba nunha idea que xa desenvolvera Demócrito de Abdera: cada elemento está formado por partículas, invisibles, inmutables e indivisibles, os átomos. descubriron Antoine Lavoisier, Joseph Louis Proust, Jeremías Benjamín Richter e outros investigadores e formularon unha serie de leis das combinacións químicas, totalmente experimentais; a priori carentes de conexión, todas elas foron explicadas mediante a teoría exposta por John Dalton no 68 Boletín das Ciencias

“Novo sistema de filosofía química” (1808). Dalton conxecturou que as substancias están formadas por átomos, e que cada elemento está formado por unha única clase de átomos. A clave consistía en axuntar a teoría de Demócrito coas leis obtidas pola experimentación; os números importaban e os números extraíanse das medidas feitas na natureza. A filosofía natural: converteuse en ciencia. Dalton tamén elaborou unha táboa de masas atómicas relativas dun gran número de elementos e decidiu que a distinción crave entre os distintos elementos residía nun número: a masa atómica. Xa había unha explicación razoable das causas polas que non se podía transmutar o chumbo en ouro, ou o níquel en 8.ferro. O CONGRESO Cada un deles DE está KARLSRUHE formado por (DE átomos NOVO distintos, PITÁGORAS) que teñen unha masa atómica fixa e inalterable.

Martin Klaproth, Louis Vauquelin, William Wollastom, Smithson Tennant e outros químicos continuaron investigando. Preguntaban á natureza con ferramentas máis sofisticadas e enxeño cada vez máis agudo, e a natureza proporcionáballes respostas: atoparon trece novos metais, entre 1789 e compostos:1804. A lista pero de Lavoisier n incluía varias substancias (cal, magnesia, alúmina, sílice, barita) que, aínda que segundo os criterios de Boyle eran elementos, os químicos suspicaces sospeitaban que eran on conseguiron demostralo ata que atoparon o medio: a electricidade. certo, Jöns o Berzelius vanadio e Humphry Davy convertéronse nos maiores cazadores de elementos do seu tempo; dezaseis novos elementos descubríronse durante o seu maxisterio (ata 1830), nove por eles. Por identificouse de maneira oficial nesta época, aínda que xa fora descuberto antes por Andrés Manuel del Río. Os químicos contaban cincuenta e catro elementos diferentes. Desde Tales, a pregunta de que elementos está feito o universo tivera unha colleita asombrosa; pero cantos faltaban por descubrir? Como nomealos? Berzelius propuxo nomear cada un cunha ou dúas letras iniciais do nome; aínda fixo outra cousa máis, estableceu as masas atómicas dos átomos con máis precisión; curiosamente este labor impagable non atopou eco nos seus contemporáneos, entre outras razóns porque os químicos da época tiñan dificultades para distinguir os átomos das moléculas. Era necesario conseguir consensos e a mellor maneira consistía en reunir aos máis importantes químicos de Europa para discutir o asunto: Friedrich Kekulé e outros científicos fixeron a convocatoria. En 1860 celebrouse o Primeiro Congreso Internacional de Química, en Karlsruhe. O protagonista indubidable, Stanislao Cannizaro, quen defendeu con lucidez e contumacia a validez da teoría atómica, a distinción entre átomos e moléculas, e a posibilidade de determinar a masa duns e outras. Logrou convencer aos asistentes. Despois do Congreso de Karlsruhe, as masas atómicas, imprescindibles para determinar as fórmulas dos compostos sólidos e das moléculas, convertéronse nun tema de intensa investigación. Ao que contribuíu, se cabe máis, a hipótese de William Prout (1815): as masas atómicas dos elementos debían ser múltiplos enteiros da masa atómica do hidróxeno. O número converteuse no protagonista; e a el ativéronse os investigadores para determinar as semellanzas e diferenzas entre os elementos: de novo, a idea de Pitágoras. Ao fixarse no níquel e cobalto cabía esperar que as masas atómicas moi parecidas significasen propiedades semellantes: erro, as parellas cobre e cinc, xofre e cloro en nada se parecen, en cambio elementos con masas moi diferentes (sodio e potasio ou magnesio e calcio) son similares. Equivocáronse talvez os seguidores de Pitágoras? Wolfgang Döbereiner, en 1817 primeiro e en 1829 despois, decatouse que calcio, bario e estroncio tiñan propiedades físicas e químicas semellantes e que, aínda por riba, o que tiña unha masa atómica intermedia presentaba propiedades tamén intermedias. Outros tríos (xofre, selenio, teluro e cloro, escribiubromo, iodo) a lista presentan dos eleme a mesma pauta; aínda que o investigador quedou fascinado, moitos químicos considerárono un xogo de números, nada máis. En 1862, Alexandre Émile Béguyer de Chancourtois ntos nunha columna en espiral, nesta disposición as tríades de Döbereiner atopábanse nunha liña vertical: aparecía orde no caos, pero os químicos ignorárono tamén. En 1864, John Alexander Newlands decatouse que, dividindo a lista de elementos en columnas de sete, segundo a orde de masas atómicas, conseguía unha pauta de semellanzas. Aínda que explicaba as tríades e atopaba outras semellanzas entre os elementos, a maioría dos químicos ridiculizaron a lei de Newlands (que bautizou como lei das oitavas) porque a maioría dos elementos non se axustaban ás pautas de 69 Nº 87 – Xullo 2019

asete. ma Julius Lothar Meyer, en 1870, tentou buscar a orde doutra maneira; ao representar os volumes atómicos fronte ás masas atómicas atopou regularidades; pautas que se volven maiores a medida que sa aumenta. O avance foi fundamental... pero chegou tarde: o ano anterior un químico ruso 9.publicara DIMITRI a táboaMENDELEIEV que se convertería na biblia dos elementos químicos. portancia das masas

Dimitri Mendeleiev asistiu ao congreso de Karlsruhe e convenceuse da im atómicas; aténdose a elas tentou buscaralencia orde nosobsérvase elementos. unha Tentouno orde: a enfocándosevalencia crece nas primeiro, valencias (quepara definira Edward Frankland, en 1852); se se fai unha lista dos elementos en orde crecente da súa masa atómica e á beira escríbese a súa v precursdecrecer despois, e volta a empezar, con pautas cada vez máis grandes. Sobre esta base de ciclos, Mendeleiev compuxo unha táboa periódica de sesenta e tres elementos. Sen desdeñar os seus ores, o xenio de Mendeleiev consistiu en considerar a periodicidadea un químicaaspecto como parecido unha ao lei da natureza e así a defendeu o resto da súa vida. Publicou a táboa en 1869 e pronto foi coñecida polos químicos de toda Europa; cando terminou de mellorala, presentab actualidade: sete períodos e quince familias. A táboa proporciona sentido aos elementos; as propiedades químicas dos elementos de cada familia parécense e existen ciclos que se repiten periodicamente. Aínda que os químicos quedaron impresionados; sen probas, alegaron, a táboa podía ser froito do azar. O broche de ouro de Mendeleiev, a súa fama perenne, consistiu en achar as probas, e dunha maneira extraordinariamente brillante pois ousou realizar arriscadas predicións. Cambiou a orde do teluro co iodo; e afirmou que, como a masa atómica do berilio, do indio e uranio, non encaixaban na táboa, eran incorrectas: máis adiante, demostrouse que tiña razón. Aínda por riba, na súa táboa aparecían ocos onde debían acharse elementos: o que podía ser unha crítica contundente, el converteuna nun gran éxito; pois afirmou, sen medo a equivocarse: os elementos existen, concretamente tres deles (o galio, escandio e xermanio), pero aínda non se descubriron: hai que buscalos. E estaba tan seguro da certeza da súa teoría, que se atreveu a deducir as súas propiedades aténdose ao lugar que ocupan na táboa periódica. O desafío intelectual estaba lanzado; se os elementos atopábanse, Mendeleiev sería un heroe da ciencia e a táboa periódica quedaría verificada máis aló de toda dúbida, se non… os adiviños non teñen cabida na Química. Os químicos, escépticos, non se tomaron en serio a táboa, ata que chegaron as probas: en 1874 apareceu o galio, en 1878 o escandio, en 1886 o xermanio. Ao fin alguén pescudara o suficiente sobre os elementos como para predicir a existencia duns que ninguén sospeitara: Mendeleiev acertara... ata nas propiedades que debían ter os descoñecidos. Os químicos recoñeceron que a táboa periódica era un descubrimento fundamental.

Figura 5. Á esquerda, Dimitri Mendeleiev, á dereita, selo coa figura de Yuri Oganessian. 70 Boletín das Ciencias

10. A TÁBOA PERIÓDICA COMPLÉTASE. CANTOS ELEMENTOS HAI?

Unha vez aceptada a táboa periódica, tratábase de enchela: quedaba un oco (tecnecio) no quinto período e algún máis (hafnio, renio, polonio, astato), no sexto. E resolver varios problemas: acháronse elementos semellantes ao lantano (por tanto situables no sexto período) que non tiñan cabida: cerio, unhaerbio, serie terbio d que, ademais, multiplicábanse como as malas herbas (ata once contabilizábanse en 1886, e aínda faltaban tres por descubrir). Aínda por riba, xurdiu un problema máis cando se descubriron e elementos gasosos inertes, o argón, neón, helio…, agás que a solución, neste caso, foi fácil: engadir unha nova familia: de quince pasábase a dezaseis, como propuxo William Ramsey: afortunadamente,Nas coa nova adición mesmo se perfeccionaba a táboa. décadas posteriores houbo que integrar outra serie de elementos: os radioactivos. Aínda que se producen de forma natural pequenas cantidades dos elementos transuránidos, foron illados por primeira vez nos laboratorios, o primeiro o neptunio, en 1940. A súa síntese expandiu considerablemente a táboa periódica, tanto que, no 2015, a Unión Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) recoñeceu a todos os elementos que completan a sétima fila; o último deles, o oganesón corresponde ao elemento 118, situado na columna dos gases nobres. Coa síntese do oganesón deberiamos stábotar claro as campásse o principio ao voo: dea idea que pitagórica os elementos de Mendeleiev de mesma triunfou… columna conda táboatodo, neste momento, os químicos empezan a sospeitar que algo non funciona, algo que podería minar a base da táboa. Non e compórtanse dunha forma similar segue sendo válido para os átomos moi masivos. A posible razón estriba en que algúns electróns dos núcleos máis masivos alcanzan velocidades relativistas, próximas á luz, sendo iso a causa dun comportamento anómalo e, por tanto, que o comportamento dos átomos difira do que se espera da súa posición na táboa. que O descubrimento dos elementos supermasivos achega aos químicos á illa de estabilidade, un termo se refire á posible existencia dunha rexión da táboa periódica, ignorada do elemento aínda, 126 onde será os dobremente elementos con números especiais de neutróns e protóns (chamados números máxicos) exhibirán unha maior estabilidade (quizá semanas ou anos); concretamente o isótopo 310 máxico, ou sexa, extraordinariamente estable. A existencia da devandita illa, que se estima comeza no elemento 120, estenderá a táboa periódica… ata onde? Cantos elementos novos acharanse? Cando se acabará a táboa periódica? Segundo Richard Feynman, o elemento 137 sería o último eráporque, o baleiro nun elemento superior, o electrón situado no orbital 1 s terá máis velocidade que a luz. Para Paul Dirac un elemento con máis de 173 protóns creará un campo eléctrico tan grande que descompoñ próximo ao núcleo absorbendo un electrón (que diminúe a carga do núcleo) e emitindo un positrón. Cabe sinalar que ambos modelos conteñen aproximacións que poderían ser falsas; polo que é máis seguroEn afirmar que ignoramos o posible final.

resumo, a táboa periódica, despois de acomodar os gases nobres, as terras raras e os elementos radioactivos, aínda permanece indemne. 11. XUSTIFICAR A TÁBOA PERIÓDICA. EXISTEN OUTROS SISTEMAS PERIÓDICOS?

Un problema adicional da táboa consiste- en que- potasio aparecen e cobal irregularidadesto- ao compaxinar o criterio de ordenación por masas atómicas crecentes e a agrupación por familias con propiedades químicas comúns: casos das parellas teluro iodo, argón níquel. Nas tres era necesario alterar o criterio: algo fallaba. Durante algún tempo, esta cuestión non puido resolverse satisfactoriamente ata que Anton van dean Broek propuxo a hipótese, que Henry Moseley demostrou por vía experimental en 1913: a carga do núcleo (o número atómico), non a masa atómica, é quen determina as propiedades periódicas do átomo e permítenos construír o sistema periódico. 71 Nº 87 – Xullo 2019

Aínda quedan máis dificultades. Como resolver o espiñento problema das terras raras que se aglomeraban no lantano? Onde colocar os actínidos? En 1945, Glenn Seaborg suxeriu que ambos, actínidos e lantánidos, enchen orbitais f no canto de d, como se pensaba entón; faltaba acomodalos na táboa, tarefa que executou Gil Chaverri Rodríguez.

Figura 6. Asistentes á reunión da IACS Association Internationale des Sociétés de Chimie (Bruselas, 1913). Sentados (esquerda a dereita): Tschugaeff, Van Laer, Werner, Guye, Haller, Ramsay, Ostwald, Paternò, Hanriot e Frankland . De pé (esquerda a dereita): Crossley, Casares, Wautérs, Fichter, Crismer, Cohen, Auerbach, Lowry, Hoogewerff, Walden, Petersen, Jacobson, Bjerrum, Menozzi, Biilmann, Béhal, Rodríguez Mourelo, Witt, Kurnakov, Hauser, Oglialoro e Marie .

Parémonos agora a observar a táboa periódica e recapitulemos. O número de columnas segue unha pauta: a primeira fila contén 2x1=2 elementos, as dúas filas seguintes 2x4=8 elementos, as dous seguintes 2x9=18 elementos, as dous seguintes 2x16=32 elementos. E xa acabamos cos cento dezaoito elementos que descubrimos ata o ano 2015. Atrévese o sagaz lector a prognosticar cantos elementos conterán as dúas filas da táboa periódica seguintes? Se conxecturou que 2x25=50, acertaría: converteuse nun fiel seguidor de Pitágoras… máis de dous milenios despois da morte do xenial matemático. Hai algunha lóxica nestes números? A explicación que se acepta actualmente da lei periódica xurdiu tras o desenvolvemento da mecánica cuántica: a ordenación dos elementos no sistema periódico está relacionada coa estrutura electrónica dos átomos, a partir da cal se poden predicir as súas propiedades químicas. O ordenamento electrónico mostra tendencias periódicas, pois os elementos situados na mesma columna da táboa teñen unha configuración electrónica similar. Con todo, a pesar dos esforzos de químicos e físicos, a teoría non puido explicar porqué os electróns ocupan as capas nunha orde concreta: as configuracións electrónicas dos átomos, sobre as cales repousa a interpretación moderna da táboa, non poden ser deducidas a partir da mecánica cuántica: a forma en que se enchen as capas electrónicas vén dada por probas experimentais. Aínda queda moito traballo por diante aos químicos teóricos. Que lle imos a facer! Ata agora estudamos o comportamento dos elementos ás presións habituais do noso planeta, ecuencia,pero non sempre se atoparán así. A presións extremadamente altas o número de electróns nun átomo non variará, pero si a súa disposición: aloxaranse dunha maneira distinta nas capas e, como cons modificaranse as súas propiedades. Concretemos, o potasio contén dezanove electróns: dez nas dúas primeiras capas, que están cheas; na terceira capa só ten aloxados oito e caberían dezaoito; un último electrón permanece na cuarta capa. Agora ben, podemos imaxinar que o último electrón aloxásese na 72 Boletín das Ciencias

terceira capa. En condicións habituais é impensable, pero a presións extremas a situación podería cambiar: o elemento segue sendo o mesmo, con todo, o noso coñecido potasio desaparecería e no seu lugar aparecerá un forasteiro con tres capas electrónicas no canto de catro, e nove electróns na capa exterior no canto dun. A tales presións, mentres non se inche totalmente unha capa electrónica, a seguinte quedará baleira. Os elementos formarán un sistema periódico, pero será outro, que presenta regularidades distintas. O cobre e o prometio serán metais alcalinos; e gases nobres, o níquel e neodimio… ou talvez as regularidades sexan moito máis complicadas. Lembremos que a presión no centro de Xúpiter alcanza oitenta millóns de atmosferas e en Saturno oito millóns. Non debe sorprendernos, por tanto, que, alí dentro, o hidróxeno sexa un metal, e é posible que un metal superconductor a temperatura ambiente! Cantas sorpresas máis nos esperan? 12. REFERENCIAS La búsqueda de los elementos

1. Asimov, Isaac (1962): “Breve historia de la Química ”. Plaza Janes, Barcelona, edición 1986. 2. Asimov, Isaac (1965): “ - ”. Alianza,O Madrid, nome e edición o símbolos 1984. dos elementos químicos

3. Bermejo, M. R., González Noya, A. M. e Vázquez, M. (2006): . Santiago de Compostela, Xunta deCiencia Galicia. y filosofía en la Antigüedad 4. Farrington, Benjamin (1971):Introducc “ ión a los conceptos y teorías de las”. Ariel,ciencias Barcelona, físicas edición 1984. 5. Holton, Gerald (1979): “ Los sonámbulos (I) y (II) ”. Reverté, Barcelona. 6. Koestler, Arthur (1959): “Historia de las ciencias 1.”. La Salvat, ciencia Barcelona, antigua, Ediciónla ciencia 1986. en oriente y en la Europa medieval 7. Mason, Stephen (1984): “ ”. Alianza, Madrid. Historia de las ciencias 2. La revolución científica de los siglos XVI y XVII

8. Mason, Stephen (1985): “ ”. Alianza, Madrid. Historia de las ciencias 3. La ciencia del siglo XVIII 9. Mason, Stephen (1985): “ Historia de la Humanidad. Desarrollo Cultural y ”Científico.. Alianza, Madrid.Tomo 7. El siglo XIX, I. 10. Morazé, Charles (1963): “ ” Planeta, Barcelona, edición 1982. Investigación y ciencia - 11. Scerri, Eric (1998): “Evolución del sistemaInvestigación periódico”. y ciencia - . 266 : 54 59. Noviembre. 12. Scerri, Eric (2008): “La tabla periódica”. Investigación. 379: y ciencia 50 56. Abril. - 13. Scerri, Eric (2013): “Fisuras en laQuímica tabla periódica”. recreativa . 266: 54 59. Agosto. 14. Vlasov, I. y Trifonov, D. (1986): “ ”. Akal, Barcelona. 73 Nº 87 – Xullo 2019

LEGADO ESPAÑOL Á TÁBOA PERIÓDICA

FERNÁNDEZ-GARCÍA, M. ISABEL GÓMEZ-FÓRNEAS, ESTHER RODRÍGUEZ-SILVA, LAURA ROUCO, LARA

Departamento de Química Inorgánica Universidade de Santiago de Compostela

1. RESUMO

A táboa periódica é instrumento de extraordinaria importancia xa que dota á ciencia en xeral e á quı́mica en particular dunha linguaxe común. España contribuı́u de forma significativa á construción da táboa periódica co descubrimento de tres elementos quı́micos: O platino descuberto polo mariño e matemático sevillano, Antonio de Ulloa, o vanadio illado polos irmáns logroñeses Juan José e Fausto Delhuyar no Real Seminario de Vergara e finalmente, o vanadio por Andrés Manuel do Rı́o, un madrileño que viviu e morreu en México.

Figura 1. Dimitri Mendeléyev e a súa inicial Táboa Periódica dos Elementos

74 Boletín das Ciencias

2. INTRODUCIÓN

Os elementos dos que está feito o universo agrupáronse de diversas formas ao longo da historia, este ano celebramos o 150 aniversario da publicación da primeira versión da táboa periódica moderna. En 1869 o químico ruso Dimitri Mendeléiev presentou o seu sistema de ordenación dos elementos que co paso do tempo, converteuse nunha icona internacional da química. (1) A xenialidade de Mendeléiev non foi só a de reunir nunha táboa periódica a todos os elementos químicos descubertos senón a de deixar espazos para aqueles que estaban aínda por chegar.(2) Seis anos despois da súa creación, tal como previra o científico ruso, ingresou o galio (1875), en 1879 fíxoo o escandio e ocorreu o mesmo co xermanio (1887) e o tecnecio (1937).(3) A táboa periódica moderna, recoñécese pola súa forma de muralla con torres, constituída por 18 grupos e 7 períodos.(4) Convértese nun instrumento de extraordinaria importancia xa que dota á ciencia en xeral e á química en particular dunha linguaxe común. A táboa orixinal de Mendeleiev necesitou a colaboración de centos de científicos, ao longo destes 150 anos, para converterse no sistema que os químicos utilizan hoxe. O obxectivo deste artigo é resumir o papel de España no descubrimento dos elementos químicos, reflectindo as controversias que se suscitaron e reivindicando o importante traballo que realizaron en aras do progreso.

Figura 2. Táboa Periódica dos elementos inserida nunha lustración da muralla de Lugo

3. HISTORIA DOS ELEMENTOS DA TÁBOA PERIÓDICA POR PAÍSES

A ilustrada por Enrique Domínguez Álvarez mostra os elementos químicos clasificados pola nacionalidade dos seus descubridores. Nela podemos observar os doce elementos coñecidos desde a antigüidade descritos polos romanos e os gregos, así como, os 106 elementos restantes que foron descubertos por científicos de 15 países diferentes durante os últimos 4 séculos.(5) 75 Nº 87 – Xullo 2019

Figura 3 Táboa periódica dos elementos clasificados pola nacionalidade dos seus Ilustración tomada de https://www.linkedin.com/pulse/periodic-table-result-collective-work-chemists- dom%C3%ADnguez-%C3%A1lvarez). descubridores (

Nesta ilustración podemos observar que cinco países: Reino Unido, Estados Unidos, Alemaña, Suecia e Francia acaparan a maior parte de descubrimentos. Entre este grupo de países Suecia ocupa un lugar moi destacado, especialmente se temos en conta o tamaño do país en canto á súa poboación dentro do mundo. España figura nesta lista nun posto intermedio con dous e medio: o platino (Pt), o volframio (W) e, a medias segundo algúns autores, o vanadio (V). ACHEGAS POR PAISES

20,518,33 17,517,514,33 4 2,5 2,33 2 1 1 1 1 1 1

Figura 4. Distribución de achegas de elementos por países

4. ELEMENTOS QUÍMICOS CON ORIXE ESPAÑOLA

Como xa mencionamos España contribuíu de forma significativa á construción deste edificio do coñecemento universal co descubrimento de tres elementos químicos: o vanadio, o volframio e o platino. As historias relacionadas con estes descubrimentos cheas de aventuras e heroísmo, non quedan exentas dos conflitos sobre a autoría destas achegas.(6) 76 Boletín das Ciencias

Figura 5. Selo. conmemorativo do ano internacional da táboa periódica

Precisamente para dar a coñecer estes catro grandes descubridores españois, Correos presentou o 9 de xaneiro de 2019, na Residencia de Estudantes de Madrid, un selo que destaca os tres elementos químicos cos que contribuímos á táboa periódica.(7) Os catro españois aos que debemos os elementos que fan máis resistente ao aceiro, que permiten que funcionen os nosos teléfonos móbiles e que se utilizan para tratar algúns tipos de cancro son: Andrés Manuel do Río, un madrileño que viviu e morreu en México onde descubriu en 1801, non sen moitos problemas, o vanadio, ao que el chamou eritronio, e que o sueco Nils Gabriel Sefström rebautizó en 1830 como vanadio en honra á deusa da mitoloxía escandinava Vanadis. Os irmáns logroñeses Juan José e Fausto Delhuyar lograron illar o volframio no Real Seminario de Vergara en 1783, para ver como o tamén sueco Carl Wilhelm Scheele decidía chamarlle tungsteno. E finalmente, o mariño e matemático sevillano, Antonio de Ulloa que descubriu o platino en América, na rexión de Esmeraldas (en Ecuador) en 1748, un metal que á vista parece prata e ao que non se lle concedía demasiado valor, polo que recibiu un nome diminutivo e un tanto despectivo que non lle fai xustiza. Con todo, como veremos polas súas aplicacións, o Platino e o Volframio demostraron ser dúas achegas de enorme importancia. Ademais, no caso do Volframio, a súa obtención case se pode catalogar como fito polas particularidades da súa reactividade e do material de laboratorio co que se contaba nos tempos5. CONTEXTO do seu HISTÓRICOdescubrimento.

Se hai algo común ao descubrimento destes tres elementos é que practicamente todos eles producíronse durante o S. XVIII. Desde un punto de vista histórico, a España daqueles tempos viña dun cambio dinástico entre a casa dos Austrias e a dos Borbóns de Francia, tras a vitoria do Duque de Anjou (futuro Felipe V) na Guerra de Sucesión española.(8) Tralo impulso reformista do reinado de Fernando VI, a Ilustración chega ao seu apoxeo no reinado de Carlos III, representantes da corrente ilustrada dentro da Monarquía española. Baixo o auspicio dos monarcas, en distintos organismos oficiais introducíronse cátedras de química, mineraloxía e metalurxia. Fomentouse a construción de institucións onde se formaron academicamente unha xeración de mariños, científicos e enxeñeiros capaces de competir co resto de Europa. Entre estas construcións podemos destacar: os estaleiros do Ferrol, Cádiz e Cartaxena (como veremos, os mariños foron en moitas ocasións os verdadeiros “comunicadores” da ciencia do momento), o Real Observatorio Astronómico de Madrid; o Real Xardín Botánico: o Museo do Prado (inicialmente ideado como Museo de Ciencias Naturais) ou as Reais Sociedades de Amigos do País (auténticos centros de difusión da cultura do momento).(7,8) 77 Nº 87 – Xullo 2019

Figura 6. Cronoloxía dos descubrimentos españois na ilustración

Nesta etapa intensifícase o intercambio frecuente entre as institucións científicas españolas e europeas, xa sexa pola vía das bolsas de estudos, as comisións con misión de espionaxe industrial ou a simple contratación de técnicos ou científicos estranxeiros. España resulta atractiva para personalidades como por exemplo Alexander von Humboldt, cuxa extraordinaria expedición a Canarias e América (fragata Pizarro 5 de xuño de 1799) iniciouse cun feito tan incrible como o descubrimento da Meseta Central, ademais, é o primeiro en trazar un perfil topográfico da península ibérica, desde Valencia ata a Coruña. Momentos brillantes desta época foron: os do descubrimento do volframio, debido ás investigacións de Juan José Delhuyar e Fausto Delhuyar; a purificación do platino por François Chavaneau, ambos os feitos de 1783, nas cátedras do Real Seminario de Vergara, onde 6.tamén DESCUBRIMENTO traballaba Louis DO Proust PLATINO e o descubrimento do vanadio no ano 1801. (1) - – O platino foi descuberto en América, no ano 1748 polo naturista Antonio de Ulloa e da Torre Giralt (12 de xaneiro de 1716 5 de xullo de 1795) (11) Foi o segundo fillo dunha familia influente e acomodada de Sevilla. A súa carreira na mariña levoulle desde moi novo a cruzar o Atlántico.(12) O descubrimento do platino ocorreu no marco doutra empresa científica aínda maior, a expedición xeodésica patrocinada pola Academia de Ciencias de Francia co fin de determinar a forma da Terra e as súas exactas dimensións. Neste momento histórico dúas grandes teorías discrepan sobre a forma da terra, a teoría de Newton propón para a terra unha forma achatada nos polos e as teorías de Cassini e Descartes, describían ao planeta coma unha esfera perfecta. Para resolver estas cuestións a Academia Francesa pediu apoio e financiamento ao rei de Francia Luís XV para realizar dúas expedicións que medirían a lonxitude dun grao do meridiano terrestre nas rexións árticas e na zona ecuatorial. A expedición en Laponia foi encabezada por Pierre Maupertuis, coa participación do físico sueco Anders Celsius. Na expedición na zona ecuatorial foi destinado Antonio de Ulloa xunto con outro dos grandes mariños, astrónomos e matemáticos españois do momento, Jorge Juan e Santacilia (introductor do cálculo integral en España). A expedición foi un rotundo éxito: os resultados déronlle a razón a Newton. Jorge Juan e Antonio de Ulloa terminaron explorando, cartografiando e fortificando toda a costa do Pacífico, desde Panamá hasta Chile; pero as súas investigacións non se centraron soamente no análise 78 Boletín das Ciencias

a da xeodesia, da xeografía e da orografía da terra, tamén abarcaron outros campos da ciencia como mineraloxía. Durante a súa viaxe pola selvática rexión, nun xacemento abandonado, Antonio observou que certas minas foran refugadas por conter un metal tan duro que non se alteraba pola calcinación. Non pensaban igual os indios, que o consideraban un agasallo dosPlatina deuses do ePinto non podían crer que os españois o arroxasen ao carón como refugallo. Antonio decidiuse a darlle un nome e chamouno ‘platina’, pois os mineiros chamábano ‘prata da mala’ (él denominouno , nome inspirado no río de Colombia en cuxas augas o atopou).(13) Este mineral, a máis do platino, presentaba impurezas de iridio, paladio, osmio, rutenio e rodio.(14) A denominación de platino veu precisamente polo aspecto case idéntico que presentaba coa prata, metal co que se confundiu ata este descubrimento. Con todo, a diferenza que puido dar unha idea de que se trataban de elementos distintos é precisamente a densidade, que é moito maior no platino que na prata (21,45 kg/L do primeiro fronte a 10,49 kg/L do segundo). De regreso a España, embarcado nun navío francés, foi apresado polos ingleses. Tras unha serie de dificultades, ao chegar a Inglaterra foi posto en liberdade e restituíronselle os seus papeis. En Inglaterra, Ulloa aproveitou a súa estancia para completar os seus coñecementos e, foi presentado a Martin Folkes, presidente da Royal Society que o propuxo como membro da mesma, sendo nomeado o 11 de decembro de 1746. Ulloa regresa definitivamente a Madrid o 25 de xullo de 1746, acababa de morrer Felipe V e reinaba Fernando VI sendo ministro o marqués da Ensenada que o acolleu baixo a súa protección. Tres anos despois publicou xunto con Jorge Juán a súa Relación Histórica, na que describía por primeira vez a platina como unha pedra das minas de lavadoiro “de tanta resistencia, que non é fácil rompela, nin relala coa forza do golpe sobre o ingre de aceiro”, e que “nin a calcinación a vence”.(15)

Figura 7. Caratula da publicación “Relación histórica”

A contribución científica española ao coñecemento do platino continuou cos estudios realizados por Fausto de Elhuyar e Chavaneau no Seminario de Vergara, que idearon un método para a obtención do platino puro e maleable en cantidades industriais. Co gallo deste evento, o rei Carlos III, regaloulle ao Papa Pío VI, no ano 1789, un cáliz de platino que pesaba 55 onzas (1,710 kg) e que hoxe forma parte do tesouro da basílica de S. Pedro 79 Nº 87 – Xullo 2019

Tras seu viaxe de 11 anos Antonio de Ulloa foi nomeado por Fernando VI capitán de navío e recibiu o encargo de percorrer o continente europeo para tomar coñecemento dos últimos avances científicos. Fundou o Museo de Ciencias naturais de Madrid, o Observatorio Astronómico de Cádiz, o primeiro laboratorio metalúrxico de España, foi gobernador no Perú e A Luisiana, director xeral da Armada e ata deu as claves para mellorar o sistema postal entre a península e América. Pero Antonio permanecerá para sempre na historia como o descubridor do platino, un dos minerais máis valiosos, con número atómico 78 e situado no grupo 10 da táboa periódica dos elementos.

Un dos primeiros usos que se lle deu a este metal, e que aínda segue sendo unha das principais formas de comercialización, foi a súa aplicación en xoiería, aproveitando a súa extrema beleza. Con todo, nos últimos anos, este metal permitiu crear procesos e instrumentos cada vez máis evolucionados. No campo da Química, é moi valorada a súa actividade catalítica, presente en numerosas reaccións. Entre estas funcións catalíticas podemos destacar a que desempeña co seu compañeiro de grupo, o paladio, para conseguir que o proceso de combustión nos motores dos coches sexa máis efectivo e se evite a emisión de gases orixinados por unha combustión incompleta, como é o caso do monóxido de carbono. A un nivel máis académico, seguramente sexa coñecido por todos que durante algún tempo a aliaxe de platino iridiado serviu para elaborar unha barra que se define como unidade do metro, e un cilindro para definir o Quilogramo (modelos que aínda se conservan no Museo de Pesos e Medidas de Sevres). Os alumnos que estudasen algo da materia de Química sobre os potenciais normais de redución, 7.saberán DESCUBRIMENTO que se miden DOrespecto VOLFRAMIO a un eléctrodo de platino. (2)

O Volframio é un elemento que foi illado por primeira vez polos irmáns Juan José e Fausto Delhuyar. Ambos naceron en Logroño (A Rioxa). Juan José o 15 de Xuño de 1754 e Fausto, o 11 de Outubro de D1755. Este descubrimento é o único que tivo lugar sobre territorio español, e é o resultado que debería exemplificar as consecuencias das políticas “Ilustradas” que se levaron a cabo ata a data. (16,- 17) ebido a que o seu pai era francés, ámbolos dous irmáns realizaron os seus estudos en París, onde a súa formación foi a de auténticos “filósofos naturalistas”, Ambos se formaron en París (1773 1777), no marco da sociedade Ilustrada do século XVIII, en Medicina, Cirurxía, Química, Física e Historia Natural nun momento da historia no que se fixeron numerosos avances científicos e ideolóxicos. Unha vez finalizados os seus estudos dirixíronse a Freiberg (Alemaña), onde se formaron en mineraloxía, xeoloxía e debuxo subterráneo; falaban varios idiomas, incluído o euskera. Eran dous homes que, aínda que viviron en plena Ilustración, ben se podían caracterizar como ‘Homes Renacentistas’.(18,19) Entre os pioneiros da química moderna destacan algúns personaxes suecos, como Carl Wilhelm Scheele e Torbern Oloff Bergman. Os intentos por obter o Volframio remóntanse a 1781, cando os 4 químicos Bergman e Scheele, a partir dun mineral chamado na súa honra scheelita (CaWO ) describiron o que pensaban que era un novo elemento: o tungsteno. Con todo, a mostra illada non era 3 o elemento puro, senón un dos seus óxidos, concretamente o WO .(20) O illamento do elemento comezou a fraguarse na estancia de Juan José en Uppsala (Suecia), onde asistiu ao curso de “alta química” que proporcionaba Bergmann. Lugar no que aprendeu as técnicas de laboratorio necesarias cun dos químicos máis influentes do seu tempo. Foi alí onde coñeceu o 3 'tungsten' (WO ) e tivo a intuición de que podería haber algún elemento ata entón descoñecido nesa pedra pesada que derivaba da scheelita. Houbo varias circunstancias importantes que desembocaron naquel acontecemento científico, por exemplo, o bo equipamento dos laboratorios do Seminario e os científicos de prestixio que se movían e traballaban naquel ambiente intelectual. (21) Volvendo ao momento do descubrimento, unha vez reunidos en Vergara os irmáns Delhuyar en maio de 1783, puxéronse a traballar no método para illar o posible novo elemento que tamén perseguían os 4 suecos. No seu caso, o punto de partida foi outro mineral, a volframita, (Fe, Mn)(WO ), procedente das minas de estaño situadas en Zinnualde, na fronteira de Sajonia e Bohemia. Finalmente, o 28 de 80 Boletín das Ciencias

setembro de 1783 conseguiron illar o novo elemento, ao que chamaron “ volfram”: “Chamarémolo volfram, tomando o nome do material do que foi extraído.” O logro foi publicado nos Extractos das Xuntas Xerais celebradas pola Real Sociedade Vascongada dos Amigos do País en setembro dese mesmo ano. Os irmáns Delhuyar presentaron o seu traballo baixo o nomeAnálise de: químico do volfram e exame dun novo metal que entra na súa composición “ ”.

Figura 8. Primeira comunicación escrita do descubrimento do volframio

O Volframio descóbrese cando aínda só eran coñecidos 24 elementos químicos e ese feito tivo, loxicamente, repercusión nos ámbitos científicos da época. A primeira comunicación escrita fíxose na publicación periódica da Vascongada, os “Extractos das Xuntas Xerais…”, co título seguinte: Análise química do volfram e exame dun novo metal que entra na súa composición”,. Máis tarde publicouse en Francia, “ Mémoire presenté à l’ Académie Royale dés Sciences, Inscriptions et Belles Lettres de Toulouse, en 1784, Sur a nature du Volfram, et celle d’un nouveau métal qui entre dans sa composition”. E no ano 1785 en Londres, “A Chemical Analysis of Wolfram and examination of a new metal which enters into its composition by Don Joseph and Fausto de Luyart”. Entre as propiedades máis destacables do Volframio, ten a honra de ser o metal que en estado puro posúe o maior punto de fusión. Esta propiedade, xunto coa dureza dalgunhas das súas aliaxes, permitiulle ser un dos metais cuxas aplicacións resultaron ser máis numerosas. Entre estas aplicacións, sen ningunha dúbida a que maior impacto tivo- foi a fabricación- de filamentos para as lámpadas incandescentes. Ao mesmo tempo, a súa altísima densidade e dureza, coa temperatura de fusión máis elevada de todos os metais (3.410 ºC), fixérono aínda o é imprescindible para fabricrar aliaxes moi resistentes para o armamento militar. Na industria tamén se utiliza en maquinaria de corte de todo tipo de metais, teléfonos móbiles, circuítos eléctricos e distintos medios de transporte como trens ou avións. Sen dúbida trátase dun material multiusos, crucial para as sociedades avanzadas.(23) O seu esplendor como elemento cotizado na minería empezou na Primeira Guerra Mundial, continuou coa Guerra Civil española, disparouse a partir da Segunda Guerra Mundial e seguiu ata a década dos cincuenta para alimentar a guerra de Corea. Pero máis adiante esta industria especialmente en Galicia, decaeu irremediablemente. 81 Nº 87 – Xullo 2019

a a A comunidade galega, en calquera caso, segue tendo boa parte das reservas máis importantes deste metal de toda a Península . Na base de datos do Instituto Xeolóxico e Mineiro de España const existencia de máis de 140 indicios mineiros de este mineral en Galicia.(24) Respecto a minería actual na comunidade galega, na mina de San Finx (Lousame) as reservas actuais probadas e probables ascenden a 800.000 toneladas de mineral,. En Varilongo (Santa Comba), calcúlanse uns recursos de 830.000 toneladas de mineral. A reapertura destas minas rexurdirá impulsada pola nova estratexia de Bruxelas para que Europa non dependa destes materiais e poida que teña certa autosuficiencia con respecto a China. 8. DESCUBRIMENTO DO VANARIO

Foi o último elemento en descubrirse, máis concretamente, en 1801. O seu descubridor foi Andrés Manuel del Río, nacido o 10 de Novembro de 1764 en Madrid. Como a maioría dos químicos españois da época, o seu campo de estudo e traballo foi fundamentalmente a minería. Dentro da Química, a súa formación foi máis extensa en Química Analítica, algo bastante lóxico xa que esta rama encárgase de estudar técnicas e instrumentos que permitan dilucidar a composición dunha mostra (o cal é indispensable en minería para saber a riqueza dunha mina en compostos de especial interese).(25) Del Río iniciou os seus estudos de secundaria no Instituto de San Isidro de Madrid. Os seus estudos superiores realizounos na Universidade de Alcalá de Henares onde estudou Química Analítica e Metalurxia. Tras graduarse en 1780, ingresaría na Escola de Minería de Almadén en 1782. Ampliaría os seus estudos en París onde permanecería desde 1785 ata 1789, cando se trasladaría á escola de Minas de Freiberg en Sajonia actual Alemaña, o centro docente especializado en minería máis antigo do mundo. Alí coñecería a dúas das persoas que máis influencia terían ao longo da súa vida, o xeógrafo alemán Alexander von Humboldt e ao mineraloxista alemán Abraham Gottlob Werner. Continuaría os seus estudos na Real Escola de Minería de Schemnitz, actual Eslovaquia. En 1791, visitaría brevemente as minas inglesas e, ata 1793, permanecería en París, onde coñecería ao químico francés Antoine Lavoisier.

En 1795, trasladaríase a México, tras aceptar o nomeamento para a Cátedra de mineraloxía do Colexio de Minería de México. Alí coincidiría de novo con von Humboldt e con outra persoa moi importante para Andrés Manuel, o químico e enxeñeiro de minas español Fausto Fermín Delhuyar o codescubridor en 1783, xunto ao seu irmán Juan José, do volframio.

Figura 8. Estados de oxidación do pancromio facendo honra ao seu nome: +2 ( lila), +3 (verde), +4 (azul) e +5 (amarelo)

En 1801, del Río, estaba a analizar algunhas mostras de rocas procedentes dunha mina no actual municipio de Zimapán, en México, cando se atopou con algo que non encaixaba con ningún elemento coñecido, aínda que se parecía a algúns outros metais de transición. As rocas que estudou tiñan o 4 4 3 mineral que hoxe coñecemos como vanadinita (Pb (VO ) Cl). 82 Boletín das Ciencias

– Do Río observou que– o novo elemento tiña unha peculiaridade interesante: formaba unha gran cantidade de compostos diferentes, e eses compostos tiñan cores moi diversas. A razón aínda que el non a coñecese entón é que o misterioso elemento é dunha enorme versatilidade: é capaz de actuar con estados de oxidación +2, +3, +4 ou +5 . As moitas e belas cores dos compostos do elemento recentemente descuberto levaron ao científico para chamalo pancromio (en grego: παγχρώμιο que significa “todas as cores”); posteriormente observou que, ao quentar estes compostos, a cor adoitaba acabar sendo avermellado, co que decidiu denominalo Erythronium (en grego: ερυθρός que significa “vermello”). - Crendo cegamente no seu descubrimento, entregou unhas mostras do elemento illado a Alexander von Humboldt, quen llas fixo chegar a un químico analítico francés, Mollet- Descotils quen chegou a conclusión de que o que Andrés Manuel descubrira non era senón cromo, que o madrileño confundira cun elemento descoñecido.- Quen se confundía, naturalmente, era Collet Descotils. Tras a análise de Collet Descotils, von Humboldt e o resto da comunidade científica descartaron o descubrimento do eritronio, e o propio Andrés Manuel do Río admitiu o seu erro e a cousa quedou esquecida nada menos que durante tres décadas. En 1829, o sueco Nils Gabriel Sefström discípulo de Berzelius, atopábase estudando as propiedades do aceiro e como aumentar– a súa resistencia facendo aliaxe con distintos– elementos, cando identificou un que non coincidía con ningún dos coñecidos. Sefström asegurouse de que, efectivamente, descubrira un elemento novo e, de acordo cos datos dos que dispoñía, así era e chamouno vanadio, en honra á deusa escandinava Freyja, un de cuxos nomes é Vanadís. (26) Friedrich Wöhler, un dos químicos máis importantes de todos os tempos por ser o primeiro en sintetizar artificialmente urea no laboratorio, foi a voz autorizada que determinou que o elemento eritronio descuberto por Andrés Manuel do Río en México en 1801 e o vanadio descuberto por Nils Gabriel Sefström en Suecia 30 anos despois, eran o mesmo. Pese ao apoio de Berzelius a Sefström, as probas de Wöhler non deixaban lugar a dúbidas. Desgraciadamente, o nome de vanadio foi o que permanece entre os científicos, a pesar de que non era realmente un novo elemento. O caso é que tanto del Río como Sefström puideron identificar a presenza dun elemento novo nos seus compostos, pero non illar vanadio metálico puro. Houbo que esperar outras tres décadas máis, ata 1867, cando o inglés Sir Henry Enfield Roscoe puido reducir cloruro de vanadio con hidróxeno e obter así o metal con pureza. Dentro das súas aplicacións, o vanadio, foi un metal utilizado en aliaxes como os aceiros especiais. O primeiro uso a gran escala industrial do vanadio no aceiro atopouse no chasis do Ford T, inspirado nos autos de carreiras franceses. O aceiro de vanadio permitiu reducir o peso e ao mesmo tempo aumentar a forza de tracción. Quizais2 5unha das aplicacións máis– importantes deste metal sexa a utilización do pentóxido de vanadio (V O )como catalizador– no proceso de produción de ácido sulfúrico. Dada a importancia crucial do ácido sulfúrico na industria tanto que é posible estimar a capacidade industrial 2 5 dun país polo seu consumo de ácido sulfúrico , o V O é un produto fundamental na industria química mundial. 9. CONSIDERACIÓNS FINAIS

Como xa mencionamos España contribuíu de forma significativa co descubrimento de tres elementos químicos: o vanadio, o volframio e o platino. As historias relacionadas con estes descubrimentos fixéronnos crecer científica e culturalmente. Un dos mais importantes patrimonios científicos non pode quedar esquecido polos avatares da Historia. O caso do volframio é quizais un dos máis esclarecedores, pois, recentemente, a IUPAC (Unión Internacional de Química Pura e Aplicada), garante das normas de nomenclatura, deu a entender que 83 Nº 87 – Xullo 2019

o nome de tungsteno, por ser máis utilizado en fala inglesa, debe prevalecer sobre o de volframio. Son as mesmas normas da IUPAC na nomenclatura dos elementos as que establecen que son os descubridores, sobre todo no caso de elementos descubertos hai séculos, os que teñen o dereito para nomear os elementos que descubriron eles mesmos.(27) O Volframio é un dos casos contraditorios máis graves e no que os españois saímos peor parados. Desgraciadamente, o nome de vanadio foi o que callou entre os científicos, a pesar de que non era realmente un novo elemento. Esta norma non se aplica cando o nome Eritronio, dado con 30 anos de anterioridade, múdase polo de vanadio. Wolframio No caso do vanadio é demasiado tarde, pois o seu símbolo (V) obriga loxicamente a manexar o termo vanadio. Pero no caso do “ ” (W), resulta obvio que o nome de tungsteno resulta artificial. Por iso, sirva este artigo para reivindicar os seus nomes históricos e que manexemos con coñecemento de causa e apropiadamente o nome dos elementos descubertos por españois. (28) 10. REFERENCIAS - 2006 1. M. R. Bermejo, A. M. González Noya, M. Vázquez. O nome e o símbolo dos elementos químicos. Ed Xunta de Galicia, . - 1999 2. M. R. Bermejo, A. M. González Noya, M. Vázquez. O nome e o símbolo dos elementos, Revista galega de ensino, , 77. 2002 3. Román Polo, Pascual, El profeta del orden químico: Mendeléiev,2006 Nivola, 4. Atkins, Peter; Jones, Loretta . Ed. Médica Panamericana. ------5. E. Dominguez https://www.linkedin.com/pulse/periodic table result collective work chemists dom%C3%ADnguez %C3%A1lvarez (revisado 18/03/2019) 2007 - 6. J. Elguero, «España y los elementos de la tabla periódica»,- Anales de Química,- , 103, 70 76. - 7. https://www.correos.es/ss/Satellite/site/coleccion 1363202953604 galeria_sellos_filatelia/detalle_ emision sidioma=es_ES (revisado 18/03/2019) 8. Lafuente, Antonio y Valverde, Nuria, Los mundos de la ciencia en la ilustración española,FEICIT 9. «La Real Sociedad Bascongada de los Amigos del País y el Real Seminario Patriótico de Vergara.» En cervantesvirtual.http://www.cervantesvirtual.com/bib_autor/samaniego/pcuartonivel.jsp?conten=image nes&pagina=imagenes3.jsp (revisado 18/03/2019) - - 10. E. Balaguer Perigüell. La ciencia en la España Ilustrada. https://www.google.com/search?client=firefox b d&q=ilustracion+y+ciencia+espa%C3%B1ola# (revisado 18/03/2019) ------11. J. Yañez. Antonio de Ulloa: ¿descubridor del platino? https://www.bbvaopenmind.com/ciencia/grandes personajes/antonio de ulloa descubridor del platino/ (11/03/2019) ------12. J. L. Sanchez Antonio de Ulloa, el sevillano que descubrió el platino http://www.losmundosdehachero.com/antonio de ulloa el sevillano que descubrio el platino/ (11/03/2019) - 2015 - 13. A. Aristizábal Fúquene. El platino: contribuciones sociohistóricas y cientifícas desde el siglo xviii. Parte I Educación Química.- Vol 26, n 2, , 146 151 - 2015 14. A. Aristizábal Fúquene El platino: contribuciones socio históricas y científicas siglos XIX y XX. Segunda parte Educación química. vol.26 no2. ------a- 15. D. Torregrosa. Antonio de Ulloa, el marino que leía a Newton. https://culturacientifica.com/2018/04/20/antonio de ulloa el marino que leia newton/ (revisado 18/03/2019) 84 Boletín das Ciencias

2000

16. Román Polo, Pascual, Los hermanos Delhuyar, Ed. la Bascongada y el Wolframio, Real Sociedad. - - 17. Román Polo, Pascual, “Wolframio, sí; tungsteno, no”, Anales de la Real Sociedad Española de Química, 2005, Abril Junio, 42 48. 18. El tío tungsteno. Recuerdos de un químico precoz, Anagrama, Barcelona, 20031975 19. Schufle, Joseph A, Juan Jose D'Elhuyar, Discoverer of Tungsten, J. Chem. Educ. ,52, 325. 20. Vallejo, César, El tungsteno, 1931 2017 - 21. Roman Polo Pascual. Entre la Alquimia y la química. Espionaje y azar en el aislamiento del wolframio. Capítulo 3. pp 93 120. - 1999 22. M. R. Bermejo, A. M. González Noya, M. Vázquez. “A nomenclatura química na historia”. XII Congreso de ENCIGA. , 83 - 2219 23. M. R. Bermejo, A. M. González Noya, M. Maneiro. “Guía dos elementos químicos. Historia, propiedades e aplicacións”. Ed. Xunta de Galicia, , 89, 228, 240. 24. P. González.- Galicia retorna al Wolframio. -Tomado de la Voz de Galicia (18/03/2019) - - - - 25. P. Gómez Esteban.”Conoce tus elementos El vanadio” https://eltamiz.com/2010/06/30/conoce tus elementos el vanadio/ (18/03/2019) 1831 26.– N. Gabriel Sefström “ Uber dás Vanadin, ein neues Metall, gefunden im Stangeneisen von Eckersholm, einer Eisenhütte, die ihr Erz von Taberg in Små land bezieht”. Annalen der Physik und Chemie. 97: 43 49; ------27. El cuaderno del químico excéptico. http://wolframio1783.blogspot.com/2016/04/espana y la tabla periodica de los.html 85 Nº 87 – Xullo 2019

A EVOLUCIÓN HISTÓRICA DA TÁBOA PERIÓDICA

GARCÍA RODRÍGUEZ, CONCEPCIÓN. IES Terra de Trasancos, Narón

1. EMPEZANDO POLO PRINCIPIO A aparición de elementos químicos ao longo da Historia ten que ver, por unha banda, coa propia natureza química dos elementos, e por outra, coa evolución do coñecemento científico. A organización dos elementos estará asociada a Historia da Química, a Historia da Ciencia e a Historia da Humanidade. Se nos remontamos a antigüidade, apenas unha ducia de elementos eran coñecidos e empregados polos nosos antepasados.

Táboa 1. Elementos coñecidos Antes de Cristo

Figura 1. Os catro elementos aristotélicos Táboa 2. Táboa de afinidades entre diferentes sustancias FONTE:http://4bdsinigogomez.blogspot.com/ presentada a Academia de Ciencias, Francia, porE. F.Geoffroy, 2014/09/4-elementos-de-aristoteles.html 1718 FONTE:https://en.wikipedia.org/wiki/File:Affinity-table.jpg 86 Boletín das Ciencias

Empédocles (450 a.C.) propuxo que toda a materia terreal está formada por catro elementos (terra, aire, lume e auga), Aristóteles (350 a.C.), engadiu un quinto elemento, o éter que forma os corpos celestiais, esféricos e perfectos. Estas ideas perduraron case 2000 anos, durante séculos escuros, aínda que os alquimistas continuaron a indagar en primitivos laboratorios. Sería Galileo (1564-1642), activador da revolución científica no Renacemento, o que observando a lúa co seu telescopio atopou probas de que Aristóteles estaba errado, xa que a perfección circular non era o que el percibía. A táboa de afinidades de Geoffroy, na que agrupaba por columnas as sustancias pola súa tendencia á combinación, tendía unha ponte entre a alquimia e a química.

2. HAI QUE POÑER ORDE: DESCUBRIMENTOS POR ÉPOCAS

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 2

↓Período Grupo→ 1 H He

3 4 5 6 7 8 9 10

2 Li Be B C N O F Ne

11 12 13 14 15 16 17 18

3 Na Mg Al Si P S Cl Ar

19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr

37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe

55 56 57 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 6 Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn

87 88 89 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 7 Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og

58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu

90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

Antigüeda- Idade Media - Dende de a Idade 1800-1849 1850-1899 1900-1949 1950-1999 1799 2000 Media (12 (22 (25 (24 elementos) (14 (16 elementos) (5 elementos) elementos) elementos) A idade de clasificación elementos) Proxecto elementos) Descubri- Descubri- Revolucións dos elementos. Desenvolve- Post Manhattan; Síntese mentos non mentos científicas e Aplicación de técnicas mento da síntese dos recente por rexistrados durante a era industriais. de análise de espectros: teoría números atómicos fusión ata a Idade da Ilustración. Boisbaudran, Bunsen, cuántica e 98 e superiores nuclear. Media. Crookes, Kirchhoff . mecánica (colisionadores, cuántica. técnicas de bombardeo) A cor do nº atómico mostra o estado (a 0ºC e 1 atm) 1 (bermello)=Gas 3 (negro)=Sólido 80 (verde)=Líquido 109 (gris)=descoñecido O recadro do elemento mostra como aparece Natural Por decaemento Sintético

Táboa 3. Elementos descubertos segundo as épocas FONTE: https://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_chemical_element_discoveries 87 Nº 87 – Xullo 2019

A partires da Idade Media a lista de elementos foi medrando, polo que fíxose necesaria a organización, a relación entre os elementos segundo as súas propiedades físicas e químicas e a previsión de novos descubrimentos. O descubrimento de elementos por épocas vai asociado á introdución de novos conceptos teóricos, ás melloras nas técnicas de análise, a feitos sociopolíticos e aos avances tecnolóxicos.

3. A REVOLUCIÓN CIENTÍFICA: OS PRINCIPIOS DA QUÍMICA Boyle (1627-1691) pioneiro na experimentación no campo da química, pode ser considerado o primeiro químico moderno xa que desbotou as ideas de elementos alquímicos. Publicou no seu libro “Sceptical Chymist” (1661) a posibilidade de que a materia estivera constituída por corpúsculos ou átomos e que estes formasen os elementos simples e os compostos que coñecemos. Dá a primeira definición moderna de elemento como sustancia que non pode ser descomposta noutras máis simples.

Táboa 4. Lavoisier e os seus 33 elementos do libro “Traité Elémentaire de la Chimie“ (1789) FONTE: http://www.meta-synthesis.com/webbook/35_pt/pt_database.php?PT_id=3

Lavoisier (1743-1794) fundador da Química moderna. Unha obra de referencia para a Química foi o “Traité Elémentaire de la Chimie” (1789) no que aparecía a primeira táboa de 33 elementos químicos ou sustancias simples (que non poden ser descompostas noutras), cos seus nomes novos e antigos e separados en catro clases. Nesta táboa só 23 corresponden realmente a elementos, xa que aparecían erroneamente como elementos o calórico e a luz; certos óxidos Sílica SiO2, Alumina Al2O, Barita BaO, 88 Boletín das Ciencias

Cal CaO, Magnesia MgO; e radicais: Muriático F-, Fluórico F-, Borácico BO33-. Isto foi debido á carencia das técnicas precisas para chegar a conclusións correctas. A pesares da súa corta vida fixo grandes achegas para o avance da química entre elas: • Proporcionou evidencia empírica para elementos como contraste ao anterior concepto abstracto. • Demostrou a conservación da masa nas reaccións químicas. • Rebateu o concepto de floxisto. • Tratou de organizar a materia polas súas propiedades. • Realizou importantes traballos con gases, en especial co osixeno. • Co químico francés Berthollet e outros, Lavoisier concebiu unha nomenclatura química, ou sistema de nomes, que serviu de base ao sistema moderno. Dalton (1766-1844) deu un paso cuantitativo coa publicación titulada“A New System of Chemical Philosophy“ (1808) no que aparecían valiosas novidades: • Propuxo a primeira teoría atómica baseada en evidencias experimentais e nos traballos de Richter e Proust (leis das proporcións definidas e múltiples). • Primeiro en empregar símbolos, círculos que contiñan símbolos (ex: hidróxeno un punto) ou letras (ex: cinc Zn) para representar os elementos da química moderna. • Xerou a primeira lista de pesos atómicos, en realidade masas equivalentes, que chamou “Táboa dos pesos relativos das partículas elementais”, baseadas no hidróxeno ao que lle asignou unha masa de 1.

• Táboa 5. Táboa de elementos DALTON, do seu libro “Un novo sistema de Filosofía Química “ (1803) FONTE:http://alef.mx/wp-content/uploads/2013/10/Tabla-de-pesos-atomicos-de-John-Dalton.jpg

Na súa táboa de elementos en realidade tan só eran 17 elementos e o resto ata 37 eran moléculas que non sempre correspondían ás fórmulas reais, por exemplo para auga propuxo HO, e isto levou a valores de pesos atómicos incorrectos. Bercelius (1779-1848) tivo unha influencia notable na táboa periódica e na química: • En 1913 simplificou o sistema de Dalton para a notación dos elementos, utilizando a primeira letra do nome en latín en maiúscula e engadindo unha segunda letra minúscula si era preciso (por exemplo, “C” carbono,“Ca” calcio). 89 Nº 87 – Xullo 2019

• En 1818 elaborou unha táboa de pesos atómicos relativos, que revisou en 1826 con cifras moi próximas as actuais, onde o peso atómico do osíxeno fixábase en 100. • Combinou símbolos obtendo fórmulas dos compostos químicos, por exemplo para auga dá a fórmula H2O usando superíndices, aínda que logo mudaron a subíndices. • Para o seu traballo experimental deseñou novas técnicas de laboratorio, sendo o descubridor do selenio, silicio, torio e cerio e illou circonio, silicio e titanio e outros. Avogadro (1776-1856) baseándose en Dalton e nos estudos de gases de Charles (publicados por Gay- Lussac) deu outro paso máis: se todos os gases se dilatan na mesma proporción coa temperatura debía ser porque teñen o mesmo nº de partículas por unidade de volume e que as partículas non teñen por que ser átomos individuais, senón que podían ser combinacións de átomos (moléculas). Algunhas importantes achegas: • Enunciou a chamada hipótese de Avogadro1. • Definiu de maneira máis exacta as diferenzas entre átomo e molécula. • Determinou con maior precisión masas moleculares relativas de varios gases, xa que ás masas dun volume determinado de gas son proporcionais á masa de cada molécula de gas, e de aí obtén as masas atómicas dos elementos. • Deduciu que o osíxeno era dezaseis veces máis pesado que o hidróxeno e non oito como defendía Dalton. • Diferenciou entre masa e peso. • Distinguiu entre equivalente e masa atómica • Estableceu una relación dos elementos máis electropositivos e máis electronegativos, creando unha primeira táboa de potenciais electroquímicos. Aínda que no 1811 Avogadro publicou o seu Nº, por desgraza as súas propostas tardaron en ser aceptadas por tratarse dun descubrimento baseado en métodos empíricos. Cannissaro (1826-1910), outro revolucionario coma Lavoisier transformou a historia da Química e da Ciencia en xeral. Partindo das ideas de Avogadro (e Ampere) publicou no artigo “Sunto di un corso de Filosofía chimica” (1858) as súas ideas sobre atomismo químico. Tras as súas apaixonadas intervencións no congreso de Karlsruhe (1860) defendendo as hipóteses de Avogadro2, e tras a elaboración e distribución entre os participantes dun documento resumo dos seus propios traballos, logrou que Avogadro, cincuenta anos despois, empezara a ser aceptado. Isto supuxo un avance considerable en conceptos fundamentais da Química coma molécula, átomo, ou mol. Aportacións3: • En 1858 publicou unha lista de pesos atómicos baseándose nos datos experimentais coñecidos (que agora se coñecen como masas atómicas relativas) para os sesenta elementos que entonces se coñecían. • Reafirmou o concepto de molécula proposto anteriormente por Avogadro, explicando as diferenzas entre átomo e molécula, así como entre os pesos atómicos e moleculares. • Atopou que ao ordenar os elementos de menor a maior peso atómico, as propiedades químicas repetíanse curiosamente a intervalos regulares, o que permitiu avanzar no desenvolvemento da táboa periódica dos elementos químicos. • Estableceu que o peso molecular dun composto sería o peso dun mol de moléculas. • Facilitou establecer correctamente as fórmulas das sustancias químicas. • Fixo a maior parte do seu traballo experimental no campo da Química Orgánica.

1 Iguais volumes de gases distintos conteñen o mesmo número de moléculas, se ambos se atopan a igual temperatura e presión. 2 Neste congreso, Cannizzaro explicou que as anomalías atopadas ata entón na aplicación da lei de Avogadro eran só contradicións aparentes á lei en si, debido aos fenómenos da disociación térmica.(sacado de https://www.liberliber.it/online/autori/autori-c/stanislao-cannizzaro/). 3 O traballo científico de Cannizzaro atópase nos volumes de “Scritti ao redor da teoría molecular e atómica” (1896).

90 Boletín das Ciencias

Táboa 6. Táboa de pesos atómicos en compostos de carbono de CANNIZZARO, onde adopta os pesos atómicos seguintes: H = 1; C = 12; O = 16; S = 32. FONTE:http://www.ehu.eus/reviberpol/pdf/historiaquimica/roman2.pdf

4. DISTINTAS TÁBOAS E OS SEUS PROTAGONISTAS A principios do século XIX, coñecíanse gran cantidade de elementos e compostos e avanzouse tamén na determinación das súas propiedades físicas e químicas. Isto levou á necesidade de facer unha clasificación coa finalidade de facilitar a súa comprensión e estudo. Dende finais do S. XVIII ata Mendeleiev houbo mais de cincuenta propostas, hoxe en día hai máis de 1000 táboas. Recolleremos aquí algunhas delas baseadas en diferentes criterios de ordenación: peso atómico, número atómico, configuración electrónica ou formato da táboa, seguindo unha orde cronolóxica.

Stanislao Glenn Johann W. Chancourtois John Lothar Dimitri Henry Seaborg Döbereiner Cannizzaro Newlands Meyer Mendeleev Moseley 1817 1858 1862 1864 1868 1869 1913 1965 Lei das Lista de Hélice Lei das Táboa Táboa pesos Táboa nº Actinoides, tríadas pesos telúrica octavas pesos atómicos e atómico superactinoi atómicos atómicos prop. crecente des e prop. químicas químicas

Táboa 7. Protagonistas da táboa periódica Fotos sacadas de: http://murov.info/timelines.htm 91 Nº 87 – Xullo 2019

Döbereiner (1780-1849) e as súas tríadas (1817) Aínda que se sabía que había familias de elementos que compartían propiedades e se intuía que debía haber unha lei natural que os ligase con algunha característica atómica, foi Döbereiner quen por primeira vez agrupou todos os elementos con propiedades físicas e químicas relacionadas adiantándose ao concepto de familias químicas. En 1817 enunciou a Lei das Tríadas ao atopar que o peso atómico do elemento central da tríada era aproximadamente igual á media entre os outros dous elementos restantes. Ademais os elementos das tríadas tiñan un comportamento químico similar, xa que reaccionaban con diferentes sustancias formando compostos químicos similares. As agrupacións iniciais ampliáronse, ate acadar unhas 20 tríadas no ano 1850.

Táboa 8. Táboas que recollen os traballos de DÖBEREINER FONTES: https://la-tablaperiodica.tumblr.com/post/76944362282/dobereiner https://quimica-epic.blogspot.com/2016/09/1.html

Chancourtois (1820-1866) e a súa hélice (1862) Xeólogo e mineraloxista francés, ordenou os elementos baseándose na orde crecente de pesos atómicos, obtidos grazas as achegas de Cannissaro. Deseñou unha estrutura que chamou “Vis Tellúrique” (Helice Telúrica)4 onde colocaba os elementos en espiral sobre a superficie dun cilindro, de forma que coincidían nunha mesma liña vertical elementos que diferían entre si dezaseis unidades e que mostraban propiedades similares. Esta táboa non tivo moito éxito pola súa complexidade de construción e a dificultade de explicar que as repeticións se produciran en múltiplos de dezaseis.

4 O nome de telúrica ven do telurio que era o elemento que se atopaba no centro da gráfica.

92 Boletín das Ciencias

Figura 2. Hélice Telúrica 1862 FONTE: http://historiainventos.blogspot.com/2013/12/tabla-periodica-de-los-elementos.html

Newlands (1837-1898) e as octavas (1864) Outro intento por buscar unha orde periódica baseado na orde crecente de pesos atómicos foi a "Lei das octavas de Newlands", onde distribuíu os 56 elementos coñecidos en grupos de sete, comezando unha nova fila co oitavo elemento. Así o primeiro elemento en cada un deses grupos tiña unha química similar. Este método deixaba de funcionar a partires do calcio, xa que para que se repitan as propiedades non poden ter todas as columnas o mesmo número de elementos igual que ocorre nos períodos da táboa actual. Isto supuxo un revés para a súa aceptación.

Táboa 9. Lei das octavas de Newlans. O elemento G é actualmente o Be (antigamente o glucinium) e o Di (didimium) foi un elemento coñecido ata 1885 (mestura de praseodimio e neodimio) FONTE:https://www.metasynthesis.com/webbook/35_pt/pt_database.php?PT_id=8 93 Nº 87 – Xullo 2019

Meyer (1830–1895) versus Mendeleiev (1834–1907) Os dous asistiron ao congreso de Karlsruhe (1860) e os dous souberon aproveitar as ideas avanzadas de Cannissaro (e as súas medidas corrixidas de pesos atómicos) que os levaron a facer unha proposta similar da táboa periódica. Meyer clasificou 56 elementos en filas e columnas, en función dos pesos atómicos e outras propiedades físicas coma o volume atómico, puntos de fusión e ebulición e propiedades químicas, e deixa ocos para elementos descoñecidos. Mendeleiev clasificou 63 elementos (só 59 eran elementos, do resto algúns eran mesturas e outros tiñan valores incertos) tendo en conta, á vez, os pesos atómicos e as propiedades físicas e químicas (aplicou tamén a teoría da valencia de Frankland) e situando en columnas os elementos que tiñan propiedades comúns. Meyer descubriu a correlación entre os elementos químicos e os pesos atómicos en 1864, pero non publicou a táboa ata 1870, mentres que Mendeléiev utilizou a súa lei periódica dos pesos atómicos que puxo en limpo o día 1 de marzo de 1869, segundo o calendario gregoriano, e enviou á imprenta. Pero o que marca a diferenza é que mentres que Meyer non foi quen de xustificar as anomalías da súa táboa, os ocos que era preciso deixar e os elementos cuxas propiedades non encaixaban; Mendeleiev tivo a carraxe de defender a súa proposta cunha intuición privilexiada, atrevéndose a cambiar de posición elementos porque non lle cadraban as propiedades, e aventurándose a predicir a existencia e a explicación das propiedades de elementos descoñecidos para os que deixou ocos (eka-boro, eka-aluminio, eka-silicio, eka-manganeso e outros moitos máis). A enorme coincidencia entre as propiedades medidas cando se descubriron estes elementos e as que propuxo Mendeleiev, foi o mellor argumento para que a táboa de Mendeleiev fora aceptada entre a comunidade científica da súa época, pasando á historia, mentres que a de Meyer pasou desapercibida. Mendeleiev publicou en 1869 a súa primeira Táboa Periódica, no libro “Principles of Chemistry”, unha das obras científicas máis importantes de todos os tempos. No ano 1872 publicou unha nova versión (fixo ata 60 diferentes) da súa Táboa Periódica constituída por oito columnas desdobradas en dous grupos cada unha, que ao cabo dos anos chamáronse familia A e B.

Táboa 10. Táboa de Meyer1868, non publicada FONTE: https://www.meta- Táboa 11. Táboa de Meyer publicada en 1870 synthesis.com/webbook/35_pt/pt_database.php?PT_i FONTE: https://www.meta- d=439 synthesis.com/webbook/35_pt/pt_database.php?PT_id=12 94 Boletín das Ciencias

Táboa 12. Táboa de Mendeleiev publicada en Táboa 13. Táboa de Mendeleiev publicada en 1871, 1869 (fai 150 anos) na que aparecen óxidos e hidruros FONTE:https://upload.wikimedia.org/wikipedia/com FONTE:https://es.wikipedia.org/wiki/Tabla_peri%C3%B3 mons/b/bb/Mendeleev%27s_1869_periodic_table.png dica_de_los_elementos

5. MÁIS ALÁ DA TÁBOA DE MENDELEIEV Apareceron no último cuarto do século XIX 12 elementos, entre eles as “terras raras “ (atopadas en Suecia) que non encaixaban na táboa, e os gases nobres. Foi preciso dar un paso máis. Ramsay (1852-1916) e Rayleigh (1842-1919): os gases nobres Usando como pistas as fichas que faltaban na táboa de Mendeleiev, Ramsay e Rayleigh atoparon primeiro o argón (1894), despois illaron o helio (1895) e logo continuando coa procura, Ramsay e Travers descubriron o neón, kripton, e xenón (1898). En 1902 foron incorporados os gases nobres á táboa periódica e para facelos encaixar Ramsay e Mendeleiev engadiron unha nova columna, a cero, asignándolles a súa valencia o valor cero xa que non reaccionaban.

Táboa 14. Introdución dos gases nobres, grupo 0 FONTE: http://murov.info/timeline.pptx 95 Nº 87 – Xullo 2019

Werner (1866-1919) en 1905 presentou unha táboa periódica que bebía de Mendeleiev e Moseley, estruturada segundo a configuración electrónica dos elementos químicos. Os elementos que presentaban configuracións electrónicas externas similares quedaban agrupados en columnas verticais chamadas familias ou grupos. Nela aparecían 84 elementos e presentaba un aspecto similar á táboa periódica longa da actualidade.

Táboa 15. Táboa de Werner FONTE:https://www.metasynthesis.com/webbook/35_pt/pt_database_SqSp.php?Button=Top_10

Moseley (1887-1915), obtivo os datos experimentais, para máis de 50 elementos, nos que relacionaba os números atómicos coa raíz cadrada da frecuencia da liña espectral K-alfa de RX. Deducía así que a orde na que se atopaban os elementos non era casual, senón o froito dalgunha propiedade da estrutura baseada no número de protóns. Ordenaba os elementos segundo o número atómico crecente. Esta sería a Lei Periódica publicada en 19135 nun artigo no que asociaba a repetición das propiedades físicas e químicas dos elementos de maneira sistemática co incremento de Z, lei que segue a ser empregada ata o dia de hoxe. Despois de que Röntgen descubrira os RX e Becquerel a radioactividade, e grazas aos traballos de Marie e Pierre Curie e doutros, engadíronse elementos radioactivos á táboa periódica (polonio e radio 1998, actinio 1899, radón 1900, lutecio 1907, protactinio 1913, hafnio 1923, renio 1925, o tecnecio 1937 como primeiro elemento producido artificialmente por bombardeo de molibdeno con .

6.deuteróns OS ÚLTIMOS e o francio ELEMENTOS: 1939 a partires OS SUPERPESADOS do Ac por emisión α) Nunha volta á Alquimia, xogando coas regras da mecánica cuántica e cos conflitos nucleares como pano de fondo xurdiron os últimos elementos da táboa. Os feitos históricos que enmarcaron o descubrimento dos últimos vinte e oito elementos arrancaban coa carreira nuclear previa á segunda guerra mundial, o Proxecto Manhattan, os resíduos xerados polas bombas atómicas e as probas nucleares. A posterior Guerra Fría trouxo a competencia entre as dúas grandes potencias, URSS e EEUU, por ser os primeiros en todo, tamén na descuberta de elementos. A partires de 1940 sintetizáronse At, Pm e transuránidos por bombardeos de elementos pesados estables con partíc

A aposta pola tecnoloxíaulas elementais permitiu (p, construír n, deuteróns os aceleradores e partículas de α )partículas e por fisión nos nuclear. que se realizaban os bombardeos a partires dos cales se obteñen os últimos elementos. Isto é posible fundamentalmente en paises coma Alemania (GSI, Darmstadt), EEUU (LBNL, Berkeley), Rusia (JINR, Dubna) e Suiza (PSI, Villigen).

5 No artigo “Os espectros de alta frecuencia dos elementos” na Phil. revista (1913) p. 1024 di: “podemos concluír a partir da evidencia dos espectros de RX solos, sen utilizar ningunha teoría da estrutura atómica, que estes números enteiros son realmente característicos dos elementos” e “os datos teñen unha importante relación coa cuestión da estrutura interna do átomo e apoian firmemente as opinións de Rutherford e Bohr”. 96 Boletín das Ciencias

Destacaremos, de entre todos os científicos entregados á procura de novos elementos, os dous que foron recoñecidos pola comunidade científica coa honra de ver en vida o seu nome na táboa periódica: Seaborg, (1912-1999) liderou o traballo no laboratorio LBNL Berkeley, EEUU facendo“descubrimentos na química dos elementos transuránicos” polo que recibiu o Nobel (1951). Empregando a transmutación participou na obtención de 10 novos elementos: do 94 ao 102 (plutonio, americio, curio, berkelio, californio, einstenio, fermio, mendelevio, nobelio, laurencio) e o elemento 106 que leva o seu nome: seaborgio. Desenvolveu o concepto de actinoides aos que lles deu unha localización nova, sacándoos fora da táboa. Publicou unha primeira táboa en 1944 cun deseño futurista, á que logo seguirían outras versións, con lugar para os transactínidos e superactínidos na que se prevía a existencia de elementos que se están obtendo na actualidade (de novo un visionario). Ademais das xa citadas contribucións á Ciencia, ás que podemos engadir o descubrimento de máis de 100 isótopos de diferentes elementos, destacar as súas importantes contribucións á Humanidade, coma as aplicacións de isótopos en medicina nuclear, e o seu posicionamento como defensor do uso pacífico da enerxía nuclear. Oganessian (1933-...) comezou a traballar no Instituto Conxunto de Investigación Nuclear ( JINR) en Dubna , preto de Moscova, sendo director do Laboratorio de Reaccións Nucleares de Flerov no JINR desde 1989 ata 1996. Na década de 1970, Oganessian inventou un método de fusión en frío, unha técnica para producir elementos transactínidos (elementos superpesados). Desempeñou un papel vital nos descubrimentos de elementos do 104 ao 113. A súa técnica máis nova, chamada fusión quente, axudaría a descubrir o resto dos elementos superpesados: do 113 en diante. Trátase de bombardear nun ciclotrón, obxectivos que conteñen elementos radioactivos pesados ricos en neutróns (Pu, Am, Cu,...) con proxectís de calcio. Despois de ter pasado por un período de rivalidade entre a década dos 40 e a década dos 70, por fortuna hoxe en día o traballo de investigación é colaborativo, e así froito desta colaboración Oganessian dirixiría un equipo de científicos rusos e estadounidenses que lograron obter os elementos 115,116,117 e 118 no JINR. O elemento 118 chámase oganesson na súa honra. A finais do século XX obtivéronse o 114, flerovio (1999), e o 116, livermorio (2000), recoñecidos pola IUPAC en xuño de 2011 e obtidos por fusión quente ao bombardear Pu e Cm con ións calcio, con vidas medias de 2s e 53 ms respectivamente. E finalmente, os últimos elementos que se incorporaron a táboa, sendo recoñecidos pola IUPAC en decembro de 2015 son os 113,115,117 e 118, completándose así o período 7. O 113 nihonio, foi obtido por decaemento, no ano 2003, por un equipo xaponés do RIKEN Nishina Center dirixido por Kosuke Morita. O 115 moscovio, 117 ténnesso, e 118 oganesson, foron sintetizados os dous primeiros no 2004 e o último no 2006, mediante bombardeo de Am, Bk e Cf respectivamente con ións calcio, froito da colaboración dos laboratorios de Dubna e Berkeley. No panorama actual os experimentos non están exentos de dificultades: apenas se sintetizan uns poucos átomos con vidas medias moi curtas (polo que é moi difícil medir as propiedades), os tempos de bombardeo para conseguilos son enormes, as colisións teñen que producirse a velocidades altísimas próximas á velocidade da luz e os impactos requiren enerxías moi grandes para que os proxectís penetren no núcleo vencendo as repulsións culombianas coa necesidade de aceleradores cada vez máis potentes. Por todo isto, a obtención de elementos posteriores ao 118 con vida media estable, non vai ser nada fácil. Despois dun intento sen éxito por obter o elemento 119 a investigación continúa nun traballo 97 Nº 87 – Xullo 2019 conxunto de rusos e estadounidenses, empregando un ciclotrón, realizando un bombardeo sobre o elemento 99 con núclidos de calcio. Confiamos en que as colaboracións entre científicos sexan proveitosas e cheguen os novos avances que fagan realidade as expectativas de que a táboa siga a medrar quizais ata o elemento 172??.

7. TÁBOAS MÁIS RECENTES

Táboa 16. Táboa de Seaborg (1965), coloca os elementos superpesados ata o nº 168, e introduce os elementos superactínidos (de 122 ata o 153). Consta de 18 grupos e 8 períodos. FONTE:http://analesdequimica.es/index.php/AnalesQuimica/article/viewFile/697/869

Táboa 17. Táboa de Pekka Pyykkö (2013) ata o elemento 172 ( 9º período), baseada nos cálculos de Dirac-Foc sobre posibles configuracións electrónicas. Os elementos 139 e 140 non se poderían sintetizar. FONTE: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pyykko_periodic_table_172.svg 98 Boletín das Ciencias

Táboa 18. Adaptación de Scerri (1997) a partires das táboas de Bayley-Thomsen-Bohr nas que asocia os elementos segundo as configuracións electrónicas e recolle a simetría da lei periódica. FONTE: https://www.meta-synthesis.com/webbook/35_pt/pt_database.php?PT_id=19

Táboa 19. Táboa de Najderek (1985-2008) que propón unha ordenación periódica triangular, relacionada coas configuracións electrónicas pero con unha disposición diferente a outras táboas. FONTE: https://www.pinterest.es/pin/205828645446815704/

Táboa 20. Táboa periódica de espiral de TheodorBenfey (1960), Ordena os elementos nunha espiral continua bidimensional, co hidróxeno no centro e os metais de transición, os lantanoides e os actinoides ocupando as penínsulas. FONTE: https://www.meta-synthesis.com/webbook/35_pt/pt_database.php?PT_id=33 99 Nº 87 – Xullo 2019

Táboa 21. TRIDIMENSIONAL Alexander Desk Táboa 22. Táboa A. Makejev (2011) Topper(1965) FONTE:https://www.metasynthesis.com/webbook/35_pt/pt_d FONTE: https://www.meta- synthesis.com/webbook/35_pt/pt_database.php?PT atabase_SqSp.php?Button=Top_10 _id=432

Táboa 23. Táboa periódica das científicas de Teresa Valdés-Solís (2018), cada lugar é ocupado por unha científica de diferentes disciplinas e cada símbolo vai enlazado a correspondente biografía. Esta é unha mostra de como é usado o formato da táboa periódica indo máis alá da química para presentar temáticas moi variadas: arte, música, deporte, ortografía, xogos, economía,... FONTE: https://naukas.com/2018/11/23/la-tabla-periodica-de-las-cientificas/ 100 Boletín das Ciencias

Táboa 24. Táboa da sociedade Química Europea que mostra as reservas dos elementos no planeta na actualidade, expón o esgotamento de recursos e promove a reflexión sobre o consumo responsable. FONTE: https://www.euchems.eu/euchems-periodic-table/ Creative Commons Attribution NoDerivs CC BY-ND.

Táboa 25. IUPAC ACTUALIZADA (datada o 1 de decembro de 2018). Representación media longa de 118 elementos, coa ordenación de nº atómico crecente seguindo a Lei periódica de Moseley en 18 grupos (columnas) e 7 períodos (filas) de tal maneira que se observa a variación das propiedades físicas e químicas dun xeito periódico. FONTE: https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/ 101 Nº 87 – Xullo 2019

8. REFERENCIAS BERMEJO, M. R., GONZÁLEZ-NOYA A. M., MANEIRO, M. Guía dos elementos químicos, 2018, XUNTA DE GALICIA MARTINEZ-CALVO, M. et al., O sistema periódico en cifras (2009) Boletín das ciencias, ano XXII, nº 67, Santiago CID,R., D.I. Mendeleiev: lembranza en tres actos (2009) Boletín das ciencias, ano XXII, nº 67, Santiago GONZÁLEZ, P. As mil caras do sistema periódico (2009) Boletín das ciencias, ano XXII, nº 67, Santiago VAL,O. Historia da evolución da táboa periódica dos elementos químicos: un exemplo máis da aplicación do método científico. Anales de química 111 (2), (2015), 109-117 SCERRI, E. The Evolution of the Periodic System, American Scientist, Nov-Dec (1997), 546-553 PEKKA PYYKKÖ, tabla periódica, Fis. Chem. Chem. Fis., 2011, 13, 161-168 http://nanowow.blogspot.com/2012/04/guia-dos-elementos-quimicos.html http://www.angelfire.com/ny5/quim/Lavoisier.htm http://alef.mx/john-dalton-y-la-creacion-de-la-tabla-de-pesos-atomicos-de-los-elementos-hace-210- anos/ https://personajeshistoricos.com/c-polimatas/john-dalton/ http://www.quimlab.com.br/guiadoselementos/conceito_elemento.htm http://www.losavancesdelaquimica.com/blog/tag/avogadro/ https://www.liberliber.it/online/autori/autori-c/stanislao-cannizzaro/ http://www.ehu.eus/reviberpol/pdf/historiaquimica/roman2.pdf https://roskiencia.wordpress.com/2013/02/28/cinco-grandes-huellas-en-la-historia-de-la-tabla- periodica/ https://ahombrosdegigantescienciaytecnologia.wordpress.com/2016/02/02/la-tabla-periodica-el- gigante-mendeleyev/ http://chimie.scola.ac-paris.fr/sitedechimie/hist_chi/text_origin/moseley/Moseley-article.htm https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Moseley http://www.xtec.cat/~bnavarr1/Tabla/castellano/indice.htm¿ https://www.ecured.cu/Tabla_peri%C3%B3dica_de_elementos https://es.wikipedia.org/wiki/Tabla_peri%C3%B3dica_de_los_elementos https://pt.wikipedia.org/wiki/Hist%C3%B3ria_da_tabela_peri%C3%B3dica http://www.losavancesdelaquimica.com/blog/tag/cannizzaro/ https://www.uv.es/~jaguilar/elementos/fronteras.html https://royalsocietypublishing.org/doi/pdf/10.1098/rsta.2014.0211 https://educacionquimica.wordpress.com/2016/03/06/6-de-marzo-de-1869-mendeleev-y-la-tabla- periodica/ https://mujeresconciencia.com/2019/01/01/la-tabla-periodica-de-las-cientificas/ http://www.rinconeducativo.org/contenidoextra/tablasperiodicas/tabla/tabla.php https://www.ehu.eus/en/-/cathedra-pascual-roman-polo

Niels Bohr dicía que "a táboa periódica é a estrela orientadora para a exploración nos campos da química, a física, a mineraloxía e a técnica"

103 Nº 87 – Xullo 2019

A IUPAC NA AXUDA DA CONFECCIÓN DO SISTEMA

PERIÓDICO

BERMEJO, MANUEL R. MANEIRO, MARCELINO RODRÍGUEZ-SILVA, LAURA FERNÁNDEZ GARCÍA, MARÍA ISABEL Departamento de Química Inorgánica Universidade de Santiago de Compostela

1. INTRODUCIÓN O ano 2019 foi nomeado pola ONU “Ano Internacional do Sistema Periódico” para celebrar numerosas efemérides no mundo da Química. Entre outros acontecementos celébranse: os 230 anos da publicación do famoso libro de Lavoisier o “Tratado Elemental de Química”, onde aparece por vez primeira unha táboa onde están recollidos os elementos químicos coñecidos na época; os 150 anos da publicación da famosa “Táboa Periódica” por Dimitri Mendeleev e os 100 anos da creación da IUPAC (acrónimo en inglés da chamada Unión Internacional da Química Pura e Aplicada), entre outros acontecementos. Neste capítulo trataremos de establecer e explicar a relación existente entre a IUPAC e o Sistema Periódico ao longo da historia da Química. Para posicionármonos na historia da ciencia e nestes acontecementos, compre dicir que no xermolo desta relación (a da IUPAC co Sistema Periódico) está o congreso de Karlsruhe do ano 1860, que daría lugar tanto á aparición da actual táboa periódica como no futuro á constitución da IUPAC e á súa presenza continua na denominación dos elementos químicos. Empecemos por sinalar que, o congreso de Karlsruhe foi o primeiro congreso da historia da ciencia moderna; nel reuníronse os científicos máis sonados do momento, incluídos os españois, para debater e poñer orde sobre o tremendo caos no que se atopaba a química da época. Esta reunión científica non so pretendía dilucidar moitas das cuestións científicas que enfrontaban ás distintas escolas científicas da época, senón que tentaba poñer as bases científicas necesarias para que os químicos máis novos e intuitivos do momento (Mendeleev, Lothar Meyer, Borodin,... etc) chegaran a crer na posibilidade de ordenar os elementos químicos existentes e construír unha nova táboa periódica. Este sentimento derivado do congreso faría que Mendeleev e Lothar Meyer chegaran a deseñar as súas táboas periódicas. O congreso de Karlsruhe foi convocado polos máis reputados químicos da época: Kekule, Wutrz e Weltzien. A reunión tivo lugar na cidade de Karlsruhe, situada ao suroeste de Alemaña, os días 3, 4 e 5 de setembro do ano 1860. Dito encontro pretendía intentar debater e aclarar aspectos da química do tempo, como: resolver definicións importantes e controvertidas como átomo, molécula, peso 104 Boletín das Ciencias equivalente, peso atómico e básico,...etc; examinar cuestións relativas aos conceptos de peso equivalente e fórmulas químicas; establecer unha notación e unha nomenclatura axeitada para os elementos e os compostos coñecidos;...etc. Neste congreso xunto cos convocantes estaban todos os científicos importantes do tempo. Pero soamente citaremos a Cannizzaro, quen non só sentaría as bases para comprender o concepto de molécula, senón que levaría a soñar a máis mozos (como Mendeleev e Lothar Meyer)–ver fig. 1-, coa posibilidade de crear as súas táboas periódicas. Tamén debemos lembrar que a química española estaba representada por Ramón Torres Muñoz de Luna, nese momento catedrático da Universidade de Madrid, e cunha idade de 38 anos.

Figura 1. Dimitri Mendeleev e Julius Lothar Meyer

Nese momento da historia da ciencia tiña lugar o máis importante e acelerado progreso da química; de modo moi particular no campo da química orgánica. O congreso de Karlsruhe foi, entre moitos outros acontecementos, o xermolo do que sería a Asociación Internacional de Sociedades Químicas que ía aparecer no século seguinte. Iniciado o século XX, no ano 1910, a empresa química Solvay decidiu financiar, para celebrar os 50 anos do congreso de Karlsruhe, unha nova reunión de química co obxectivo de debater sobre os problemas importantes e aínda non resoltos da química nesa época. Dita reunión chamouse Primeira Conferencia Solvay e a celebración tivo lugar en Bruxelas no ano 1911. Nela reuníronse os científicos máis destacados do momento (ver fig. 2). Nela producíronse os máis acendidos debates sobre os temas que quedaran pendentes do pasado século. Como colofón, decidiuse crear unha Asociación Internacional de Sociedades Químicas. Esta decisión daría lugar no ano 1919 á creación da Unión Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC nas súas siglas en inglés). Como se ve polo que vimos de relatar, hai unha conexión entre a táboa periódica actual e a aparición da IUPAC. No que segue veremos resumido como foi a historia desa confluencia e como o congreso de Karlsruhe foi o punto de partido para chegar á mesma. Presentaremos como ao longo da historia da química se foi facendo necesaria a presencia de autoridades e institucións de prestixio que sentaran as bases, non só para a ordenación do caos imperante nunha disciplina que, coma todas, naceu sen normas; senón para dilucidar cantas cuestións científicas e éticas se puideran prantexar coa autoridade dun organismo aceptado como o ”primum inter pares”. Finalmente sería a IUPAC o organismo que poñería, e segue poñendo, as normas de actuación no mundo diario da Química. Como outro obxectivo deste capítulo, debemos facer constar como nas nosas programacións didácticas solemos indicar que usaremos nas nosas aulas as normas IUPAC tanto na formulación como na nomenclatura dos compostos e nas unidades dos pesos e das medidas; pero en xeral descoñecemos 105 Nº 87 – Xullo 2019 como funciona esta institución. Paga pois a pena que coñezamos un pouco mellor esta institución para que poidamos respostar aos nosos alumnos cando nos pregunten por ela e, ao tempo, lles fagamos chegar a idea de que a química é unha ciencia non dogmática, chea de debates e controversias e, por iso, moito máis humana; e que tamén por todo iso se atopa sometida aos ditames das institucións creadas polos propios científicos como a IUPAC.

Figura 2. Foto da Primeira Conferencia Solvay. Sentados de esqda a drta: W. Nernst, M. Brillouin, E. Solvay, H. Lorentz, E. Warburg, J. Perrin, W. Wien, M. Skłodowska-Curie, and H. Poincaré. De pé de esqda a drta: R. Goldschmidt, M. Planck, H. Rubens, A. Sommerfeld, F. Lindemann, M. de Broglie, M. Knudsen, F. Hasenöhrl, G. Hostelet, E. Herzen, J. H. Jeans, E. Rutherford, H. Kamerlingh Onnes, A. Einstein and P. Langevin.

Neste capítulo pretendemos revisar brevemente a historia da IUPAC na súa relación con aspectos relevantes da vida do sistema periódico, como é a denominación dos elementos químicos, así como algunhas das controversias mantidas ao longo desta historia. De modo particular as loitas dialécticas establecidas durante a chamada guerra fría entre os dous bloque políticos das nacións para nomear os elementos químicos que se estaban descubrindo. Non afondaremos moito neste tema pero si compre que consideremos como nesa época (anos 1975-1997) cumpría chegar a consensuar os nomes por existir varios para cada elemento; por iso chegouse a establecer unha Nomenclatura Sistemática que foi do agrado de tódolos científicos implicados, pero que a pesares de ser do gusto de todos e ser aceptadas por todos, hoxe en día, abandonouse.

2. OS PROBLEMAS DA NOMENCLATURA NA QUÍMICA Un dos temas máis controvertidos na historia da química foi desde sempre a notación e a nomenclatura dos elementos químicos e dos seus compostos. Tanto é así que, no xa citado congreso de Karlsruhe de 1860, esta era unha das cuestións básicas a debater e resolver. Máis o congreso realizouse, pasou, e non houbo posibilidade de resolver este espiñento tema; vexamos de que parte da historia da química procedía esta controversia e cales eran os problemas que había para a súa resolución. 106 Boletín das Ciencias

Dende o comezo da química cada elemento químico e os seus compostos se chamaban e se representaban como a cada investigador lle petaba, dado que non existía ningunha norma escrita ao respecto. En cada período histórico a todo o máis que se chegou foi a darlles uns nomes e unhas representacións ou formulacións que se aceptaban, pero non por todo o mundo e, así, aparecían nomes e formulacións completamente arbitrarias. Facendo un resumo: - No período alquímico aceptouse o nome dos metais, o dos non metais, os da súa representación simbólica, o nome de moitas das técnicas preparativas e a de moitos utensilios de laboratorio. - No medievo e no renacemento chegáronse a coñecer e preparar moitos máis elementos químicos e deles derivaron moitos novos compostos, aos que cada descubridor e científico chamaba como quería. - Coa chegada da ilustración, en pleno século XVIII, o caos no nomeamento dos elementos e compostos químicos era tan enorme que cumpría unha solución na forma dunha nomenclatura clara e precisa. Para comprender mellor canto estamos a dicir, véxase na táboa da fig. 3 o caos na nomenclatura dalgúns compostos químicos ben coñecidos por tódolos investigadores no século XVIII.

Figura 3. Táboa de compostos químicos coñecidos no século XVIII

A finais do século XVIII Antoine Lavoisier estaba tratando de escribir o seu famoso “Tratado” e para a súa consolidación, comprensión e propagación internacional de canto se coñecía no mundo da química, cumpríalle a elaboración dunha linguaxe metódica, clara e precisa que permitise nomear e representar a calquera sustancia nova que estivese descuberta, ou que se puidera descubrir por nova síntese, de modo que todos os lectores entenderan de que se estaba a falar. Esta nomenclatura non podía estar sometida nin á subxectividade do descubridor nin ás circunstancias do descubrimento, nin se sabía determinar o fundamento de tal denominación. Por iso debían ser, as nomenclaturas, o máis xerais e obxectivas posibles. Nesa época, T. Olof Bergman, que era moi amigo de Carl Linneo, tiña unha idea para facer unha nomenclatura química moi similar á que establecera Linneo para o mundo vexetal e animal. Bergman non chegou a realizala pero conseguiu comprometer ao científico francés Guyton de Morveau na súa elaboración. Lavoisier necesitaba a nomenclatura para o seu libro, pero non sabía como facela; pero 107 Nº 87 – Xullo 2019 coñecedor de que, Guyton, era quen de facela dedicouse a incentivalo para que a fixera. Así pois, Antoine Lavoisier, creou un equipo de científicos franceses, coñecidos del e capacitados, para facela: Guyton de Morveau, Berthollet e Fourcroy. El mesmo tomou a dirección do grupo para establecer esa nomenclatura. Lavoisier non sabía como facela, pero si coñecía quen podían facelo; por iso converteuse no director deste grupo que si sabían como realizalo. Así, conseguirían chegar ao fin pretendido: a realización dunhas normas. Puxéronse ao traballo da elaboración desas normas de xeito que no verán do ano 1787 presentaron na Academia de Ciencias de París un método sistemático de nomenclatura pensado para dar nome ao elevado número de sustancias que o desenvolvemento da química de finais do século XVIII estaba a xerar. O chamado “Método de Nomenclatura Química” naceu non só para poder nomear cantas sustancias eran coñecidas, senón que, moito máis importante, pretendía poder nomear a cantas sustancias eran descoñecidas e incluso a aquelas que puideramos deseñar e preparar nun futuro.

Figura 4. Tradución ao castelán do Método de Nomenclatura Química

Deste xeito é como a comezos do século XIX xa existía un método que permitía nomear con corrección e, entendéndonos todos, tanto os vellos elementos, os compostos da química inorgánica, como todas aquelas novas sustancias que se puideran preparar; tamén eran doadas de nomear e identificar as sustancias orgánicas coñecidas polo momento. Este método foi traducido ao castelán por Pedro Gutiérrez Bueno a finais do ano 1788 (ver fig. 4). Sabíase xa como nomear os elementos químicos e os seus compostos, pero aínda non se tiña unha forma de representar simbolicamente nin aos elementos nin a os compostos. Tería que chegar Berzelius (nas décadas 1820-1830) para establecer unhas normas para tal representación (ver fig. 5). Tal normativa simbólica foi, en xeral, ben aceptada –logo das moitas reformulacións que estableceu ao longo dos anos- pero, aínda e con todo, non foron aceptadas por toda a comunidade científica. Por todo iso no congreso de Karlsruhe cumpriu levar o tema da necesidade dun acordo sobre a notación, a normativa no nomeamento dos elementos e os compostos químicos, os valores das súas masas atómicas,.... Ata a aparición da IUPAC, no século seguinte, non se chegaría a un acordo completo sobre: 108 Boletín das Ciencias a formulación química; o establecemento das ecuacións químicas; os nomeamentos dos novos elementos e compostos; as unidades de pesos e medidas;....etc.

Figura 5. J. J. Berzelius

O século XIX foi o século da explosión da química: a química inorgánica avanzou moito, pero de xeito particular desenvolveuse a química orgánica. A química orgánica xerou unha inmensidade de novos produtos que necesitaban dunha axeitada denominación. O método de nomenclatura de Guyton e a representación simbólica de Berzelius estaban pensados fundamentalmente para o mundo dos compostos inorgánicos; pero non eran moi axeitados para os novos compostos orgánicos. Ademais, na química orgánica estábanse preparando tantos novos compostos, coa complexidade engadida da existencia dos isómeros que aparecían e, sobre todo, coa aparición da nova estereoquímica que presentaban estes novos compostos,...etc . Todo isto facía case imposible resolver o caos existente e nomear axeitadamente tantos compostos e con tanta problemática. A maiores, na química inorgánica acabábanse de descubrir 47 novos elementos químicos e, cada descubridor, queríalle dar o seu nome, mesmo antes de que se tivera confirmado a súa existencia e preparación. Deste xeito existían moitos nomes para un mesmo elemento químico e mesmo nomes descoñecidos hoxe por terse esquecido. Por exemplo no libro de Antonio Casares “Manual de Química General”, que foi libro de texto nas universidades españolas no segundo terzo do século XIX, aparecen nomes dados a elementos que hoxe non se consideran válidos, pero que si se empregaban nos libros de texto desa época. Ante esta situación, como xa se indicou, o Congreso de Karlsruhe quixo poñer orde nese caos, pero fracasou. O século XIX rematou con moitos problemas sen resolver no mundo da química.

3. A HISTORIA DA IUPAC Seguidamente faremos un resumo das actividades da IUPAC en relación co sistema periódico. Un estudio máis demorado foi realizado por un de nós no XI Congreso de ENCIGA celebrado no Barco de Valdeorras no ano 1998.; tamén, se desenvolveron estas ideas nun libro publicado por nós no ano 2006. A IUPAC tivo como precursora, como xa indicamos, á Asociación Internacional de Sociedades Químicas que xurdiu no ano 1911, como consecuencia da Primeira Conferencia Solvay e que xerou un conxunto de propostas que incluían: a nomenclatura de compostos orgánicos e inorgánicos; a estandarización de constantes físicas; a edición de táboas de propiedades características da materia; a estandarización do formato das publicacións e a toma en consideración das medidas necesarias para previr a repetición e copia dos artigos científicos. No ano 1919 nacería a IUPAC. 109 Nº 87 – Xullo 2019

A Unión Internacional de Química Pura e Aplicada (International Union of Pure and Aplied Chemistry, IUPAC) impúxose, entre outras moitas funcións, a de coordinar as actuacións dos químicos de todo o mundo e actuar como árbitro nas polémicas que puideran xurdir. Tamén organizar reunións e congresos para os seus socios cos temas máis variados e que puideran interesar ao colectivo dos seus membros. Funciona por comisións que abranguen tódalas áreas de coñecemento relacionadas coa química. A IUPAC fundouse por químicos procedentes das universidades, dos centros de investigación e das máis variadas industrias, para tentar conseguir unha estandarización internacional máis completa para a química; pretendíase: conseguir a uniformación de pesos, de medidas, dos nomes e dos símbolos dos elementos,...etc coa intención de poder continuar con éxito as investigacións, tanto teóricas como aplicadas, que se estaban realizando naqueles momentos e cantas se puideran realizar no futuro. Logo de 100 anos de vida debemos dicir que a IUPAC acadou notables éxitos no fomento da comunicación internacional entre os químicos de todo o mundo e na unión dunha linguaxe común entre o mundo académico e o da industria. Está recoñecida como a autoridade mundial en: nomenclatura química, terminoloxía, métodos de estandarización para medidas de masas atómicas e moitos outros datos relativos ás sustancias químicas. Continúa a patrocinar multitude de reunións científicas e, durante a guerra fría, foi un instrumento imprescindible para manter o diálogo entre os científicos dos dous blocos.

A IUPAC está constituída por 42 Organizacións Nacionais Adheridas (ONAs) –formadas por academias de ciencias, centros de investigación, centros industriais, etc- e, ademais, outros moitos países presentan o status de observadores. A España a representa (como ONA) a Comisión Interministerial de Ciencia e Tecnoloxía. Máis de 1000 químicos de todo o mundo traballan dun modo altruísta para a IUPAC, nas 37 comisións nas que se dividen as sete divisións seguintes: I. Química-Física, II. Química Inorgánica; III. Química Orgánica, IV. Química Macromolecular, V. Química Analítica, VI. Química e Medio, VII. Química e Saúde.

Figura 6. Versión catalá do libro vermello da IUPAC do ano 1990 110 Boletín das Ciencias

Os libros de nomenclatura da organización son usados por academias, gobernos e industrias de tódolos países do mundo. Denomínanse pola súa cor: Ouro, nomenclatura química; Verde, cantidades, unidades e símbolos en Química física; Vermello, nomenclatura en Química inorgánica (ver fig. 6); Azul, nomenclatura dos compostos orgánicos; Laranxa, nomenclatura en Química analítica; Púrpura, nomenclatura en Química macromolecular; Prata, nomenclatura e símbolos en Química clínica. A IUPAC é ben coñecida pola publicación das masas atómicas definitivas, das abundancias isotópicas e de gran variedade de datos químicos de enorme interese tanto para a investigación como para a industria. Entre os datos de interese relevante debemos citar: táboas termodinámicas de estado fluído, datos de solubilidades, constantes de estabilidade de complexos, entalpías de vaporización, propiedades termodinámicas e de transportes de metais alcalinos; datos termodinámicos e cinéticos para a química atmosférica;...etc. Doutra banda está implicada no establecemento de métodos normalizados para o seu uso nos laboratorios de investigación, de control de calidade, analíticos e clínicos, e na uniformación de métodos para analizar aceites, graxas e derivados. A IUPAC organiza unha reunión bianual que está especializada no estudo das novas fronteiras da química. O último congreso da IUPAC –o número 47- tivo lugar en Sao Paulo (Brasil) no ano 2017. O vindeiro congreso da IUPAC, que se vai celebrar en París, terá lugar en xullo do ano 2019. Ao tempo celebrarase a 50 Asemblea xeral deste organismo. O primeiro congreso da IUPAC celebrado en España foi no ano 1934 e o último tivo lugar en setembro do ano 1975.

Figura 7. Portada da revista “Chemistry International” da IUPAC

Cada ano, a IUPAC, organiza e patrocina un gran número de congresos, conferencias e reunións nas máis variadas áreas temáticas da química; certificando a calidade dos programas científicos, e asegurando que científicos de todo o mundo poidan participar neles. O número de revistas que publica son dúas: - “Chemistry International” (CI), na que se informa aos seus membros sobre a propia organización, o calendario de actividades e de conferencias patrocinadas. Índices de informes técnicos;...etc. Na fig. 7 preséntase a portada da revista do ano 1998 na que se indican os nomes dos elementos con Z= 101-109. 111 Nº 87 – Xullo 2019

- Outra revista é “Pure and Aplied Chemistry”, que informa sobre as conferencias impartidas nos diversos simposios que a IUPAC organiza e inclúe artigos, especialmente encargados a autores reputados, sobre tópicos de interese e actualidade. Ademais publica as recomendacións da Unión, informes técnicos, compilación de datos, colaboracións sobre temas de actualidade,...etc. Polo tócante á súa relación co sistema periódico, unha das comisións máis dinámica e solicitada é a que se encarga das normas de nomenclatura química.

4. AS NORMAS DE NOMENCLATURA QUÍMICA NA HISTORIA DA IUPAC Como xa vimos anteriormente a IUPAC ten sete divisións e, en cada división, existen diversas comisións. Neste capítulo interésanos estudar, pola súa relación co sistema periódico, a Comisión de Nomenclatura Química Inorgánica (CNQI). Esta Comisión constituíuse no ano 1921, para actualizar e controlar as normas relativas á denominación dos elementos químicos e dos seus compostos.

TÍTULO Nº de elementos Nomes prequímicos 9 Nomes derivados de corpos celestes 10 Nomes derivados da mitoloxía ou supersticións 14 Nomes derivados de minerais ou minerarios 14 Nomes derivados das cores ou da coloración producida 11 Nomes derivados doutras propiedades distintas 9 Nomes derivados de motivos patrióticos ou xeográficos 26 Nomes que lembran persoeiros 16 Nomes construídos sobre características propias dos elementos 16 Figura 8. Táboa con grupos de elementos químicos clasificados por diferentes motivos

No ano 1938 preparáronse por vez primeira unhas normas que non se chegaron a aprobar ata o ano 1940. Nelas, non se ofreceron novas normas sobre como denominar os novos elementos químicos, que cambiaran as xa existentes dos 150 anos anteriores. En realidade, ata ese momento non se tiñan normas escritas sobre como denominar aos elementos químicos que se descubrían; aceptábase, coma norma non escrita, o nome dado polos descubridores. Na táboa da fig. 8 recóllese unha posible clasificación dos elementos químicos descubertos ao longo da historia en función dos tipos de nomes dados polos seus descubridores. Á altura de 1940 non había ningún elemento químico que correspondera á clasificación de “Nomes que lembran a persoeiros”. Parecía existir unha norma non escrita pola que non se debía chamar a ningún elemento co nome do seu descubridor ou co de ningún científico da historia. Pode que Le Coq de Boisbaudran -descubridor do galio- se saltara a norma, pois “le coq”, en francés, significa o galo; pero o autor indicou que el estaba celebrando ao seu pais (Francia é a Galia romana). Compre dicir que os elementos gadolinio – debía o seu nome ao descubridor da gadolinita ( o sueco Gadolin)- e o samario – que debía o nome ao mineral no que se atopou a samarskita (descuberta polo ruso Samarsky)-, tiñan nomes nos que a relación cos autores era moi colateral. Debemos sinalar a maiores que a IUPAC se reservaba, e aínda hoxe o fai, a capacidade para aceptar ou non o nome proposto polos descubridores dos elementos, aínda que na práctica non interviña case nunca e aceptaba o nome proposto. Si interviña cando ao mesmo elemento se lle daba dous nomes 112 Boletín das Ciencias distintos. A decisión máis sonada, a máis da xa considerada intervención no tema do volframio, tivo lugar no ano 1949 cando cumpriu tomar postura para dilucidar como chamar ao elemento de Z=41 (niobio/columbio). A súa decisión foi tomada a prol do niobio. Este elemento fora identificado e preparado por Hatchet no ano 1801, e lle chamou columbio (por telo obtido do material chamado columbita). Ata o ano 1841 non se volveu a obter puro este metal e foi Rose quen o preparou logo de separalo, con moitísimo esforzo, do tántalo; chamoulle niobio (en lembranza de que Niobe era a filla de Tántalo) e sinalando o difícil que lle resultara separar ambos metais do seu minerario. A razón de se ter inclinado a IUPAC polo nome de niobio (indo en contra do seu primeiro descubridor) obedecía a que nesa época -principios do século XVIII- os nomes con orixe mitolóxico eran máis normais que aqueles que obedecían a nomes de procedencia xeográfica. No ano 1957 fixéronse unhas novas Normas de Nomenclatura. Nelas incluíase unha lista dos elementos químicos coñecidos na época, pero non se proporcionou ningunha nova indicación sobre a ruta a seguir na procura do termo elixido como posible nome para os novos elementos químicos descubertos. Compre engadir que, nestas normas, recoméndase que o nome escollido para cada elemento sexa de uso fácil e práctico en tódalas linguas. Nesa época comezaron as controversias co nome dos elementos químicos; vexamos algúns exemplos moi significativos: - No ano 1944 descubriuse o elemento con Z= 96, pero ao estar en plena guerra mundial mantívose en secreto ata o ano 1945. Cando o equipo da universidade de Berkeley, liderado por Seaborg decidiu publicar o descubrimento deulle o nome de curio –en lembranza do matrimonio Curie- matrimonio que contribuíra ao desenvolvemento do sistema periódico. Deste xeito, abriron a porta para nomear os novos elementos sintetizados con nomes de persoeiros da química. - No ano 1952, con motivo do experimento nuclear chamado “Mike” descubriuse, de xeito accidental, o elemento con Z= 99 e posteriormente, no ano 1953, no laboratorio de Los Alamos (Nuevo México), sintetizouse este novo elemento químico polo mesmo equipo americano. De novo lle deron o nome dun persoeiro, einstenio – en loubanza de Einstein-. Estábase dando un novo paso cara a consagración de persoeiros no sistema periódico e ademais, Einstein, aínda estaba vivo cando lle deron o nome a ese novo elemento: novo motivo de discordia. - No ano 1953 preparouse un novo elemento, co procedemento de aceleración de partículas e impacto en átomos pesados (ver na bibliografía); era o elemento con Z= 100 descuberto polo equipo sueco do instituto Nobel: os descubridores déronlle o nome de “centurium” derivado do latín centum –o que era o número cen-. Os americanos publicaron no ano 1955 un artigo no que dicían que eles tamén o prepararan e lle chamaron fermio, para loubar a Enrico Fermi, o verdadeiro cerebro do proxecto Manhatan e un italo - americano converso. A controversia explotou, pois xa tiñamos dous nomes para o mesmo elemento químico. Desgraciadamente a IUPAC, controlada polos americanos, inclinouse polo nome de fermio e o bloque de influencia comunista estoupou, enfrontándose abertamente a esta inxusta decisión. A guerra dos nomes dos elementos químicos estaba iniciada. - No ano 1955 preparáronse uns poucos átomos dun novo elemento con Z= 101, no equipo de Berkeley, e lle deron o nome de mendelevio. Por razóns de todos coñecidas non houbo moita discusión; pero esta reavivouse cando en plena guerra fría, iniciouse a lea por decidir quen era o primeiro en descubrir os novos elementos; nesaépoca falouse e publicouse a preparación do novo elemento con Z= 102. A preparación resultou ser un tremendo erro histórico. - No ano 1957, un equipo de investigadores mixto -americanos do Argon National Laboratory de Chicago e suecos do Nobel Institute of Phisycs- anunciaron a preparación dun novo elemento con Z= 102 (dito elemento foi rapidamente denominado nobelio, para lembrar a Alfred Nobel, descubridor da dinamita e patrocinador dos premios que levan o seu nome). Máis o resultado foi 113 Nº 87 – Xullo 2019

un erro científico histórico dado que o seu descubrimento non puido ser confirmado; pero a IUPAC xa aceptara o nome. Houbo que agardar ata o ano 1966 para que os científicos rusos de Dubna -dirixidos por Flerov- conseguiran preparan ese novo elemento; máis, eles, déronlle o nome de Joliotio –en loubanza do matrimonio Joliot (Irene Curie e Federico Joliot). Con posterioridade, un equipo mixto de investigadores rusos e americanos deron o descubrimento por bo: de novo había un elemento químico con dous nomes. - No ano 1961, ao mesmo tempo os investigadores americanos e rusos deron conta nunha publicación da preparación dun novo elemento con Z= 103. Os rusos tardaron en darlle nome e os americanos adiantáronse chamándolle laurencio –para lembra a E. O. Lawrence, o creador do ciclotrón americano. Os rusos puxéronlle o nome de rhutherfordio –para lembrar a E. Rutherford o pai da estrutura do átomo- non había modo de poñerse de acordo. Como non concordaban no nomeamento dos novos elementos descubertos, os rusos propuxeron unha nomenclatura de concordia: a Nomenclatura Sistemática. - No ano 1970 fíxose unha segunda edición das Normas de Nomenclatura da CNQI; pero nesta ocasión non foron aceptadas polo bloque de científicos da órbita comunista. Xa eran varios os elementos con dous nomes e todos tiñan nomes de persoeiros da química. Os americanos e os suecos facían propostas comúns, namentres que os rusos e alemáns facían outro tanto, pero con nomes distintos. Os elementos 100, 101, 102 e 103 foran obxecto de discordia; pero tamén o foron os elementos 104, 105 e 106; que tamén chegaron a ter dous nomes. Houbo que chegar a unha concordia, e alí estaba a IUPAC para conseguila.

5. A IUPAC E OS NOMES DOS ELEMENTOS QUÍMICOS NOS ÚLTIMOS 40 ANOS: A NOMENCLATURA SISTEMÁTICA A guerra polos nomes dos elementos químicos era unha consecuencia da guerra fría política entre os bloque oriental e occidental. Trala reunión da IUPAC de 1970, os rusos cederon nos nomes dados polos americanos para os elementos preparados con Z= 102 e 103, en espera da concordia. No ano 1976 a IUPAC acordou que o elemento con Z= 103 sería o derradeiro elemento químico con nome de científico e, a partires del, tódolos novos elementos descubertos terían unha Nomenclatura Sistemática. O nobelio (Z= 102) e o laurencio (Z= 103), ao que se lle cambiou o símbolo de Lw dado polos americanos por Lr, foron declarados como únicos pola CNQI; os rusos aceptaron esta decisión coa que se produciu a concordia. Despois destes elementos iniciábase a cuarta serie de transición, co elemento Z= 104, onde tódolos novos elementos descubertos serían nomeados con Nomenclatura Sistemática. A formulación sistemática fora xa proposta por moi diversos científicos dende a década de 1940, pero daquela a comunidade científica aínda non estaba dabondo madura como para aceptala. Así pois a CNQI, no ano 1976, decidiu utilizar unha nova Nomenclatura Sistemática para tódolos elementos que se descubriran no futuro, incluídos os que se cría ter preparados pero que aínda non se aceptaran pola IUPAC. Nas palabras da comisión do CNQI: “...... para evitar a confusión e para asegurar que tódolos químicos están a falar do mesmo elemento” Ata o ano 1995 esta nomenclatura foi a oficial da IUPAC. Pero nese momento debido a que os rusos ían perdendo peso político no mundo da química logo da caída do seu imperio, cambiáronse de novo as normas. Un estudio máis demorado das Normas da Nomenclatura Sistemática pódese ver no libro” O nome e o símbolo dos elementos químicos” e nun artigo no Boletín das Ciencias( Nº 80, páx. 49, 2015). En agosto de 1995 a IUPAC decidiu a revisión das súas normas acordadas en 1976 e retomou a posibilidade de denominar aos novos elementos partindo dos nomes de personalidades da química ou da ciencia. Esta reformulación foi revisada (30 de agosto de 1996) e feita pública como oficial no ano 1998 (ver fig. 9). Desde ese momento volveu a ser posible esa denominación e mesmo se cambiou o nome dos elementos que xa se denominaran de xeito sistemático. Na fig. 9, recóllense os distintos 114 Boletín das Ciencias nomes dados aos elementos químicos dende o 102-116 para comprender o problema xerado nestes últimos 40 anos.

Guerra Fría IUPAC (1976- IUPAC Z Nome (1961-1975) 1996) (>1996) Nobelio No No No 102 Joliotio Jl - - Laurencio Lr Lr Lr 103 Unniltrio Unt - - Rutherfordio Rf - Rf 104 Kurchatovio Ku - - Unnilquadio - Unq - Dubnio - - Db Hahnio Ha - - 105 Nielsbohrio Ns - - Unnilpentio - Unp - Seaborgio Sg - Sg 106 Dubnio Db - - Unnilhexio - Unh - Bohrio - - Bh 107 Unnilseptio Uns Uns - Hassio - - Hs 108 Unniloctio Uno Uno - Meitnerio - - Mt 109 Unnilennio Une Une - Darmstadtio - - Ds 110 Ununnilio Uun Uun - Roentgenio - - Rg 111 Unununio Uuu Uuu - 112 Ununbio Uub Uub Uub 113 Ununtrio Uut Uut Uut 114 Ununcuadio Uuq Uuq Uuq 115 Ununpentio Uup Uup Uup 116 Ununhexio Uuh Uus Uus

Figura 9. Táboa coa polémica histórica cos nomes dos elementos novísimos ata 2010

Os elementos novísimos do sistema periódico foron obxecto dunha enorme controversia dende o momento da súa preparación como vimos de discutir. Nos últimos 50 anos foise incrementando o sistema periódico, coa preparación de elementos artificiais, chegando a prepararse máis de 20 novos elementos. Non paga a pena abrir un novo debate sobre si foi ou non un acerto a derogación da “Nomenclatura Sistemática”. O noso posicionamento foi expresado en moitos artigos e libros citados na bibliografía. Hoxe debemos pasar páxina, dado que estamos nunha nova etapa da nomenclatura. Unha máis demorada explicación da historia dos elementos químicos novísimos, incluída a nomenclatura, pódese ler no libro “Guía dos elementos químicos” e no artigo “Que coñecemos dos elementos químicos novísimos” publicado por nós no Boletín das Ciencias (Nº 80, páx. 49, 2015).

6. REFERENCIAS 1- A. M. Amorin da Costa; "No centenario da morte de Mendeleev" A dicotomía cósmica na súa Táboa Periódica". Boletín da Sociedade Portuguesa de Química, N°107, 2007, pax. 25. 115 Nº 87 – Xullo 2019

2- F. Aragón de la Cruz; "Historia de la Química", Editorial Síntesis. Madrid, 2004. 3- M. R. Bermejo, “O Nome e o símbolo dos elementos químicos”. Revista Galega do Ensino, Nº 23, 1999,páx. 91. 4- M. R. Bermejo e R. Cid, a) “Primeiro desembarco na illa da estabilidade (a Táboa periódica segue a medrar), XI Congreso de ENCIGA, 1998, páx. 77. b) “Sobre a IUPAC, os nomes dos novos elementos químicos e outras cousas”, XI Congreso de ENCIGA, 1998, páx. 29. c) “¿Son tan raras as terras raras? XI Congreso de ENCIGA, 1998, páx. 95. d) "Mercado de valores: 113 e 115 soben, 116 e 118 baixan (Especulación na Táboa Periódica)", XVII Congreso de ENCIGA, 2004, páx. 53 e referencias citadas. 5- M. R. Bermejo, A. M. González Noya e M. Vázquez, a) "A nomenclatura química na Historia ", XII Congreso de ENCIGA, 1999, 83, e referencias citadas. b) "O nome e o símbolo dos elementos químicos". Ed. Xunta de Galicia, Secretaría Xeral de Política Lingüística, Centro Ramón Piñeiro para a investigación en Humanidades, Santiago de Compostela, 2006. Editorial Síntesis, Madrid, 2008. 6- M. R. Bermejo e Ana González Noya, "O nome e o símbolo dos elementos químicos", XVIII Congreso de ENCIGA, 2005, pax. 73. 7- M. R. Bermejo, Ana González Noya e Marcelino Maneiro, a) “Que coñecemos dos elementos químicos novísimos” Boletín das Ciencias, 2015, Nº 80, páx. 49 e referencias citadas. b) “Guía dos elementos químicos”. Editorial Xunta de Galicia, Secretaría Xeral de Política lingüística, Centro Ramón Piñeiro para a investigación en Humanidades, Santiago de Compostela, 2018. 8- J. A. Bustelo, J. García e P. Román, Anales de Química, 108, 2012, 57. 9- J. Helguero, “España y los elementos de la tabla periódica”, Anales de Química, 103, 2007, páx.70. 10- D. I. Mendeleev "La relación entre les propietats dels elements i llur pes atomic" Classics de la Química 2. Societat Catalana de Química. Barcelona, 2005. 11- J. R. Partington "A History of chemistry", Editorial The MacMillan Press Ltd., Londres 1972, vol. 4, pax. 891. 12- P. Román Polo: a) “El profeta del orden químico: Mendeléiev”.S. L. Nivola Libros y Ediciones, 2002. b) Anales de Química, 1999, 95, 28. c) Anales de Química, 2001, 97, 28. d) Anales de Química, 2005, 101, 35. 13- R. Scerri, “The Periodic table: its story and its significance”. Editorial Oxford University Press. Londres, 1972. 14- M. Serres, “ Historia de las ciencias”. Editorial Cátedra. Madrid, 1991.

117 Nº 87 – Xullo 2019

A CLASIFICACIÓN DOS ELEMENTOS QUÍMICOS NO

ENSINO DA QUÍMICA NO S. XIX NA UNIVERSIDADE DE

SANTIAGO

CID MANZANO, RAMÓN IES de Sar, Santiago Departamento de Didácticas Aplicadas, USC

1. INTRODUCIÓN Falar do ensino da Química en xeral na Universidade de Santiago no S. XIX, e de calquera dos seus aspectos máis importantes, en particular, é falar do catedrático de Química Xeral da USC Antonio Casares Rodríguez. O relato que vén deseguido para falar da clasificación dos elementos químicos no ensino da Química en Galicia vai inevitablemente unido, xa que logo, aos libros de texto do químico monfortino: o seu inicial Tratado de Quimica e o seu posterior Manual de Química Xeral, en varias reedicións. De inmediato cómpre dicir, no contexto deste monográfico adicado a Táboa Periódica dos Elementos, que nestes libros de texto, ou manuais de Química, non aparece de forma explícita referencia á lei periódica para os elementos químicos de Meyer ou de Mendeléiev. Isto é así tanto se falamos da tercera edición do seu Manual de 1873 ou da derradeira de 1880. Porén, faremos alusións varias veces a esta cuestión ao longo do artigo, e sobre todo nas conclusións finais. Pero esta falta de mención a Meyer ou Mendeléiev non debe parecer extraña, pois a química española do S.XIX non participaba dos cambios que se estaban a dar na química europea da época. Por exemplo, en Barcelona aparecen por primeira vez publicadas as ideas de Mendeléiev en 1884 nun libro de Eugenio Mascareñas Hernández1. O seu compañeiro, Jose Ramón de Luanco y Riego, colega de Casares antes de irse á Universidade de Barcelona, e químico vangardista2, non chegou a explicar nas súas obras as ideas do químico ruso. Só o cita no programa da súa asignatura en 1892, e na edición derradeira do seu libro de texto de 1893, como unha nota en letra pequena ao final dun tema, e sen destacar3. Porén, e como veremos máis adiante, hai en Casares unha intuición clara de que detrás das uniformidades que aparecen nas clasificacións dos elementos ten que existir algunha razón, e que se se profundiza se pode chegar a atopar as leis xerais que gobernan ese ordenamento.

1 MASCAREÑAS E. (1884). Introducción al estudio de la Química. Compendio de las lecciones explicadas en la Universidad de Barcelona. 2 É o primeiro químico español en denfender en 1878 a teoría atómica en excluiva sen incluír nada da teoría dos equivalentes. 3 Tomado de MANS C. (2007). “José Ramón de Luanco: químico y química en transición” NPQ 434 gener-febrer 2007, pp 9-18.  118 Boletín das Ciencias

Pero a orientación de Casares na dirección da aplicación dos coñecementos será a guía esencial do seu traballo. Así, sinala que é mellor para os que se inician na Química, prescindir dese orde que presentan os elementos e comenzar por aqueles que xogan un papel máis importante na ciencia ou forman compostos maís abundantes ou con máis influencia nas operacións químicas.

2. OS ELEMENTOS QUÍMICOS NOS TEXTOS DE CASARES A primeira referencia de Casares aos elementos químicos atopámola obviamente no seu Tratado de 1847. Explica o criterio de Berzelius4 para nomealos e refírese a eles tanto en castelán como co nome latino. En efecto, cando presenta a Tabla de los equivalentes o números proporcionales de los cuerpos simples, os nomes están en español, pero na páxina seguinte publica a Tabla de los símbolos de elementos químicos, onde os nomes están en latín5. En total nomea 63 elementos, 56 nesta segunda táboa, pero tiña engadido outros sete máis fóra da primeira táboa na que indica os valores dos equivalentes. Estes elementos eran: o erbio, terbio, pelopio, niobio, norio6, rutenio e ilmenio. Indica que se trata de metais recentemente descubertos, e de feito o erbio e o terbio son illados en 1843 e o rutenio en 1844. Dos outros, o norio non resistirá moito tempo antes de se demostrar que non era tal novo elemento. O pelopio e o ilmenio “aguantarían” máis tempo. O dydimium o didimio (Dy), aparece en todos os textos de Casares como un elemento máis. Foi proposto polo sueco Mosander en 1841 e finalmente eliminado trala súa descomposición noutros elementos polo químico asutríaco Welsbach en 1885 (cinco anos despois da derradeira edición do Manual de Química Xeral de Casares).

Figura 1. Antonio Casares Rodríguez (1812–1888)

Inclúe na listaxe ao flúor, o que se facía habitualmente nos táboas de elementos, a pesar de que o seu illamento só foi posible en 1886. Utiliza nitrógeno e nitrógenum e non azoe ou azote, pero unhas páxinas máis adiante, cando clasifica en grupos os metaloideos aparece azoe no canto de nitróxeno7.

4 Berzelius codificou os elementos segundo a primera letra do seu nome latino, agregando unha segunda letra cando había necesidade de diferenciar dous elementos que comezaban coa mesma letra inicial. Malia a evidente vantaxa que isto supoñía en comparación ao case que incomprensible sistema anterior, a nomenclatura proposta por Berzelius encontrou resistencia, e tardou anos en ser universalmente aceptada. 5 CASARES, A. (1848). Tratado Elemental de Química General. Librería de D. Angel Calleja. Tomo I e II. Madrid 1848. Tomo I, pp.7-11. 6 En realidade no canto de “norio” aparee “novio” pero se trata obviamente dun erro de imprenta que pasou desapercibido. 7 CASARES, A. (1848). Tratado Elemental de Química General... Op.cit. Tomo I, pp.7-11. 119 Nº 87 – Xullo 2019

Probablemente se trate da transcrición literal desa clasificación dun libro francés dos varios que el manexaba. Outro termo que permanecerá en todos os seus textos será o glucinio8, co símbolo G. O nome actual, berilio, aparecería en substitución de glucinio a mediados do século XX. En canto aos símbolos, practicamente todos son os actuais e soamente cambiaron o do flúor para o que aparece Fl, o fósforo que o simboliza con Ph, e o estaño para o que escribe St. Entre a publicación do Tratado de 1848 e a primeira edición do seu Manual de Química Xeral en 1857 se tiña descuberto un novo metal que foi chamado donario9, pero desaparece o elemento chamado norio, polo que volven ser 63 os elementos considerados. Hai que indicar, non obstante, que o donario aparece cunha interrogante10. Nesta primeira edición de 1857 outra vez o nitróxeno aparece tamén chamado “azoe”, quizáis nun recoñecemento aos químicos franceses que tan presentes están na obra de Casares. E unha curiosidade é que na listaxe dos elementos se esquece do Itrio, que si aparece na páxina seguinte no grupo dos metais, cando divide aos corpos simples en metaloides e metálicos. Este erro pasou inadvertido pois non aparece na fe de erratas do Tomo I. Na segunda edición do Manual, de 1867, son 62 os elementos que aparecen. Desaparecen o donario, o ilmenio e o pelopio, pero tamén o erbio e o terbio. Explica Casares nun pé de páxina a razón de que determinados elementos non aparezan:

Eliminamos de la lista de los cuerpos simples el Erbio, el Terbio, el Imenio, el Donario, el Pelopio, el Dianio y el Wasio; metales que se habían enunciado como cuerpos simples, y que según las observaciones de Hermán Popp, y otros químicos no son más que mezclas de otros metales ya conocidos. La existencia del Indio parece indudable según resulta de los trabajos de Reich y Ritcher; se halla comunmente en las blendas11. Pola contra, aparecen os catro novos elementos descubertos entre as dúas edicións: cesio, rubidio, talio (que o escribe como thalio) e indio. A incorporación do cesio, descuberto en 1860, e o rubidio, en 1861, foi algo máis que o traslado á nova edición de novos datos. Nos anos anteriores estudara, coa nova técnica da espectroscopía da que foi pioneiro en España, a composición química das augas minerais. Como resultado publica en 1866 o seu celebrado Tratado12 de augas minerais e potables, e no mesmo ano un artígo13 no que presenta os datos sobre a presenza dos dous novos metais alcalinos nas augas de Galicia. E ademais queda reflexada a utilización desta nova ferramenta analítica no propio Manual e nos seus programas de leccións. Atopamos no Capítulo XXVII deste Manual unha descrición dos fundamentos e manexo do espectroscopio e a súa aplicación para o caso do rubidio e o cesio14. Os mesmos 62 elementos aparecerán na terceira edición de 1873 que ven sendo unha repetición da segunda edición. Un novo elemento tiña sido descuberto entre as dúas, o helio en 1868, pero non aparece nin nesta tercera edición nin na seguinte e derradeira.

8 Glucinium vén do grego “doce” polo sabor das súas sales. 9 Foi nomeado así por Bergmann en 1851, relacionándose o nome co deus da mitoloxía xermánica Donar, deus do trono, equivalente ao Thor da escandinavia. 10 CASARES, A. (1857). Manual de Química General. Librería de Angel Calleja. Madrid. Tomo 1, p.4. 11 CASARES, A. (1867). Manual de Química General. Librería de Angel Calleja. Madrid. Tomo 1, p.5-6. 12 CASARES, A. (1866). Tratado Práctico de Análise Química de las aguas minerales y potables. Librería de Angel Calleja. Madrid. 13 CASARES, A. (1866). Descubrimiento de los nuevos metales rubidio y cesio en varias aguas minerales de Galicia. Los Progresos de la Ciencia. Exac. Fisi. y Natu. XVI. Santiago. 14 CASARES, A. (1867). Manual de Química General. Op.cit. Tomo I, p.254-255. 120 Boletín das Ciencias

Precisamente, nesa derradeira edición de 1880 reaparecen o erbio e o terbio, e aparece o galio que viña de ser descuberto en 1875. Polo tanto, o numéro de elementos tabulados é de 65. Cita ademais outros tres cuxa existencia non estaba ben comprobada: davyo, ilmenio e neptunio. Hai que dicir que ademais do galio, tiñan sido descubertos escandio, en 1876, o holmio e Iterbio en 1878, e o tulio en 1879. Ningún deles aparece na edición de 1880. Por suposto que os seis elementos (gadolinio, praseodimio, neodimio, fluor, xermanio e disprosio) que se descubren no decenio en que morre Casares, non figurarán nos seus traballos. Respecto aos descubrimentos de elementos realizados por quimicos españois hai unha explicitación desigual. Cando fala do Vanadio, na páxina 184 do seu Tratado de 1848, escribe:

Del Rio descubrió este metal en 1801 y le dió el nombre de eruthronio, pero hasta el año 1830 en que Sefstrom halló este metal en un hierro procedente de Suecia, se dudó de su existencia. Porén, á hora de falar do tungsteno (wolframio) non fai mención algunha dos irmáns Elhuyar, que o descubriran en 1783. Nas edicións posteriores do seu Manual tampouco o fará, pero si indicará que é un metal moi abundante en Galicia15. Finalmente, respecto ao Platino que foi descuberto por Antonio de Ulloa en 1748, escribe Casares na páxina 222 do seu Tratado:

A mediados del siglo pasado se conoció en Europa este metal, que los españoles descubrieron en algunas minas de América.

3. A CLASIFICACIÓN DOS ELEMENTOS QUÍMICOS NOS TEXTOS DE CASARES No seu Tratado de 1848 aparece a primeira clasificación dos elementos: cuerpos metálicos e cuerpos metaloideos. Indica que a pesares da dificultade de trazar unha liña clara de separación entre ambos tipos, esa división facilita o estudo da química inorgánica e por iso a adopta. A continuación, se subdividen os metaloides en cinco familias16, atendendo “a la semejanza de propiedades que en ellas se notan”:

Primera Segunda Tercera Cuarta Quinta

Oxígeno Fluor Hidrógeno Boro Fósforo Azufre Cloro Carbono Silicio Arsénico Selenio Bromo Azoe Teluro Yodo

Figura 2. Clasificación dos metaloides no Tratado de Casares de 1848.

Despois indica:

Estudiando estos cuerpos según el orden indicado en esta clasificación pudiéramos llegar al conocimiento de ciertas leyes generales, y adelantar algo en la filosofía de la ciencia. Como se ve, hai unha intuición clara de que detrás destas uniformidades ten que existir algunha razón e que se se profundiza se pode chegar a atopar as leis xerais que gobernan ese ordenamento.

15 CASARES, A. (1857). Manual de Química... Op.cit. Tomo I, p.357. 16 CASARES, A. (1848). Tratado de Química... Op.cit. Tomo I, p.14. 121 Nº 87 – Xullo 2019

Quizáis quede isto máis claramente manifestado, aínda que de forma implícita, cando máis adiante, xa tratando as diferentes familias dos metaloides, di en relación ao Flúor:

No se ha obtenido hasta ahora el fluor puro, los químicos admiten su existencia por analogía; las propiedades del ácido flurhídrico son tan parecidas a las del ácido clorhídrico ... que es preciso convenir en la semejanza de su composición, y que por consiguiente el ácido fluorhídrico es también un compuesto de hidrógeno, y un cuerpo simple análogo al cloro, a cuyo cuerpo se da el nombre de fluor17.

Figura 3. Tratado Elemental de Química de Casares (1848).

Pero a orientación do traballo de Casares na dirección da aplicación dos coñecementos está por riba de calquera outra preocupación no eido teórico ou da especulación. Así, sinala que é mellor para os que se inician na Química, prescindir dese orde e comenzar polos elementos que xogan un papel máis importante na ciencia ou forman compostos maís abundantes ou con máis influencia nas operacións químicas. A clasificación anterior que reproduce Casares, e que aparece na obra de Dumas18, presenta a singularidade da colocación do “azoe” en terceiro lugar da quinta familia, cando debería ser o primeiro tendo en conta que en relación aos pesos atómicos ese é o criterio para as outras catro familias. En todo caso, é bastante evidente a coincidencia das familias 1ª, 2ª e 5ª coas da táboa periódica actual. En relación ao segundo grupo de elementos, os metais, segue o criterio the Thénard19 que atende á acción que os metais teñen sobre os osíxeno e sobre a auga a diferentes temperaturas, e á acción que a calor exerce sobre os seus óxidos. Son divididos en seis grupos (secciones)20 : Primera: litio, sodio, potasio, calcio, estroncio, bario

17 Ibidem, p.39. 18 DUMAS, J.B. (1828). Traité de Chimie appliquée aus arts. Chez Béchet Jeune. Paris. Tomo I. 19 THENARD, L.J. (1835). Traité de chimie élémentaire. Teorique et practique. Essay sur la philosophie chimique. Crochard. Paris. 20 CASARES, A. (1848). Tratado de Química... Op.cit. Tomo I, p.104. 122 Boletín das Ciencias

Segunda: magnesio, glucinio (berilio), itrio, aluminio, torinio (torio), circonio, erbio, terbio, norio. Tercera: manganeso, zinc, hierro, estaño, cadmio, cobalto y niquel y cobalto. Cuarta: molibdeno, vanadio, cromo, tungsteno, colombio (tántalo), antimonio, urano, cerio, lantano, didimio, titano, bismuto, cobre, plomo (y sin duda: pelopio, niobio e ilmenio). Quinta: osmio, mercurio y plata Sexta: rodio, iridio, rutenio, oro, platino y paladio Outra vez podemos apreciar que aparecen agrupamentos de elementos que están en boa concordancia coa disposición actual. Na primeira edición do seu Manual, de 1857, volve a sinalar a división dos corpos simples en metais e metaloides, pero xa non indica a división para os metaloides nas cinco familias que indicaba no libro de texto anterior senón que os cita os quince xa mencionados no Tratado de 1848 en tres columnas de cinco elementos cada una, sen corresponder a un agrupamento específicamente. Oxígeno Iodo Fósforo Hidrógeno Fluor Arsénico Nitrogeno Azufre Boro Cloro Selenio Silicio Bromo Teluro Carbono Porén, para os metais repite a clasificación nas seis seccións atendendo as mesmas accións vistas no Tratado. O que se produce é unha reorganización das seccións na que algúns metais cambian de grupo, e algún desaparece porque xa non está na táboa de corpos simples. Segue co criterio de Thénard que xa indicamos antes, pero toma en conta as modificacións introducidas por Regnault21. O maís salientable é a aparición de subdivisións en cada sección, apreciándose a aparición dun ordenamento máis sutil22 : Primera: litio, sodio, potasio, calcio, estroncio, bario Segunda: magnesio, aluminio, glucinio (berilio), zirconio, itrio, torio, cerio, lantano, didimio, manganeso erbio, terbio. Tercera: hierro, niquel, cobalto, zinc cadmio, cromo, vanadio, urano. Cuarta: tungsteno, molibdeno, osmio, tántalo, titano estaño, antimonio, niobio, pelopio, ilmenio Quinta: bismuto, plomo cobre Sexta: mercurio, plata, rodio, iridio, paladio, platino, rutenio, oro Apréciase moito mellor nesta clasificación o achegamente a un agrupamento máis acorde co comportamento químico dos metais considerados. Hai algúns elementos, porén, que non son metais na Química actual, como o antimonio e o bismuto, pero que están preto desa zona de indefinición que separa os dous grandes grupos da táboa periódica.

21 REGNAULT, M.V. (1851). Cours Elémentaire de Chimie à l’usage des Facultés, des Etablissements d’enseignement secondaire, des Ecoles Normales et des Ecoles Industrielles. Paris, Victor Masson et Langlois & Leclercq, 1851. 22 CASARES, A. (1857). Manual de Química General... Op. Cit.. Tomo 1, p.173-174. 123 Nº 87 – Xullo 2019

Na edición seguinte de 1867 non hai cambios no que se refire aos metaloideos, pero si na clasificación dos metais, coa introdución dos elementos recén descubertos e a desaparición equivocada do erbio e terbio, e daqueles que non eran auténticos elementos. Esta é a clasificación desa edición 23: Primera: litio, sodio, potasio, cesio calcio, estroncio, bario, rubidio, thalio Segunda: magnesio, aluminio, glucinio (berilio), zirconio, itrio, torio, cerio, lantano, didimio, manganeso Tercera: hierro, niquel, cobalto, zinc, indio cadmio, cromo, vanadio, urano. Cuarta: tungsteno, molibdeno, osmio, tántalo, titano estaño, antimonio, niobio Quinta: bismuto, plomo cobre Sexta: mercurio, plata, rodio, iridio, paladio, platino, rutenio, oro En relación á clasificación actual hai que destacar a ubicación do rubidio xunto o grupo do calcio e non co do litio, pero era un metal descuberto poucos anos antes, así que é normal que a súa química non fose aínda suficientemente coñecida. Pero o que si é tamén moi interesante é que nesta edición Casares fai consideracións sobre a bondade destes agrupamentos:

Esta clasificación como todas las llamadas artificiales, tiene varios defectos, y el principal es separar cuerpos que tienen entre si mucha analogía en sus propiedades. [...] Además algunos metales comprendidos en la segunda sección cuando se hallan en masas, y no en polvo fino, no tienen tanta afinidad con el oxígeno como se creía 24. Indica despois, que debido a esas inexactitudes hai químicos que fan outras subdivisións para formar tentando acadar grupos máis coherentes quimicamente. Cando se refire ás chamadas clasificacións artificiais seguramente está a mencionar á de Chancourtois en 1862, e ás de Newlands e Odling de 1864. Como é sabido, ningunha delas foi precisamene acollida con entusiasmo, pois elas non se apoiaban suficientemente en criterios científicos solidamente establecidos.

23 CASARES, A. (1867). Manual de Química General... Op. Cit.. Tomo 1, pp.181-182. 24 Ibidem, p.182. 124 Boletín das Ciencias

Figura 4. Os elementos químicos. Manual de 1867

Na edición de 1873 non hai ningún cambio, e o novo elemento descuberto entre ela e a anterior, o helio, non tiña en calquera caso cabida nin nos metais nin nos metaloides. A primeira clasificación de Mendeléiev se producira catro anos antes, e, como xa comentamos na introdución, aínda tardaría en ser recollida en libros de texto españois. Non obstante, hai nesta edición unha referencia que merece interese. Trátase do prólogo (Advertencia), no que cita as palabras de Cannizaro na conferencia que este químico imparte na Faraday Lecture da Sociedade Química de Londres no ano 1872. É dicir, vemos un Casares perfectamente informado do que ocorre na química europea. Non podemos especular, sen embargo, sobre o grao de coñecemento que puido ter sobra os traballos de Meyer e Mendeléiev no que se refire ás súas propostas de leis periódicas para os elementos químicos, pero algo máis engadiremos nas conclusións deste artigo. Chegamos á edición de 1880 do Manual de Casares. Nela repite a mesma clasificación para os metais que expón nas dúas edicións anteriores25, pero para os metaloides presenta de novo a clasificación de Dumas que xa aperecía no seu Tratado de 1848, pero con correcións importantes respecto daquela26:

Primer grupo Segundo Tercer Cuarto grupo grupo grupo Oxígeno Nitrógeno Carbono Cloro Hidrógeno Azufre Fósforo Boro Bromo Selenio Arsénico Silicio Iodo Teluro Antimonio Aluminio Fluor Bismuto Glucinio1

Figura 5. Clasificación dos metaloides no Manual de Casares de 1880.

As explicacións a esta nova clasificación nolas indica o propio Casares na mesma páxina onde se presenta o cadro dos metaloides:

25 Hai un erro na primeira sección, pois aparece o cerio no canto do cesio, pero é obvio que se trata dun erro de imprenta. 26 CASARES, A. (1880). Manual de Química General... Op. Cit.. Tomo 1, p.36. 125 Nº 87 – Xullo 2019

Se han dividido por M. Dumas los metaloides en cuatro familias o grupos, reuniendo en cada uno los que presentan más analogías en sus propiedades; solamente el hidrógeno forma aisladamente un solo grupo, porque en nada se parece a los demás metaloides y además su equivalente se expresa por la unidad. [...] Se colocan a este cuadro el antimonio, el bismuto y el aluminio y el glucinio, porque sus propiedades son bastante análogas a las de los elementos que figuran en el grupo respectivo. Entendemos que a colocación do flúor no último lugar do cuarto grupo débese a que era un elemento que non se tiña aínda illado (produciríase en 1886) e por iso déuse prioridade aos outros tres halóxenos. Con todo, naquela época todos os libros presentaban ao flúor como elemento e mesmo se aceptaba que tiña sido en “certa medida” illado. Así, di Casares cando fala del:

El fluor apenas se conoce aislado; la gran afinidad que tiene por los demás cuerpos impide que pueda obtenerse puro27.

4. CONCLUSIÓNS Como se pode observar da análise que vimos de facer sobre como aparecen os elementos clasificados nos libros de Casares -e non esquezamos, son os manuais cos que se imparten as leccións de Química Xeral en varias universidades españolas- vemos que os alumnos recibían unha moi actualizada información sobre os elementos que ían aparecendo, presentándoselles unha clasificación dos mesmos que respondía aos “estándares” europeos. Casares é sensible á mesma preocupación dos químicos da súa época, no sentido de atopar relacións entre os máis de sesenta elementos químicos que no seu tempo se coñecían. É certo que desde a aposta pola aplicación das técnicas químicas que presiden os seus textos, esas clasificacións pasan a segundo plano priorizándose un estudo dos elementos que responda á unha secuencia lóxica desde o punto de vista da práctica química. Móstrase o químico monfortimo sempre ao día na química que se está desenvolvendo en Europa, pois vai incluíndo ou eliminando elementos das súas listaxes e clasificacións, e modifica os grupos ou seccións de elementos segundo os novos datos van indicando. Poderíamos caer no erro de realizar unha crítica descualificadora polo só feito de que non se faga mención da táboa de Mendeléiev, sobre todo na edición do Manual de 1880, pero son varias as razóns que podemos apuintar. - Dunha parte, Casares está no tramo final da súa vida e xa indicamos que fala de “química moderna” desde hai anos cando se refire ás novas aportacións das que vai tendo noticia nas dúas décadas finais da súa vida. Vexamos o que di ao respecto na Advertencia da edición anterior de 1873: Al pensar en la tercera edición del Manual de Química, he dudado si daría a mi obrita una nueva forma cambiando su plan y redactándola con arreglo a los principios de lo que hoy llaman algunos química moderna28. - É importante volver lembrar que nesta mesma Advertencia menciona a conferencia de Cannizzaro de maio de 1872 en Londres onde o químico italiano recoñece que a química está nese momento nun estado de transición. Polo tanto, podería ser perfectamente verosímil que Casares tamén coñeza o traballo de Mendeléiev de 1869, pero que sexa demasiado cedo aínda para lle dar a trascendencia que despois terá.

27CASARES, A. (1880). Manual de Química General... Op. Cit.. Tomo 1, p.176. 28 CASARES, A. (1873). Manual de Química General. .Libreria de Pablo Calleja y Compañia Editores. p.Advertencia para la Tercera Edición. 126 Boletín das Ciencias

- Por outra parte, tamén hai que destacar que o Congreso de Karlsruhe29 tivo pouca trancendencia na química española. Quen debería ter sido o transmisor inicial das novas ideas que xurden del, Torres Muñoz -único químico español presente- non realizou ese papel. É fácil entender porque en países que estiveron representados por varios científicos neste congreso de 1860, Alemania, Francia, Inglaterra, Suecia, etc., con as lóxicas polémicas e ataques, foi máis rápida a adhesión ás ideas de Mendeléiev. - Tamén debemos volver lembrar que as preocupacións dos químicos españois, Casares incluído, está na química aplicada, e non neste tipo de cuestións conceptuais. É dicir, podemos entender que ao químico galego non lle interesaría especialmente as propostas de novos elementos e as súas posibles propiedades, pois el orientaba a súa acción investigadora e docente cara a química xa coñecida e as súas posibles implicacións na industria, na agricultura, na medicina, etc. - Ademais, podemos mesmo facer un pouco de historia-ficción, indicando que de ter coñecido o posicionamente de Mendeléiev en relación a certas polémicas estruturais non se tería adherido posiblemente as ideas do químico ruso. En efecto, cando Mendeléiev defende a súa tese na universidade de San Petersbugo en 1856 expresa a súa preferencia pola ideas de Gerhardt, ás que foi leal ao longo da súa vida. Doutra parte, fixo mención do seu acordo coa teoría unitaria e a súa oposición a teoría dualística de Berzelius, que era á que defendía Casares. - Finalmente, hai que dicir que a clasificación periódica foi adoptada moi lentamente polos libros de texto e non introduciu, ao principio, grandes novidades, porque moitas obras xa estaban organizadas, como temos visto, segundo familias naturais semellantes ás suxeridas por Mendeléiev. De feito, Casares presenta sendas clasificacións ben estruturada para os metaloides e para os metais estendida a todos os elementos coñecidos. Debemos recordar, con todo, que hai unha indirecta preocupación por estes temas. Recordemos de novo como se indica no Tratado de Química de 1848 que se se profundizase se pode chegar a atopar as leis xerais que están detrás dos ordenamentos que existen entre os elementos químicos. Xa que logo, non se é indiferente á busqueda dunha lei que sexa quen de explicar a clasificación e entende esta como unha ferramente de interese para estudar e ensinar a química. Isto é definitivo na estruturación do estudo dos metais nos seus libros, como vimos neste mesmo epígrafe, e nas súas leccións na materia de Química Xeral. Así, o Programa desta asignatura publicado en 1851 establece: Lección 11.- División de los cuerpos simples en metaloides e en metais.[...] Lección 28.- Metales: [...] clasificación de los metales según Berzelius, clasificación de Thénard modificada. A partir de aí vai estudando os metais agrupándoos nas seccións que aparecen nas clasificacións antes mencionadas. Continuará sendo fiel a esta estratexia didáctica ao longo dos anos como se pode ver no seu Programa da materia publicado en 1883, e no que se contempla: Lección 9.- Clasificación de los metaloides en familias [...] Lección 27.- Clasificaciones diversas que se hacen de los metales. - Clasificación de Thénard, modificada.

29 O Congreso de Karlsruhe, celebrado nesta cidade alemá en 1860, foi o primeiro congreso internacional de Química, e foi determinante para moitos dos avances desta ciencia ao longo da segunda metade do S.XIX. Para máis información ver CID, R. (2009). El Congreso de Karlsruhe: paso definitivo hacia la química moderna. Rev. Eureka Enseñ. Divul. Cien., 2009, 6(3), pp. 396-407.

127 Nº 87 – Xullo 2019

Antes de rematar, e para deixar debidamente situado o contexto, cómpre volver a lembrar o xa comentado na introdución, en relación á aparición na química española das ideas de Mendeléiev a mediados da década dos oitenta do S.XIX. Pasarían máis de quince anos desde a publicación do traballo do químico ruso ata comezar a estar presente na universidade española, pero isto non debeu ser moi diferente en termos do ensino da Química no resto do Europa. En efecto, recentemente30 ven de ser “descuberta” a que se considera a Táboa Periódica “de aula” máis antiga. Foi atopada na Universidade de St Andrews en Escocia e foi datada en 188531, dezaseis anos despois de que Mendeléiev publicara o seu método de mostrar as relacións entre os elementos en 1869. Foi impresa en Viena, está escrita en alemán, coa mesma estrutura da presentada polo químico ruso, e contén 71 entradas, incluindo, ademais, as masas atómicas daqueles elementos preditos pero aínda sen descubrir. Este é o caso do Hafnio (mása atómica 72, descuberto en 1923), o Tecnecio (masa atómica ~100, descuberto en 1937), e os casos de tres lantánidos (Holmio, Tulio e Yterbio) que se descubriran na época desta táboa e dos que só aparecen as masas propostas (165, 169 e 170).

Figura 5. Táboa Periódica (1885). Universidade de St Andrews (Escocia), The Guardian.

De todo o que vimos de indicar podemos concluír que o ensino dos elementos químicos e a súa clasificación na Universidade de Santiago, en base aos libros de texto de Química Xeral analizados, ocupou un lugar de importancia, estando conectado razonablemente co devenir dos descubrementos neste campo, pero sempre condicionado polo protagonismo que tiña a química aplicada no enfoque xeral do ensino da Química.

5. REFERENCIAS CASARES, A. (1848). Tratado Elemental de Química General. Librería de D. Angel Calleja. Tomo I e II. Madrid 1848. CASARES, A. (1857). Manual de Química General. Librería de Angel Calleja. Madrid

30 Davis Nicola K S (17 de xaneiro de 2019). “St Andrews find may be oldest surviving wall chart of periodic table”. The Guardian (online). 31 Foi comprada en 1888 por Thomas Purdie, profesor de Química británico que estudiara en Alemania, polo equivalente a 20,5 € actuais. 128 Boletín das Ciencias

CASARES, A. (1866). Tratado Práctico de Análise Química de las aguas minerales y potables. Librería de Angel Calleja. Madrid. CASARES, A. (1867). Manual de Química General. Librería de Angel Calleja. Madrid. Tomo 1, p.5-6. CASARES, A. (1866). Descubrimiento de los nuevos metales rubidio y cesio en varias aguas minerales de Galicia. Los Progresos de la Ciencia. Exac. Fisi. y Natu. XVI. Santiago. CASARES, A. (1873). Manual de Química General. Libreria de Pablo Calleja y Compañia Editores. Advertencia para la Tercera Edición. CID, R. (2013). Contribución de Antonio Casares Rodríguez al desarrollo de la química en España en el siglo XIX. Anales de la Real Sociedad Española de Química, Nº. 1, 2013, pp. 27-30. CID. R. (2012). As ciencias experimentais no s. XIX e Antonio Casares. Boletín das Ciencias, Ano 25, Nº. 75, 2012, pp. 39-54 CID. R. (2012). O Manual de química: a labor pedagóxica de Antonio Casares. Boletín das Ciencias, Ano 25, Nº. 75, 2012, pp. 101-117. CID, R. (2009). El Congreso de Karlsruhe: paso definitivo hacia la química moderna. Rev. Eureka Enseñ. Divul. Cien., 2009, 6(3), pp. 396-407. DAVIS NICOLA K S (17 de xaneiro de 2019). St Andrews find may be oldest surviving wall chart of periodic table. The Guardian (online). DUMAS, J.B. (1828). Traité de Chimie appliquée aus arts. Chez Béchet Jeune. Paris. Tomo I. MANS C. (2007). José Ramón de Luanco: químico y química en transición. NPQ 434, gener-febrer 2007. MASCAREÑAS E. (1884). Introducción al estudio de la Química. Compendio de las lecciones explicadas en la Universidad de Barcelona. REGNAULT, M.V. (1851). Cours Elémentaire de Chimie à l’usage des Facultés, des Etablissements d’enseignement secondaire, des Ecoles Normales et des Ecoles Industrielles. Paris, Victor Masson et Langlois & Leclercq, 1851. THENARD, L.J. (1835). Traité de chimie élémentaire. Teorique et practique. Essay sur la philosophie chimique. Crochard. Paris. 129 Nº 87 – Xullo 2019

A METALURXIA NA HISTORIA DO SISTEMA PERIÓDICO

BERMEJO, MANUEL R. GONZÁLEZ-NOYA, ANA M. MANEIRO, MARCELINO PEDRIDO, ROSA Departamento de Química Inorgánica Universidade de Santiago de Compostela

1. INTRODUCIÓN Este ano 2019 foi declarado pola ONU Ano Internacional do Sistema Periódico para celebrar o sexquicentenario da publicación da Táboa Periódica por Dimitri Mendeleev. Por tal razón parece importante e necesario analizar a transcendencia do sistema periódico dende múltiples perspectivas para conseguir un coñecemento máis profundo do sistema periódico e poderllo amosar aos nosos alumnos como algo vivo e operante no mundo da química de hoxe. Dado que noutros capítulos deste libro xa se escribiu sobre a composición dos distintos grupos que constitúen o sistema periódico e se sinalou que máis do 70% dos elementos que o integran son metais, parecía interesante afondar sobre a importancia de coñecer mellor estes metais e, de modo particular, a súa obtención partindo dos minerarios nos que se encontran na codia terrestre. A obtención dos elementos do sistema periódico chamados metais, ao longo da historia da humanidade, foi un proceso longo e frutífero que permitiu non só o desenvolvemento de moitas técnicas experimentais, que provocaron o nacemento do que se deu en chamar a química, senón que tamén contribuíron decisivamente ao futuro desenvolvemento da humanidade. A ciencia que se ocupou da obtención dos metais e das súa aliaxes na sociedade é coñecida co nome de metalurxia. Defínese a metalurxia nos dicionarios como “o estudo do conxunto dos procedementos que permiten a obtención e o tratamento de metais e aliaxes a partir dos minerarios nos que se atopan na natureza”. Neste capítulo pretendemos ir amosando como se foron descubrindo moitos dos distintos elementos metálicos nos seus minerarios e como se foron inventando os distintos métodos de beneficiación, para chegar a obtelos puros e preparar as diversas aliaxes de interese industrial que contribuíron ao desenvolvemento da historia da humanidade. Faremos unha presentación histórica do seu descubrimento, pasando por aquelas épocas máis transcendentais: os metais máis antigos da historia; os metais que xa eran coñecidos a finais do século XVIII e que foron recollidos por Lavoisier no seu famoso “Tratado”; o impulso que a química do século XIX deu á metalurxia o que permitiu preparar moitos novos elementos químicos e dar lugar á aparición dos elemento metálicos lantanoides; a metalurxia moderna nacida da termodinámica no século XX e a síntese dos metais novísimos nacidos 130 Boletín das Ciencias da tecnoloxía do crisol nuclear, que permitiu obter os metais actinoides e tódolos elementos que integran o período con número principal n=7. Pretenderemos que este capítulo sexa moi didáctico para que poida ser lido por calquera lector sen moita dificultade, mesmo os alumnos de ESO e BAC. Aínda que non obviaremos o rigor científico no caso do uso da termodinámica, trataremos de presentalo do xeito máis sinxelo posible de modo que poida ser entendida pola inmensa maioría dos lectores a beneficiación e a metalurxia dos metais.

2. O DESCUBRIMENTO DOS METAIS NA ÉPOCA ANTIGA Os primeiros elementos químicos do sistema periódico descubertos polo home foron os chamados metais nobres. O ouro, a prata e o cobre son coñecidos pola humanidade dende hai uns 8.000 anos. Estes elementos foron atopados na codia terrestre na forma nativa e probablemente, pero nunha menor proporción, foron atopados o ferro, o estaño e o chumbo. O mercurio tamén é coñecido dende esa época. A aparición destes metais na forma nativa no noso planeta é consecuencia da constitución da codia terrestre. O planeta Terra está xeoloxicamente constituído por tres capas distintas: o NiFe (o núcleo da terra formado de ferro e níquel principalmente) o SiMa ( constituído por silicio e magnesio) e o SiAl (a capa máis externa formada por silicio e aluminio). Esta capa máis externa está constituída por aluminosilicatos que conteñen no seu interior bolsadas de minerarios que proceden do interior da terra (fundamentalmente metálico) e que son as que conteñen os distintos metais. Ao longo dos miles de millóns de vida do planeta terra tiveron lugar moitas explosións no seu núcleo metálico, que deron lugar á afloración dos máis diversos metais. Estes, ao chegar ao SiAl, reaxiron a temperatura elevada con diversos oxidantes, como o oxíxeno, os halóxenos ou o xofre, para dar lugar aos distintos minerarios. Este minerarios son óxidos, sulfuros, haluros,..etc; estas son distintas formas de manifestarse os metais na terra. A maioría dos elementos metálicos son redutores e por esta razón se oxidan rapidamente cando se atopan con axentes oxidantes como os xa citados; soamente hai algúns metais que non amosan un claro carácter redutor, polo que non son oxidados con facilidade. Estes metais son o ouro, a prata e o cobre, e algúns outros metais que presentaremos como do minerario do platino. A estes metais se lles chama nobres. A súa nobreza determina a súa dificultade para oxidarse. Estes metais son os que se presentan nativos na codia terrestre, xunto con algúns outros en pequenas proporcións. Como resumo podemos dicir que os metais preséntanse na codia terrestre nas seguintes formas: nativos, os que teñen nobreza e non se oxidan con facilidade; como combinacións oxidadas, en forma óxidos, de sulfuros, de haluros, de seleniuros, de arseniuros,..etc; como carbonatos, sulfatos, nitratos, aqueles que formaron por procesos de diferenciación secundaria que non imos considerar aquí, pero que deberán ser citados. Estes metais foron aparecendo na vida dos homes antigos cando caeron na conta da súa presenza. Como eran escasos tardaron moito en atopalos. Por iso, a humanidade nos primeiros tempos atopou e usou preferentemente a pedra e a madeira para fabricar os seus utensilios. A idade máis antiga do “home faber” é a idade da pedra, pero co paso do tempo iríanse atopando outros materiais para fabricar os máis diversos utensilios dando lugar á evolución da especie. Esta evolución vai estar directamente relacionada coa aparición dos metais na súa vida. Os metais nobres foron os primeiros que apareceron á súa vista e gustou deles pola súa beleza. Axiña se decatou de que, as pebidas metálicas (Au, Ag, Cu,...etc), podían manipularse con facilidade –dicimos hoxe que son dúctiles e maleables- de xeito que se podían laminar e afiar para construír puntas de frechas e obxectos cortantes. As pedras perdían con facilidade as súas puntas, facíanse romas, namentres que os novos metais as conservaban e eran máis penetrantes, servindo para cortar e perforar. 131 Nº 87 – Xullo 2019

O ouro, a prata e o cobre non soamente eran belos senón que tiñan moitas outra habilidades. Particularmente na guerra eran moito máis efectivos pois permitían unha mellor defensa dos guerreiros e da tribo. O gran descubrimento da época foi o da obtención de grandes cantidades de cobre. Hai un 7.000 anos atoparon certos minerarios, hoxe chamados malaquitas e azuritas, que contiñan cobre e que lles serviron para obter o metal de modo industrial. O proceso de obtención de cobre na historia pódese ver noutro artigo noso publicado neste Boletín. Estábase iniciando na historia o proceso que chamamos metalurxia. Neste proceso podemos dicir que os carbonatos básicos se descompoñen térmicamente e se reducen con carbón doadamente para producir o cobre metal. O proceso é: º <1000 C Cu CO + + CO 2(OH)2 3(s) C(s) Cu(s) 2(g) Así foi aparecendo a metalurxia na historia, como un proceso de especialización que ía conducir a unha profunda transformación da sociedade. Na fig. 1 represéntase como uns investigadores conseguiron a obtención do cobre metal partindo do seu minerario, repetindo o proceso desenvolvido no Neolítico.

Figura 1. Simulación da obtención do cobre no Neolítico Pouco tempo despois aparecería o chumbo e o estaño na historia da humanidade. Os seus minerarios son o PbS (galena) e o SnO2 (casiterira). Por certo as illas Cíes foron nomeadas polo Plinio como illas casitérites. O método de beneficiación destes metais segue a ser a redución con carbón, do sulfuro e do óxido a temperatura moderada, tal e como presentamos no cobre. Estes metais son usados na historia dende hai uns 5.000 anos. O descubrimento do estaño foi singular polo feito do descubrimento dunha aliaxe feliz: o bronce. O bronce é unha aliaxe de cobre e estaño que ten unha consistencia e unha resistencia moi superior á do cobre. Esta nova aliaxe determinaba que os novos utensilios, tanto para a guerra como para a vida civil diaria, foran dunha importancia inusitada. Na historia da humanidade aparece unha nova idade: a idade do bronce. A historia da humanidade da un chimpo enorme cando os hititas descobren a metalurxia dun novo metal: o ferro. A cultura dos hititas está na historia da humanidade por ser o único exército que derrotou aos exércitos do faraón. As armas de guerra do exército hitita eran de ferro, un material moito máis forte, resistente e manexable que o bronce. Con este novo material se converteron en invencibles. Soamente cando os espías do faraón conseguiron descubrir a nova tecnoloxía metalúrxica do ferro, e construíron as novas armas, derrotaron aos hititas facéndoos desaparecer da historia. O ferro se coñecía como un metal nativo, pero en cantidades mínimas. 132 Boletín das Ciencias

Os hititas descubriron que había uns novos minerarios de ferro que permitían obter este metal en cantidades grandes. A pirita (FeSx) e os óxidos (FexOy) podían ser reducidos con carbón, a temperatura moderada pero un chisco máis alta que na obtención do cobre, para producir o novo metal, que, a temperaturas non moi altas se podía manipular con gran facilidade fabricando os materiais mais diversos e útiles. Os novos utensilios de ferro e das súas aliaxes íanse impor na cultura dando lugar á idade do ferro. A tecnoloxía que deu lugar á aparición na historia da idade de ferro é unha nova metalurxia que utiliza os minerarios do ferro xa indicados, reducidos con carbón a temperatura por riba dos 1000º. O proceso pódese resumir como: T > 1000 ºC Fe O FeS + + CO / CO x y, x (s) C(s) Fe(s) 2(g) Na historia da humanidade tiñan transcorrido máis de 4000 anos dende o uso dos metais nobres procedentes de metais nativos, ata a aparición destas novas aliaxes. Dende a idade de pedra pasaramos á idade de bronce e á idade de ferro.

Figura 2. A fragua de Vulcano O chumbo coñécese dende hai máis de 5.000 anos, sendo xa utilizado na industria do vidro e da cerámica faraónica. O seu uso deriva de que se poido obter nativo ou á facilidade da súa metalurxia, pois o seu minerario, a galena (PbS), pódese reducir doadamente a temperatura non moi alta para producir o metal, seguindo unha metalurxia similar á que discutiremos no caso do mercurio. Os minerarios utilizados na antigüidade para a obtención do chumbo eran galenas procedentes de Xaén, Murcia e Almería. Os romanos utilizaban o chumbo nas súas conducións de auga nas súas vilas e cidades.

Descoñécese dende cando se está a utilizar o mercurio na historia, máis estase a utilizar dende polo menos fai uns 3500 anos. As minas de Almadén en Ciudad Real subministraron ao longo da historia o minerario que permitía a obtención deste metal. É ben coñecido que o mercurio, o único metal líquido en condicións normais, procede do minerario sulfurado chamado cinabrio (HgS). Este minerario é coñecido dende tempos prehistóricos, pois foi utilizado polos pintores das covas de Altamira e Lascaux, entre outras, para pintar de vermello as súas paredes coas espléndidas manadas de animais. Hai decenas de miles de anos da súa utilización como pigmento vermello característico. Hoxe sábese que o cinabrio transfórmase con facilidade en metal sen máis que quentalo a poucos centos de graos. Probablemente os nosos ancestros tamén descubriron o proceso da súa beneficiación como: T >300 ºC + O + SO HgS(s) 2(g) Hg(l) 2(g) 133 Nº 87 – Xullo 2019

O mercurio destila con facilidade por riba dos 356 ºC de modo que resulta moi doado purificalo e recollelo para gardar en frascos de vidro, nunca de metal, pois pode disolvelo formando aliaxes diversas. Hai máis de 3000 anos, Tartesos, que de acordo cos historiadores estaba no suroeste español, era o centro do mercado mundial dos metais que vimos de considerar: Au, Ag, Cu, Sn, bronce, Pb e Hg beneficiándoos e comercializándoos para todo o mundo. Na época do imperio romano, os romanos, instaláronse en Galicia para beneficiar todos cantos metais nobres existían nas nosas terras. De modo particular aproveitáronse do ouro e da prata existen nas médulas do Barco de Valdeorras.

Figura 3. Táboa co nome e os símbolos alquímicos dos elementos metálicos antigos Na fig. 3 recóllense os nomes e os símbolos alquímicos dos elementos metálicos coñecidos como os sete metais da historia. Nesa época eran xa ben coñecidos os elementos non metálicos chamados carbón e xofre.

3. OS METAIS NA TÁBOA DAS SUBSTANCIAS SIMPLES DE LAVOISIER España continuou a ser na historia unha potencia mundial na produción dos metais que vimos de estudar ao longo de moitos séculos. A súa importancia acrecentouse, se iso era posible, tras o descubrimento das Américas e a aparición de novos minerarios que ían permitir a obtención de novos e valiosos metais. Ouro, prata, platino e tódolos elementos derivados da mena do platino foron atopados nos novos países americanos ao longo dos séculos XVI-XVIII. As novas achegas españolas á metalurxia dos metais foron consecuencia de ter que rendabilizar o proceso de beneficiación e pureza dos metais para podelos transportar por mar ata España cos mínimos custos.

Bartolomé de Medina inventou o método de “patio” para obter puros a prata, o ouro e o platino a partir dos minerarios onde se atopaban nos países americanos. Tal método consistía en remover en grandes balsas -en patios abertos- os minerarios con mercurio. Os metais disólvense no mercurio formando apropiadas aliaxes líquidas -M/Hg- que se poden separar por decantación, deixando os refugallos que quedan nas balsas. A aliaxe formada pódese separar nos seus integrantes por destilación do mercurio. As aliaxes destílanse sobre 400 ºC, para recuperar o mercurio e deixar libre e puros os metais (prata, ouro e platino), que se poden fundir para transformar nos correspondentes lingotes para ser transportados moito máis doadamente en barco. Álvaro Alonso Barba é outro gran científico español dos séculos XVI-XVII que traballou moito na metalurxia dos metais nobres e publicou un importantísimo libro de metalurxia “Arte de los metales” (ver fig. 4), que foi libro de referencia na metalurxia mundial ata o século XIX. Este libro permitiu racionalizar tódolos aspectos técnicos da explotación dos minerarios, alí onde se atoparan, e de mellorar as obtención de metais conseguindo un mellor grao de pureza. 134 Boletín das Ciencias

Figura 4. Arte de los Metales de Alonso Barba Cando se está a rematar a Ilustración, Antoine Lavoisier publica o seu importantísimo “Tratado Elemental de Química”. Nel publica a súa famosa táboa das sustancias simples onde recolle o que para el son todos os elementos químicos coñecidos. No ano 1789, Antoine recolle na súa táboa (ver Fig 5) as 33 sustancias simples por el consideras elementais. Obviamente tamén aparecen todos os metais coñecidos pola época. Entre as 33 sustancias aparecen consideradas: a luz, a calor; radicais como o muriático, o fluórico e o bórico; non metais como o carbono, o xofre, o hidróxeno, o nitróxeno, o fósforo, o arsénico, e o osíxeno; sustancias salificábeis como a cal, a magnesia, a barita, a alumina e a sílice; e, por suposto, os metais coñecidos na Ilustración. Na táboa de Lavoisier aparecen 16 elementos metálicos neste grupo –incluíndo ao antimonio, un metaloide a cabalo do metálico e do non metálico-. Indicamos con anterioridade que os metais da historia eran sete; en 2000 anos soamente se descubriron 9 novos elementos metálicos. A metalurxia destes novos elementos metálicos foi consecuencia dunha marcada evolución da metalurxia ao longo deses 2000 anos; así: - Os elementos As, Sb e Bi foron beneficiados dos seus minerarios seguindo o que se chaman métodos alquímicos. Dende hai 1700 anos Jabin Ibn Hayyan parece que foi quen de identificar ao As e ao Sb nos seus minerarios; aínda que quen preparou purificado o As foi Alberto Magno no ano 1250. O Sb aparece ben identificado e discutida a súa preparación no libro “O carro triunfal do antimonio” (ver fig. 6). Esta obra atribúese ao monxe Basilio Valentín e apareceu publicada no ano 1450. Segundo a literatura o elemento bismuto tamén se atribúe ao monxe Basilio Valentín. Todos estes elementos aparecen en minerarios sulfurados e son moi doados de obter dado que, axiña na historia, descubriuse que por tostación e redución con carbón a temperatura moderada se podían obter os elementos ao igual que se obtiñan o mercurio, o estaño e o chumbo. - O grupo dos elementos metálicos integrado por Mn, Mo, Ni, Co, e Zn foron preparados a partir dos seus minerarios entre os anos 1735-1780. Algúns deles como Ni, Co e Zn preséntanse conxuntamente como menas sulfuradas acompañadas de Fe, Pb, Sn e Cu, aínda que en proporcións máis baixas, agás o Zn. O elemento metálico cinc prepárase con moita facilidade da súa mena blenda (ZnS); o proceso é o xa comentado para os minerarios sulfurados: por tostación e redución con carbono a temperatura moderada. O cobalto e o níquel benefícianse dese minerarios complexos nos que hai tantos metais, por un proceso previo de concentración da mena (que conduce á separación dos outros metais máis coñecidos e máis abondosos). O manganeso e o molibdeno foron os últimos metais deste grupo en ser obtidos e foi o químico sueco Scheele (ver Fig.7) quen máis traballou no seu proceso de obtención. Identificouno no material chamado 135 Nº 87 – Xullo 2019

Nomes novos Nomes antigos correspondentes Luz Luz Calor, principio da calor Calórico Fluído ígneo, fogo Substancias simples Materia do fogo e do calor Aire defloxisticado que pertencen aos Osíxeno tres reinos e que se Aire empíreo poden condiderar Aire vital, base do aire vital como os elementos Mofeta, vapor fétido dos cospos Azoe Base da mofeta Gas floxisticado, aire Gas inflamable Hidróxeno Base do gas inflamable Azufre Xofre Substancias simples Fósforo Fósforo non metálicas, Carbono Carbón puro oxidables e Radical muriático Decoñecido acidificables Radical fluórico Descoñecido Radical borácico Descoñecido Antimonio Antimonio Arsénico Arsénico Bismuto Bismuto Cobalto Cobalto Cobre Cobre Estaño Estaño Ferro Ferro Substancias simples Manganeso Manganesa metálicas, oxidables Mercurio Mercurio e acidificables Molibdeno Molibdena Níquel Níquel Ouro Ouro Prata Prata Pratino Platino Chumbo Chumbo Tungsteno Tungstena Cinc Cinc Cal Terra caliza, cal viva Magnesia Magnesia, base da sal de Épsom Substancias simples, Barita Barita, terra pesada terrosas e salificables Arxila, terra do alume, base do Alúmina alume Sílice Terra silícea, terra vitrificable Figura 5. Táboa das sustancias simples de Lavoisier

pirolusita -MnO2- e del preparou o metal moi impuro. Scheele obtivo o Mn por redución da pirolusita con carbón; pero nese tempo a tecnoloxía existente non permitía obtelo puro; ata ben adiantado o século XX (no ano 1930) coa chegada das novas técnica metalúrxicas, non se chegaría a preparar o manganeso con alto grao de pureza. O molibdeno foi identificado por Scheele na molinbdenita (MoS2) no ano 1745 e creuse que era un mineral de chumbo –molybdos en grego é chumbo- pero contiña moitos outros metais ben coñecidos (Pb, Cu, Fe, Sn,...etc) e, ademais, sentenciou Scheele, molibdeno. Scheele non foi quen de preparalo e foi un seu discípulo Gahn quen 136 Boletín das Ciencias

conseguiu preparalo no ano 1778 en Upsala. O traballo foi todo de Scheele: recoñeceu o minerario; separou os metais xa coñecidos; atacou o resto do minerario con ácido nítrico para obter o óxido do molibdeno (MoO3), pero non chegou a máis. Adiantóuselle Gahn reducindo o óxido con carbón a temperatura elevada e obtendo un molibdeno moi impuro. Scheele é un caso na historia do que se chama un “cazaelementos frustrado”: identificou moitos elementos (Mn, Mo ,W, Cl,...etc) pero tan só ten a autoría da preparación duns poucos.

Figura 6. O carro triunfal do antimonio de Basilio Valentín

Figura 7. Foto de Scheele - Os elementos Pt e W foron descubertos por científicos españois, ao igual que o vanadio que sería descuberto no ano 1801. Na Ilustración, a química española aínda seguía a ser importante, como se ve polos descubrimentos de metais que estamos a indicar. O platino foi descuberto no ano 1748 por Antonio de Ulloa nun minerario ao que se chamaba platina, que se consideraba prata de baixa calidade. Esta platina contiña ao platino máis un feixe de metais chamados da mena do platino, que serían descubertos en Londres a principio do século XIX. Coñecida a presencia dun novo metal na platina cumpría a súa beneficiación e a esa labor dedicáronse no seminario de Bergara uns científicos liderados por Chebaneau: transformaron a platina nun hexafluoplatinato e o reduciron ata platino metal con aceptable grao de pureza. O volframio foi preparado tamén no seminario de Bergara no ano 1783, polos irmáns Juan e Fausto de Elhuyar. Obtívose partindo de volframita (CaWO3) previa transformación no WO3, seguindo o procedemento aprendido por Juan José (ver fig. 8) en Upsala da man de Scheele. Noutro capítulo deste libro adicaremos máis espazo a esta obtención. 137 Nº 87 – Xullo 2019

Figura 8. Juan José Elhuyar, descubridor do volframio

4. A METALURXIA NO DESCUBRIMENTO DE ELEMENTOS QUÍMICOS AO LONGO DO SÉCULO XIX A aparición de novos elementos químicos ao longo do século XIX foi unha auténtica explosión. A melloría dos procedementos metalúrxicos así como a implementación das técnicas de laboratorio para a preparativa das mostras logo do tratamento dos minerarios, foi un desencadéante da obtención de moitos e moi numerosos elementos químicos: algúns deles foron non metais (Cl, Br, I, Se, Te, Si, B,..etc); pero sobre todo preparáronse metais: dos grupos principais (Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Cd, Al, In, Tl,..etc); moitos dos novos grupos dos metais de transición (Ti, V, Cr, Y, Zr, Nb, Ru, Rh, Pd, Os Ir,...etc); outros dos chamados pola época grupo das“terras raras” (La, Ce, Er, Th, U,...etc), hoxe denominados metais lantanoides e actinoides.

Na táboa de Lavoisier contemplábase a existencia de 16 metais e 7 non metais, un total de 23 elementos químicos; no ano 1850 coñecíanse xa 58 elementos e no ano 1869, cando Mendeleev publica a súa táboa periódica, aparecen resinados 63. Que determinou esa explosión de descubrimentos? Sen dúbida a detección de novos minerarios, pero tamén o desenvolvemento das técnicas de separación dos metais e a mellora dos procedementos metalúrxicos.

Comentamos xa como os elementos metálicos aparecen na natureza como compostos fundamentalmente iónicos na forma de: haluros (NaCl, KCl, CaF2,..etc), carbonatos (CaCO3, SrCO3, MgCO3,...etc), sulfatos (CaSO4, BaSO4,...etc), óxidos (TiO2, Fe2O3, Al2O3,...etc), óxidos mixtos (MxM´yOz) ou óxidos das chamadas terras raras. Todos este minerarios presentan a característica común de ter enerxías de rede moi elevadas e, por ende, puntos de fusión tremendamente altos (Pf > 2000 ºC). Por esta razón os métodos metalúrxicos dos séculos anteriores, que empregaban temperaturas de redución moderadamente altas, non se podían levar a cabo pois a redución non se producía dun xeito eficaz. Cumpría un cambio de paradigma, realizar novos procesos metalúrxicos.

Este cambio de paradigma veu dado polo descubrimento da electricidade e o seu emprego para realizar os chamados procesos electroquímicos. A electrólise dos compostos iónicos permitía realizar as fusións destes compostos iónicos e, por medio da electrólise, realizar a redución dos metais. Ao tempo, estes procedemento ían xerar temperaturas dabondo elevadas como para realizar a redución con carbón e con outro elementos metálicos máis redutores, conseguindo a obtención dos novos metais.

- No ano 1780 Galvani descubriu a electricidade animal e un procedemento para o seu estudo, estaban nacendo as pilas. Volta inventou unha pila mellorada, foi chamada a pila de Volta capaz de producir electricidade non só para estudar aos animais, senón para xerar electricidade con outros fins. Estas pilas de Volta estaban constituídas por arandelas metálicas de Zn e Cu separadas por un cartón mollado nunha disolución acuosa acidulada e as arandelas unidas por un fío metálico (ver fig 9). Posteriormente, Wollaston (1815), Daniell (1836), Bunsen (1840), entre outros, foron 138 Boletín das Ciencias

mellorando a calidade e a capacidade destas pilas conseguindo incrementar as súas prestacións na electroquímica e, consecuentemente, na metalurxia para a obtención de metais.

Figura 9. Pila voltaica (esquerda) e pila de Wollaston (dereita) Polo que a nos nos ocupa, no tocante á electroquímica na obtención dos metais, pararemos no momento en que aparece Humprey Davy na historia. No ano 1796 Davy, foi quen de fabricar as súas propias pilas e decatouse da posibilidade de poder empregar estes instrumentos para electrizar algunhas mostras iónicas e proceder á obtención de metais. Davy foi o primeiro que se decatou do papel xogado polo líquido dos cartóns, o que chamou electrólito, de modo que pensou debería ser el o que actuase como oxidante dos metais disolvidos no fundido. Deste xeito os metais se dirixían cara ao cátodo das pilas, e alí se podía recoller. - Davy seleccionou haluros de punto de fusión baixos e comezou sometendo mostras de NaCl á diferencia de potencial proporcionada polas súas pilas, modificadas das de Volta, ata que conseguiu fundilas. No ano 1807 foi quen de construír unha pila con máis de 2000 elementos, o que lle permitiu electrolizar as máis variadas mostras de haluros e de hidróxidos, chegando a identificar e preparar os elementos químicos: Li, Na, K, Mg, Sr, e B. Estes metais foron preparados con moi distinto grao de pureza. Tamén foi quen de identificar ao aluminio como un novo metal, pero non o conseguiu preparar. Tardaríase aínda 40 anos en acadar a súa preparación.

Figura 10. Davy (esquerda) e Berzelius (dereita), dous grandes cazaelementos - Outro importante cazaelementos foi o químico sueco Jans Jacob Berzelius, que chegou a identificar aos elementos Se, Th e Ce, e preparou Ti, Si e Zr; ademais, os seus alumnos estiveron en contacto coa preparación dos elementos litio e vanadio. - Wollaston e o seu discípulo Tennant foron os que desenvolveron as investigacións conducentes á obtención dos elementos da mena do platino. Partiron dunha platina do Pinto (Colombia), e utilizando unha batería deseñada por Wollaston (ver fig. 9) foron quen de identificar e preparar, 139 Nº 87 – Xullo 2019

entre 1804-1808, os elementos Ru, Rh, Os, Ir e Pd. Non todos son recoñecidos da súa autoría, pero eles botaron a andar as ideas e as técnicas necesarias para a súa beneficiación. Ao longo do século XIX fóronse preparando moitos novos elementos químicos grazas ao desenvolvemento da electroquímica e das novas técnicas de traballo no laboratorio. Foi deste xeito como, cando Dimitri Mendeleev publica a súa táboa periódica, son xa coñecidos 63 elementos químicos. Entre as grandes achegas de Mendeleev, que serán recollidas e explicadas noutros capítulos deste libro, figuran a ordenación dos elementos químicos nunha táboa; a periodicidade química e a súa intuición para predicir a existencia de outros novos elementos aínda non descubertos.

Mendeleev chega á súa táboa periódica mediante ordenación dos elementos por orde crecente das súas masas atómicas. Pero non é só Dimitri quen ten esa idea. Tamén Lothar Meyer (ver fig. 11) chega á mesma ordenación poucos meses despois, aínda que inxustamente toda a gloria foi de Mendeleev. Esta ordenación por masas presenta o problema con algúns pares de elementos coñecidos que teñen alteradas as súas masas: Co/Ni e Te/I. Dimitri colócaos correctamente utilizando a súa segunda achega: a da periodicidade das súas propiedades.

Figura 11. Mendeleev (esquerda) e Lothar Meyer(dereita) A ordenación que propón Dimitri non é só consecuencia da consideración das súas masas atómicas, que é fundamental na súa idea, senón tamén porque esa ordenación produce unha periodicidade nas propiedades dos elementos. Esta nova idea levarano a cambiar a primeira ordenación e colocalos por grupos que presentan propiedades periódicas máis recoñecibles (ver táboa na fig. 11). Os elementos así ordenados, por grupos, non só seguen case todos o crecemento das masas, senón que presentan unha gran semellanza nas súas propiedades físicas e químicas. Compre dicir que hoxe sabemos que a ordenación por orde crecente das masas atómicas é incorrecta; o correcto é ordenalas polo orde crecente do seu número atómico; pero nesa época descoñecíase o concepto de “Z”. Cumprirían 40 anos para descubrilo e entendelo.

Figura 12. Táboa segunda de Mendeleev, publicada en 1871 140 Boletín das Ciencias

A terceira gran idea de Mendeleev foi a da predicibilidade da existencia de elementos non coñecidos; pero para os que Dimitri deixou ocos na súa táboa. Esta idea veulle de que xa se coñecía o uranio con Z= 92 e m= 238. Por aquel entón críase que a súa masa era moito menor pero moi elevada, polo que pensou deberían existir moitos outros elementos que debían ir enchendo os ocos que, dada a periodicidade, íanse xerando na táboa. Constituída a ordenación dos elementos pola súa masa, e colocados nos seus grupos pola súa periodicidade, ían quedando moitos ocos (ver fig. 12). Dimitri predixo a existencia de moitos outros elementos aínda descoñecidos. Chegou a predicir que nos ocos que tiña a táboa deberían existir novos elementos. Dicía que estaban na codia terrestre e que soamente cumpría buscalos. Estes novos elementos son hoxe todos coñecidos: Sc, Ga, Ge, Tc, Re, Po, Fr, Ra, Ac, e Pa.

Mendeleev foi tan clarividente que non só predixo o nome dalgúns deses novos elementos: eka-boro, hoxe Sc –preparado no ano 1879-; eka-silicio, hoxe Ge –obtido no ano 1886-; e eka-aluminio, hoxe Ga- preparado no ano 1875-. Chegou a predicir as súas propiedades físicas e químicas. Cando estes elementos descoñecidos foron preparados entre 6 e 15 anos despois atopouse que as propiedades coincidían. Mesmo cando Le Coq de Boisbaudran descubre o galio, no ano 1875, e da o dato da súa densidade experimental de 4.7, Dimitri (que dera un valor de 5.9) contéstalle que está mal calculada e que a recalcule. A honestidade de Le Coq levouno a recalcular o seu dato e comprobou que estaba errado. Mendeleev, teoricamente, tiña mellor calculado o valor da densidade!

Utilizando datos de hoxe se uranio ten Z=92 e no ano 1869 coñecíanse 63 elementos queríase dicir que faltaban por aparecer aínda 29 novos elementos! Dimitri non sabía cantos faltaban por aparecer, pero el dicía que cando menos faltábanlle 10. En vida puido ir vendo como ían aparecendo os novos elementos e mesmo algúns cos que non contaba na súa táboa.

Cando Dimitri publica a súa táboa descoñecíase a existencia dos metais do grupo das terras raras, aínda que algúns elementos sendo xa coñecidos pero se colocaban noutros grupos. Do grupo hoxe chamado dos lantanoides eran xa coñecidos o lantano, o cerio e o terbio e dos actinoides coñecíanse o torio e o uranio. Nas décadas 1870-1890 iríanse descubrindo e preparándose a maioría dos elementos destes grupos, ata chegar aos elementos transuránidos.

Cando se foron preparando os distintos gases nobres por destilación fraccionada do aire líquido non houbo máis remedio que buscarlle ubicación na táboa periódica. Mendeleev, retomando a idea da periodicidade química aceptou crear para eles un grupo ”0”. Aceptaríase a ubicación para os elementos deste novo grupo no ano 1902.

5. A METALURXIA NA ACTUALIDADE O século XX foi o século da racionalización da metalurxia no proceso de obtención dos metais, así como o do perfeccionamento dos métodos de obtención seguidos ao longo da historia para a beneficiación dos elementos non metálicos e dos gases nobres. Tamén foi o momento no que se deseñaron os métodos de obtención dos chamados elementos novísimos: elementos que se preparan por transmutación artificial e que requiren de metodoloxías novas.

Deixaremos de lado os métodos novos de obtención dos elementos non metais e dos gases nobres, que representan o 30% dos elementos do sistema periódico e adicaremos uns parágrafos a indicar por onde van os tiros actuais na obtención dos elementos metálicos que, sendo imprescindibles para a tecnoloxía moderna, son cada vez máis escasos na codia terrestre, o que nos obriga a reciclar os materiais que se están utilizando na actualidade.

Insistamos unha vez máis en como se atopan os elementos metálicos na codia terrestre baixo a forma de óxidos, sulfuros, óxidos mixtos, e por diferenciación secundaria aparecen formando bolsadas que 141 Nº 87 – Xullo 2019 xorden en procesos de precipitación baixo a forma de haluros, carbonatos, sulfatos e mesturas variadas.

Esencialmente o proceso termodinámico de formación dos minerarios metálicos é un proceso de oxidación dos metais do tipo:

T M + A M A O x y (A= 2,Sx) Neses procesos ∆G é moi negativa ou apreciablemente negativa, significando que o equilibrio está moi desprazado cara a dereita e os compostos formados (óxidos e sulfuros) son moi estables. De todos modos, neses equilibrios sempre haberá unha temperatura na que o equilibrio se desprace cara a dereita. Iso é debido a que:

∆G =∆H-T∆S

Se facemos a derivada desa expresión con respecto á temperatura e temos en conta que ∂∆H/∂T é aproximadamente cero nos quedaría que:

∂∆G/∂T =-∂∆S

Pero como ∆S é case sempre negativa (a orde increméntase cando se forman óxidos, haluros, sulfuros,...) quedaríanos que ∆G é positiva. Por todo o anterior cómpre dicir que cando representamos nuns eixes de coordenadas as variacións da enerxía libre de Gibbs fronte á temperatura, o que obtemos son uns diagramas con pendentes positivas que cambian de pendente cando ten lugar un cambio de estado nas especies do equilibrio. Estas pendentes positivas indican que a temperaturas dabondo altas sempre se conseguirá descompoñer un óxido ou un sulfuro. É moito máis doado descompoñer os sulfuros. Por iso na historia se foron obtendo axiña e con tanta facilidade.

Con estes coñecementos termodinámicos “in mente”, Ellingham tivo a xenial intuición de construír os seus diagramas de óxidos nos que representa en ordenadas a variación de enerxía libre de Gibbs por mol de O2 consumido no proceso, e en abscisas a temperatura en graos Kelvin (ver fig. 13). Non imos ir más aló nin na explicación da construción destes diagramas nin na súa utilización práctica, pero si queremos tirar algunhas conclusións que si son de interese e doadas de comprender.

- Sabemos, lendo nos diagramas, a que temperatura máis ou menos alta o minerario se descompoñerá liberando o metal. En algúns minerarios como o cinabrio, pódese ler como isto acontece por riba dos 300 ºC, uns 600 K. - Sabemos que metais son máis redutores que outros. Pola súa posición nos diagramas os que están máis abaixo serán máis estables e, polo tanto, máis redutores. Como consecuencia, estes metais máis redutores poderán actuar como redutores máis habituais nas condicións que indican os diagramas. Con estas ideas simples pódese comprender hoxe as bases da pirometalurxia moderna e poderemos escoller os redutores máis axeitados para cada proceso de obtención dos metais, a partir dos seus minerarios e a partir dos refugallos metálicos nos que se atopen. Así naceron as aluminotermias (redutor o Al), as calciotermias (redutor o Ca), as magnesiotermias (redutor o Mg),...etc. usando os metais máis redutores. Tamén comprendemos que se poidan utilizar as carbotermias (redutor o C) e as silicotermias (redutor o Si), que son redutores moito máis baratos, pero que soamente se poderán utilizar para aqueles metais para os que o permitan os diagramas e nas condicións de temperatura que estes indiquen. 142 Boletín das Ciencias

Estas son, dun xeito moi esquemático, as bases dos procesos pirometalúrxicos modernos; pero compre completar esta información contemplando a maiores outros aspectos: a cinética dos procesos; o abaratamento de custos de produción no proceso (tipo de redutor máis barato, diminución do tempo de operación e redución da temperatura de reacción); tamén compre considerar os problemas de contaminación ambiental derivado das condicións nas que se realiza o proceso pirometalúrxico, así como dos refugallos derivados do mesmo.

Figura 13. Diagrama de Ellingham de óxidos Finalmente, nas metalurxias modernas compre contemplar o proceso final de refino dos metais a preparar. A maioría das veces faise necesario preparar metais de moi alto grao de pureza, e iso vai implicar procesos de refino moi selectivos. O grao de pureza vai vir marcado pola finalidade a que se dedique o metal a preparar. 143 Nº 87 – Xullo 2019

Rematemos dicindo que hoxe, debido á escasa existencia de materias primas, faise necesario cada vez máis reutilizar os metais a partires das aliaxes e dos utensilios metálicos nos que se estiveron utilizando. Na actualidade máis do 50% dos metais estanse a obter de materiais e aliaxes en desuso. Utilízanse eses refugallos para, por reciclaxe, proceder á obtención e purificación de novos metais.

6. O DESCUBRIMENTO E A OBTENCIÓN DOS ELEMENTOS QUÍMICOS NOVÍSIMOS Na actualidade coñécense 118 elementos químicos no sistema periódico, pero no ano 1940 o elemento de número atómico máis alto seguía a ser o uranio con Z= 92. Estamos a dicir que 26 novos elementos químicos foron descubertos nos últimos 78 anos e estes foron incorporados ao sistema periódico. Descubertos non é un termo preciso, compre dicir preparados ou sintetizados, xa que logo do uranio os elementos que foron aparecendo se prepararon por transmutación artificial e non se atoparon aínda, nin na codia terrestre nin no espazo exterior coñecido.

Os novísimos elementos químicos son artificiais e foron preparados a partires das ideas de Irene Curie e Federico Joliot sobre a transmutación artificial. Neste capítulo tan só queremos lembrar a orixe destes elementos preparados nos últimos anos, e que seguirán a prepararse no futuro. Indicar brevemente como pode ser o proceso de preparación destes elementos.

O proceso de transmutación artificial descubriuse logo da explosión das bombas atómicas, ao observar a aparición dos chamados elementos transuránidos (Np, Pu,..etc) como consecuencia do bombardeo do uranio con neutróns, e logo con outras partículas máis grandes. Este descubrimento levou a pensar na aplicación das ideas dos Joliot (Federico e Irene) á obtención dos novos elementos máis ala do uranio.

O proceso de transmutación artificial consiste no bombardeo de átomos moi estables e de número atómico moi elevado con outros núclidos de número atómico moderado, para que estes se consigan incrustar no interior dos núcleos dos átomos pesados incrementando o número de protóns na cantidade desexada. Non é neste capítulo no que se explicará con vagar como ten lugar o proceso de transmutación artificial, pero de modo esquemático podemos tentar de visualizalo por medio dun exemplo sinxelo.

Se queremos sintetizar o elemento con Z= 114 –hoxe coñecido como flerovio- podemos utilizar o seguinte procedemento: empregamos Pu-94, unha diana moi estable que contén 94 protóns no seu núcleo; se a bombardeamos con Ca-20 e conseguimos que ese núclido se incruste no interior da diana de uranio, teríamos que o número de protóns no núcleo sería 94+20= 114. O problema radica en como conseguir que o Ca-20 penetre ata o interior do núcleo do uranio superando a barreira externa dos electróns. Iso conséguese acelerando extraordinariamente o Ca-20, por medio de potentísimos ciclotróns, ata rachar a barreira electrónica exterior do uranio e así conseguir chegar ao interior do seu núcleo (ver fig. 14).

Figura 14. Esquema de bombardeo do plutonio con calcio Este procedemento que semella tan sinxelo na práctica non o é. Noutro capítulo explicaranse as técnicas hoxe existentes; particularmente as chamadas “fusión fría” e “fusión quente”. 144 Boletín das Ciencias

Por onde camiñarán as melloras das técnicas metalúrxicas no futuro? Como se procederá para obter tantos metais como a tecnoloxía moderna demanda? De onde se sacarán os metais cando os seus minerarios se esgoten? Estas preguntas, e moitas outras que podades pensar, están xa a ser resoltas polas xeracións de científicos actuais e os seus resultados veranse nun futuro inmediato.

7. REFERENCIAS 1- A. M. Amorin da Costa; "No centenario da morte de Mendeleev" A dicotomía cósmica na súa Táboa Periódica". Boletín da Sociedade Portuguesa de Química, N°107 pax. 25, 2007. 2- F. Aragón de la Cruz; "Historia de la Química", Ed. Síntesis. Madrid, 2004. 3- M. R. Bermejo e R. Cid, "Mercado de valores: 113 e 115 soben, 116 e 118 baixan (Especulación na Táboa Periódica)", XVII Congreso de ENCIGA, 2004, páx, 53 e referencias citadas 4- M.R. Bermejo, A. M. González Noya e M. Vázquez: a) "A nomenclatura química na Historia ", XII Congreso de ENCIGA, 1999, 83, e referencias citadas. b)"O nome e o símbolo dos elementos químicos". Ed. Xunta de Galicia, Secretaría Xeral de Política Lingüística, Centro Ramón Piñeiro para a investigación en Humanidades, Santiago de Compostela, 2006. 5- M. R. Bermejo e Ana González Noya, "O nome e o símbolo dos elementos químicos", XVIII Congreso de ENCIGA, 2005, 73. 6- M. R. Bermejo, Ana González Noya e Marcelino Maneiro a) “Que coñecemos dos elementos químicos novísimos” Boletín das Ciencias, 2015, Nº 80, páx.49 e referencias citadas. b) “Guía dos elementos químicos”. Ed. Xunta de Galicia, Secretaría Xeral de Política lingüística, Centro Ramón Piñeiro para a investigación en Humanidades, Santiago de Compostela, 2018. 7- D. 1. Mendeleev "La relación entre les propietats dels elements i llur pes atomic" Classics de la química 2. Societat Catalana de Química. Barcelona, 2005. 8- J. R. Partington "A History of chemistry", Ed. The Mac Millar, vol. 4, 891. 9- M. Serres "Historia de las ciencias". Cátedra. Madrid, 1991. 145 Nº 87 – Xullo 2019

O SISTEMA PERIÓDICO DENDE A PERSPECTIVA DUN

QUÍMICO ORGÁNICO

PEÑA GIL, DIEGO Departamento de Química Orgánica Universidade de Santiago de Compostela

1. INTRODUCIÓN A táboa periódica é unha das construcións humanas mais abraiantes que existen. Semella sinxela, formada ata o momento por 118 pezas que son os elementos químicos coñecidos, pero distribuídos dunha maneira especialmente harmoniosa que codifica unha información extremadamente valiosa. Sen dúbida, fascinante pola súa lóxica e orde. Pero ademais, o sistema periódico aglutina o coñecemento xerado por milleiros de persoas curiosas que contribuíron durante séculos a entender (as veces incluso a dominar) o mundo que nos rodea. En 2019 homenaxeamos especialmente a un deses pioneiros, o gran Dmitri Mendeleev, quen coa publicación da súa proposta de táboa periódica hai 150 anos cambiou a historia da química. Pero valoremos tamén as achegas doutros pioneiros, máis ou menos anónimos, dese inxente traballo colaborativo que é o sistema periódico. Porque facendo unha similitude co que din que dixo outro ilustre pioneiro da ciencia, Isaac Newton, atreveríame a dicir que Mendeleev logrou ollar mais aló porque estaba subido nos ombreiros de xigantes. A importancia do sistema periódico na comunidade química é incuestionable. Queda agora facer un esforzo por achegala á sociedade.

2. O MEU ELEMENTO FAVORITO DA TÁBOA PERIÓDICA Sendo químico orgánico é doado imaxinarse que a miña caixiña favorita na táboa periódica é a primeira do grupo 14; a que se corresponde co átomo que ten seis protóns no seu núcleo: o carbono (Figura 1). Non sempre foi así. Sendo mozo, cando me aproximei por primeira vez á química, sorprendeume a división clásica entre Química Orgánica, como a química do carbono, e Química Inorgánica, como a química de todo o demais. Parecíame un tanto descompensada esta clasificación: unha especialidade dedicada a unha soa caixiña da táboa periódica, mentres a outra disciplina estaba dedicada a cento e pico elementos!. Máis que descompensada, unha especialidade que estuda principalmente a un só átomo semellaba un tanto aburrida. Co tempo cambiei de opinión e aprendín dúas cousas: 1) Que o carbono ten moita máis miga da que pensaba. 2) Que esas divisións entre disciplinas son artificiais...ademais de prexudiciais para o avance da Ciencia. Pero que ten o carbono para darnos tanto chollo aos químicos? Non é o elemento máis abundante do Universo (semella que é o hidróxeno), nin da Terra (onde osíxeno e silicio son máis abundantes), nin tan sequera é o máis abundante nos seres vivos (gaña de novo o osíxeno... somos unha chea de auga). 146 Boletín das Ciencias

O que fai ao carbono diferente é esa intrigante capacidade para compartir electróns, enlazándose con outros átomos, especialmente con outros carbonos, e formando cadeas carbonadas que son o esqueleto dunha multitude de moléculas. Dalgunha maneira semella que o carbono é un elemento especialmente sociable. A vida soubo sacar proveito de esta capacidade e usar estes andamiaxes de carbono como armazóns moleculares para evolucionar cara organismos cada vez máis complexos. Será o carbono a única opción para o desenvolvemento da vida? Existirá no Universo unha vida baseada noutro elemento? Un argumento ben atractivo para relatos de ciencia ficción, pero pouco probable tendo en conta os datos dos que dispoñemos. Efectivamente, outros elementos como o silicio teñen certa capacidade de montar estes andamiaxes moleculares, pero cunha variabilidade e versatilidade moi inferior á do carbono.1

Figura 1. Táboa periódica dos elementos.

Pero a caixiña do número atómico 6 encerra máis datos interesantes. Por exemplo, esa masa atómica aparentemente inexacta (12.011), que da conta das abundancias relativas dos tres isótopos do carbono que se encontran de forma natural na Terra. Por suposto, o omnipresente carbono-12 (12C) con seis neutróns acompañando aos seis protóns do núcleo, gaña por goleada (98.9%). Máis escaso (1.1%) temos ao carbono-13 (13C) con sete neutróns, mentres que o carbono-14 (14C), con oito neutróns, non so é escaso (10-10 %), tamén é radioactivo. Pero non por escasos os isótopos pesados do carbono son menos importantes. Por exemplo o 13C, gracias ao seu número impar de neutróns ten un spin nuclear ½, polo que podemos empregalo na Resonancia Magnética Nuclear de 13C para descubrir como se enlazan os carbonos nunha determinada molécula. Tamén moi importante é o caso do 14C, que con un período de semidesintegración de 5.730 anos, o usamos para datar fósiles. Esta é unha técnica fascinante que me intrigou dende que lle oín ao grupo vigués Siniestro Total dubidar da súa fiabilidade.2 A relación entre o ciclo do carbono, a datación de mostras orgánicas mediante 14C, e as interferencias orixinadas pola carreira nuclear do século XX, representa na miña opinión un recurso educativo especialmente atractivo para os alumnos que se inician en ciencias. 147 Nº 87 – Xullo 2019

3. OS MATERIAIS DE CARBONO A configuración electrónica do carbono tampouco semella de entrada demasiado sofisticada (1s22s22p1+1). Sen embargo, as tres posibilidades de hibridación do carbono (sp3, sp2, sp) aportan unha riqueza moi significativa aos materiais formados por carbono. Non deixa de sorprender que dous materiais con propiedades tan diferentes como o diamante e o grafito teñan exactamente a mesma composición elemental, e que a diferencia fundamental entre eles sexa a hibridación dos átomos de carbono que os compoñen (sp3 ou sp2, respectivamente). Incluso dentro dos materiais de carbono con hibridación sp2 a variabilidade é sorprendente. Destaca por suposto o grafeno; unha estrutura molecular extremadamente sinxela pero que encerra unha combinación de propiedades únicas. O grafeno é unha monocapa de átomos de carbono sp2 enlazados formando hexágonos dun cuarto de nanómetro e que se encontran fusionados en dúas dimensións (Figura 2). O seu descubrimento por parte de André Geim, Konstantin Novoselov e colaboradores na Universidade de Manchester, publicado en 2004,3 é un fermoso exemplo de serendipia na ciencia.4 Este grupo de investigación pretendía substituír o silicio dos transistores e fabricalos a partir de grafito. Para elo, Novoselov, traballando como doutorando no grupo de Geim, intentou preparar mostras de grafito o máis finas posibles. O fixo empregando unha técnica ben sinxela: exfoliando un anaco de grafito con cinta adhesiva, pegándoo e despegándoo sucesivamente. Efectivamente, o grupo de Manchester conseguiu anacos de grafito moi finos, formados por unhas poucas capas, coas que fabricaron os pretendidos transistores.3 Pero cando estudaron estes anacos mediante o microscopio de forza atómica (AFM) observaron que algunhas mostras tiñan unha altura de 0.35 nm, precisamente o que cabería esperar se fosen monocapas illadas, é dicir grafeno. Naquel momento este resultado estrañou ao equipo, pensábase que os materiais bidimiensionais, formados por único átomo de espesor, serían demasiado inestables para ser illados. Coa identificación do grafeno o grupo de Manchester demostrou que esta visión era incorrecta: si se poden levar os materiais a unha estrutura bidimensional, e ademais presentan propiedades moi diferentes ás do material orixinal tridimensional. Co tempo se comprobou que este descubrimento era moito máis importante que o obxectivo inicial do traballo (os transistores de grafito), e de feito Geim e Novoselov foron galardoados con Premio Nobel de Física 2010, só seis anos despois da publicación do seu artigo.

Figura 2. Modelo molecular do grafeno. (Fonte: wikipedia commons).

Pouco despois da publicación do traballo pioneiro de Geim e Novoselov, 3 encontrouse que o grafeno presenta un conxunto de propiedades superlativas como a dureza, transparencia, condutividade, flexibilidade, lixeireza e impermeabilidade. Esta combinación única de propiedades permite intuír o gran potencial deste material na mellora de dispositivos como baterías, pantallas flexibles, sensores, filtros moleculares, implantes, retinas artificiais, etc. o que ten espertado un enorme interese en diferentes áreas científicas.5 Precisamente en relación con estas aplicacións, o noso grupo de 148 Boletín das Ciencias investigación no CiQUS, en colaboración con investigadores de ICN2 e DIPC, describimos recentemente a preparación dun grafeno nanoporoso, que presenta poros de tamaño nanométrico distribuídos de forma uniforme na monocapa, polo que podería empregarse como filtro molecular para a separación de gases ou para a potabilización de auga.6

Figura 3. Imaxes do grafeno nanoporoso obtidas mediante un microscopio de efecto túnel (STM) (Fonte: ICN2). 6

Por que no grafeno os carbonos empaquetan formando hexágonos? A clave está na hibridación sp2 dos átomos de carbono, na que os ángulos entre os tres orbitais híbridos é de 120o, exactamente o mesmo valor que o ángulo interno dun hexágono regular. Por tanto, cada carbono está no vértice de tres hexágonos fusionados e forma tres enlaces covalentes con carbonos adxacentes, o que condiciona as súas propiedades mecánicas. Considerando a configuración electrónica do C, quédanos en cada átomo un electrón nun orbital p perpendicular ao plano, que é o responsable das propiedades electrónicas do grafeno. A distribución hexagonal no grafeno contribúe ás propiedades de lixeireza, transparencia e resistencia deste material, xa que esta distribución é a maneira máis eficiente de dividir un plano empregando o menor perímetro posible. Esta explicación está tamén detrás da abundancia de distribucións hexagonais no mundo macroscópico. Loxicamente, as abellas non elixen facer paneis hexagonais por razóns estéticas. Van ao práctico: coa distribución hexagonal conseguen almacenar a maior cantidade de mel empregando a menor cantidade de cera posible. Por outra banda, se enrolamos unha lámina de grafeno obteríamos un nanotubo de carbono, un material descuberto no ano 1991,7 curiosamente máis de vinte anos antes que o propio grafeno. A dirección do enrolamento formal da lámina de grafeno para obter un nanotubo de carbono ven representado polo vector Ch , definido polos índices n e m, onde a1 e a2 son os vectores de rede (Figura 4). Se n = 0, o nanotubo denomínase zig-zag, se n = m chámase armchair, e no resto dos casos denomínase quiral. O modo de enrolamento é importante porque condiciona as propiedades do nanotubo. Por exemplo, os de tipo armchair presentan condutividade metálica, mentres que os demais tipos son semiconductores. No caso dos nanotubos os carbonos sp2 non se encontran no plano, están piramidalizados, o que lle confire certa tensión e por tanto estes carbonos son mais reactivos que os do grafeno. Esta é a razón pola que é mais fácil funcionalizar un nanotubo de carbono que o propio grafeno. Pero non todo son hexágonos nestes materiais. Se poden atopar pentágonos ou heptágonos de carbono como defectos distribuídos na rede hexagonal. No caso do grafeno, estes defectos distorsionan a planaridade da monocapa. De feito, pentágonos e hexágonos distribuídos de forma definida poden dar lugar a estruturas esféricas como os fullerenos, descubertos noutro bonito exemplo de serendipia na química. 149 Nº 87 – Xullo 2019

Figura 4. Modelos moleculares de tres tipos de nanotubos de carbono: zig-zag, quiral e armchair. (Fonte: Michael Ströck).

Figura 5. a) Espectro orixinal onde Kroto e colaboradores detectan por primeira vez unha inesperada abundancia da masa correspondente a 60 átomos de carbono (4/9/1985). b) Cúpula do arquitecto Richard Buckminster Fuller, que inspirou a proposta de estrutura para os fullerenos. c) Modelo molecular do fullereno C60 (buckmisterfullereno). (Fonte: wikipedia commons).

Na década dos 80 do século pasado, un astroquímico da Universidade de Sussex, Harold Kroto, estudaba a composición do “polvo de estrelas”. Concretamente, tiña especial interese en estudar as cadeas de átomos de carbono que se forman nas entornas de determinadas estrelas, as xigantes vermellas. Para simular as condicións das estrelas no laboratorio, contactou co profesor Richard Smalley, da Universidade de Rice (Houston), quen tiña construído un espectrómetro de masas que, empregando un láser, podía evaporar mostras de grafito. Kroto pensaba que mediante este aparato obtería cadeas de carbono similares as formadas nas estrelas. Con este obxectivo en mente, viaxou a Houston a principios de setembro de 1985 para facer os experimentos. O 4 de setembro detectaron que algúns clústeres de carbono eran especialmente abundantes e estables, concretamente os formados por 60 e 70 átomos de carbono. Pódese comprobar polas anotacións no espectro orixinal (Figura 5a), que Kroto e os seus colaboradores estaban no momento que Isaac Asimov denomina coma o “máis excitante da Ciencia”,8 porque este resultado non se podía explicar pola formación das cadeas 150 Boletín das Ciencias lineais de átomos de carbono que buscaban, nin sequera pola formación de cadeas cíclicas. Entón chegou o momento “Eureka”, e Kroto e os seus colaboradores, inspirados polas cúpulas xeodésicas do arquitecto Richard Buckminster Fuller (Figura 5b), tiveron a xenialidade de propoñer unha estrutura de icosaedro truncado para o clúster formado por 60 carbonos. É dicir, unha estrutura composta por 12 pentágonos e 20 hexágonos fusionados onde se distribúen 60 átomos de carbono equivalentes nos vértices dos polígonos (Figura 5c). Para honrar a fonte de inspiración, chamáronlle a esta molécula buckmisterfullereno, que máis adiante se abreviou como buckyball, C60 ou incluso futboleno, pola súa similitude co balón de fútbol. O traballo orixinal co descubrimento foi enviado para a súa publicación o 13 de setembro (so nove días despois do experimento clave!),9 e supuxo o Premio Nobel de Química de 1996 para Harold Kroto, Richard Smalley e Robert Curl. Hoxe en día coñécense miles de fullerenos diferentes, que se empregan en aplicacións como as células solares ou os materiais supercondutores.

4. C e H, H e C...ATA QUE A COMBUSTIÓN VOS SEPARE Non se pode falar de carbono sen mencionar ao hidróxeno. Na táboa periódica o hidróxeno pasa case desapercibido, na primeira caixiña. Cun único protón no seu núcleo, o hidróxeno é posiblemente o elemento máis abundante no Universo, precursor dos demais elementos e combustible primario. Os hidrocarburos son os compostos que resultan da combinación do carbono co hidróxeno. A molécula máis sinxela desta familia é o metano (CH4), formado por un C sp3 enlazado a catro H que se dispoñen cara os vértices dun tetraedro (Figura 6a). Hoxe esta disposición tridimensional do carbono sp3 parécenos obvia, pero na segunda metade do século XIX a idea xeneralizada era a dunha distribución plano-cadrada arredor do átomo de carbono. Foron dos pioneiros da química, Jacobus Henricus van’t Hoff e Joseph Achille Le Bel, quen en 1874, e de forma independente, propuxeron o carbono tetraédrico para explicar a actividade óptica de determinados compostos orgánicos. O caso é que van’t Hoff, que era un profesor de 22 anos da Escola de Veterinaria de Utrecht, non era coñecido na comunidade química da época, e algúns dos científicos mais prominentes desprezaron inicialmente a súa proposta (e.g. Hermann Kolbe). Nin que dicir ten que estas opinións negativas non evitaron que van’t Hoff difundira as súas teorías, que finalmente provocaron un dos cambios de paradigma mais significativos na química orgánica, e que supuxo o inicio do estudo da estereoquímica.10

Figura 6. a) Representacións do metano plano e tetraédrico. b) Implicacións do carbono tetraédrico na quiralidade dunha molécula.

Polas súas implicacións no mundo molecular, considero que os aspectos introdutorios da quiralidade nas moléculas deben tratarse xa na educación secundaria, con exemplos que relacionen as propiedades dunha molécula coa distribución espacial dos átomos que a forman. Un exemplo clásico é o do Limoneno, un terpeno quiral presente na cáscara dos cítricos: mentres que o enantiómero R presenta o típico aroma a limón, o enantiómero S ten un olor a resina de pino (Figura 6b). Durante o último século temos empregado intensivamente os hidrocarburos, obtidos fundamentalmente do petróleo, como fonte de enerxía mediante a súa combustión. Nesta reacción exotérmica, os hidrocarburos reaccionan con O2 para formar CO2 e H2O, liberando a enerxía acumulada 151 Nº 87 – Xullo 2019 nos enlaces C-C e C-H. A combustión é unha reacción que ten contribuído significativamente ao progreso da humanidade, pero como sociedade urxe depender menos dela e buscar alternativas, por varios motivos: 1) os hidrocarburos son a materia prima ideal para fabricar infinidade de materiais especialmente útiles (e.g. polímeros), queimalos para producir enerxía é un desperdicio; 2) coa combustión intensiva desequilibramos o ciclo do carbono, emitindo inxentes cantidades de CO2 á atmosfera que contribúen ao quecemento global co conseguinte impacto negativo nos ecosistemas; 3) en condicións prácticas a combustión produce contaminantes prexudiciais para os seres vivos (e.g. óxidos de nitróxeno e xofre); 4) as reservas de hidrocarburos son limitadas e están en mans dun reducido número de empresas e países, o que comporta un risco evidente en caso de carestía. Este diagnóstico sobre os inconvenientes do emprego da combustión dos hidrocarburos como fonte de enerxía é ben coñecido. Resta poñer os recursos para desenvolver alternativas enerxéticas, así como métodos para fixar o CO2 e producir materias primas a partir desta molécula. Semellan procesos sinxelos, só teríamos que simular a fotosíntese que realizan as plantas, pero desgraciadamente estamos lonxe de conseguilo. Sen dúbida, este é un reto fascinante para a Ciencia das próximas décadas. Dentro da familia dos hidrocarburos teño predilección polos derivados aromáticos. En 1865, so catro anos antes da publicación da táboa periódica por Mendeleev, outro heroe da ciencia, August Kekulé, publicou a súa proposta de estrutura para a molécula de benceno.11 Naquela época sabíase que o benceno estaba formado por C e H nunha relación 1:1, pero ningunha proposta estrutural resultaba convincente. Segundo o propio Kekulé, a inspiración chegoulle un día botando unha cabezadiña diante da estufa, cando imaxinou unha serpe mordendo a súa propia cola que lle levou a propoñer un hexágono formado por átomos de carbono (Figura 7a). Inicialmente pensouse nun equilibrio entre dúas estruturas onde se alternaban tres enlaces dobres con tres sinxelos (Figura 7b), pero esta proposta non explicaba o feito experimental de que as seis distancias de enlace C-C eran iguais, e cun valor intermedio entre o enlace sinxelo e o dobre. Décadas máis tardes, outro pioneiro da química, Linus Pauling, explicou este fenómeno propoñendo unha estrutura intermedia, o híbrido de resonancia (Figura 7c). Os seis electróns π do anel bencénico pasaron a representarse frecuentemente cun círculo para dar conta da deslocalización electrónica, e relacionouse coa estabilidade adicional do benceno e derivados (aromaticidade).12

Figura 7. a) Proposta estrutural do benceno por Kekulé. b) Estruturas resoantes do benceno. c) Híbrido de resonancia do benceno. d) Dous exemplos de hidrocarburos policíclicos aromáticos: pentaceno e piceno. e) Estrutura do decaceno e imaxe dunha única molécula obtida mediante STM con punta funcionalizada con CO.13 152 Boletín das Ciencias

Estes seis electróns π dun anel bencénico representados como un círculo denomínase frecuentemente como sextetos de Robinson ou de Clar, e a súa representación nas estruturas dos hidrocarburos policíclicos aromáticos (PAHs) permite predicir dunha maneira sinxela algunhas propiedades. Os PAHs son unha familia de compostos ben coñecidos por ser contaminantes ambientais. Pero os PAHs tamén son especialmente estudados en ciencia de materiais (como semicondutores, cristais líquidos, etc.) ou incluso en astroquímica (moléculas presentes no espazo interestelar). A cuestión é que cantos máis sextetos de Clar se poden representar nun PAH, máis estable é a molécula, e maior é a diferencia de enerxía entre os orbitais HOMO e LUMO. É o que se denomina como regra de Clar.14 Por exemplo, pentaceno e piceno son dous PAHs isómericos (C22H14) resultado de fusionar cinco aneis bencénicos de forma lineal (pentaceno) ou angular (piceno) (Figura 7d). No pentaceno unicamente se pode representar un sexteto de Clar, mentres que no piceno se representan tres sextetos de Clar. Pois efectivamente, cumpríndose a regra de Clar, o pentaceno é un composto inestable en disolución e ten un HOMO-LUMO gap inferior a 2 eV, un valor típico dun semicondutor orgánico, mentres que o piceno ten un gap superior a 3 eV pero resulta moito máis estable que o pentaceno. Tendo en conta a regra de Clar, cabe esperar que o decaceno (Figura 7e) sexa unha molécula extremadamente reactiva. Efectivamente, a xeración desta molécula solo foi posible recentemente a partir dun precursor sobre unha superficie de Au en condicións de ultra alto baleiro e a temperatura crioxénica.13 A identificación do decaceno nestas condicións con resolución submolecular se fixo en colaboración coa TU Dresden, empregando un microscopio de efecto túnel (STM) con punta funcionalizada con CO.15

5. PON UN HETEROÁTOMO NA TÚA MOLÉCULA Se a diversidade de moléculas e materiais formados unicamente por C e H é grande, a introdución dun ou mais heteroátomos no esqueleto carbonado aumenta moito as posibilidades. Especialmente importantes neste caso son as caixiñas da táboa periódica xustamente a dereita do carbono: o nitróxeno e o osíxeno. Se o C forma o andamiaxe da molécula e o H o remata, o N e o O, estratexicamente situados neses armazóns, confiren as propiedades e funcións características das moléculas. Noutras palabras, imprimen o carácter á molécula. Caracterizados por unha maior electronegatividade que o C ou o H, e pola presencia de pares de electróns no enlazantes, N e O aportan á molécula solubilidade, polaridade, acidez, basicidade, etc. e por tanto son claves para entender as propiedades e a reactividade dos compostos. De feito, en ocasións referímonos a CHON como os catro elementos especialmente importantes para os seres vivos, pero quizais sexa máis recomendable recordalos como HCNO, é dicir, no orde no que CNO se encontran no segundo período da táboa periódica, e que por tanto permite predicir propiedades relacionadas coa electronegatividade ou o tamaño dos átomos. Seguindo cos recursos educativos, a introdución do átomo de osíxeno nas moléculas orgánicas permite enlazar cunha gran cantidade de conceptos químicos relevantes. Por exemplo, a comparativa da serie CH4 / CH3OH / H2CO / HCO2H / CO2, permite introducir temas como os grupos funcionais, estruturas de Lewis, oxidación/redución, ponte de hidróxeno, relación xeometría/propiedades, acidez/basicidade, electrofilia/nucleofilia, etc (Figura 8). Por outra banda, a introdución do N no contexto das moléculas orgánicas permite iniciar o estudo das propiedades das aminas, incluídas as de orixe natural e con importancia farmacolóxica como os alcaloides, ou a relevancia biolóxicas da amidas nas proteínas. ponte de hidróxeno centro electrófilo hidróxeno ácido H H O O O O C C C C H C H H H H H H H O H H O metano metanol metanal ac. metanoico dióxido de carbono 3 2 2 hibridación do C sp3 sp sp sp sp estado de oxidación -4 -2 0 +2 +4 do carbono Figura 8. Introdución dos grupos funcionais con átomos de osíxeno. 153 Nº 87 – Xullo 2019

6. E QUE DICIR DOS RESTANTES 114 ELEMENTOS? Aínda que os elementos máis importantes nas moléculas orgánicas son posiblemente HCNO, compre destacar a importancia do resto da táboa periódica dende a perspectiva da Químico Orgánica. Non so pola relevancia doutros elementos que forman parte das biomoléculas máis importantes da vida, como é o P nos ácidos nucleicos ou o S nas proteínas. Pero tamén pola utilidade, dunha forma ou doutra, da maioría dos elementos da táboa periódica na síntese química, é dicir, para a construción de moléculas no laboratorio. Os químicos orgánicos temos unha tendencia a chamar as reaccións polo nome do seu descubridor, e así unha reacción de Wittig precisa do P, unha adición dun reactivo de Grignard do Mg, un acoplamento cruzado necesita do Pd... pero si é de tipo Suzuki ademais require dunha sustancia con B, mentres si é de tipo Stille precisa do Sn...a lista sería interminable! Baste citar a modo de exemplo os diferentes elementos implicados nunha reacción á que lle teño especial cariño, que desenvolvimos hai mais de vinte anos durante o meu doutoramento: a ciclotrimerización do bencino catalizada por complexos de Pd (Figura 9).16

O CsF OTf O S CF3 Pd(PPh3)4 O CH CN TMS Si(CH)3 3 1 3

C, H, N, O, Cs, F, P, Pd, S, Si 2 Figura 9. Ciclotrimerización do bencino catalizada por un complexo de Pd. 16

O bencino (2) é unha molécula extremadamente reactiva, formada por seis átomos de carbono e catro hidróxenos. Para a súa xeración en disolución é preciso empregar un precursor estable, como é o triflato 1, que en presencia dun fluoruro descomponse formando bencino no propio medio de reacción. En 1998, descubrimos que si o bencino é xerado en presencia de cantidades catalíticas dun complexo de Pd, sofre un proceso de ciclotrimerización para dar lugar a trifenileno (3). Dalgunha maneira o Pd consegue dominar e orientar a reactividade do bencino. Cabe destacar que o trifenileno é un PAH formado unicamente por C e H, pero para a súa formación precisamos en total de dez elementos diferentes que participan dalgunha maneira na reacción: C, H, N, O, Cs, F, P, Pd, S e Si (Figura 9).

Figura 10. Estrutura dun nanografeno con simetría trigonal formado pola fusión de 22 aneis bencénicos. a) Imaxe desta molécula obtida mediante un microscopio de forza atómica (AFM). b) Imaxe obtida mediante un microscopio de efecto túnel (STM). c) Simulación da imaxe do orbital LUMO obtida mediante cálculos computacionais, onde se aprecia a similitude coa imaxe STM experimental. Fonte IBM Research Zúrich.

Esta reacción permitiunos nos últimos anos desenvolver un método para construír nanografenos dunha forma controlada, como o PAH con simetría trigonal mostrado na figura 10. Estes nanografenos son extremadamente insolubles, polo que para a súa caracterización empregouse o microscopio de forza atómica (AFM) con puntas funcionalizadas con CO, en condicións de ultra alto baleiro e 154 Boletín das Ciencias temperaturas crioxénicas. Esta técnica, introducida por IBM Research Zúrich, permite visualizar moléculas individuais cunha resolución submolecular. Na miña opinión, esta capacidade de “ver” moléculas individuais revolucionará a química nas próximas décadas.15 En conclusión, a táboa periódica non é so unha icona científica, é sobre todo o libro de instrucións da química e por tanto da vida e do noso entorno. Cada caixiña encerra as contribucións de milleiros de mentes curiosas e queda sitio para todas as contribucións que están por vir. Se como especie só puidésemos transmitir unha peza de información para futuras xeracións, eu o tería claro, salvaría unha táboa periódica. A partir dela, con esforzo e curiosidade, poderíase construír de novo toda a química que coñecemos ...e a que nin sequera imaxinamos.

7. REFERENCIAS 1. P. Merino, “¿Por qué no es probable una vida basada en el silicio?”. El Escéptico 2006, 22-23, 82. 2. J. Hernández, “¿Quiénes somos? ¿De dónde venimos? ¿A dónde vamos?”. Na letra da canción do grupo de música Siniestro Total, dise na penúltima estrofa: “... ¿Es fiable el carbono-14? ¿Es nuestro antepasado el hombre de Orce?...” 3. K. S. Novoselov et al., “Electric field effect in atomically thin carbon films”. Science 2004, 306, 666. 4. R. M. Roberts, “Serendipia: descubrimientos accidentales de la ciencia”. Alianza Editorial. 5. A. C. Ferrari et al. “Science and technology roadmap for graphene, related two-dimensional crystals, and hybrid systems”. Nanoscale 2015, 7, 4598. 6. C. Moreno et al. “Bottom-up synthesis of multifuncional nanoporous graphene”. Science 2018, 360, 199. 7. S. Ijima “Helical microtubules of graphitic carbon”. Nature 1991, 354, 56. 8. A frase máis excitante en Ciencia, esa que anuncia os novos descubrimentos, non é “Eureka! (lo encontré)”...senón “que raro?". Isaac Asimov

9. H. W. Kroto et al. “C60: Buckminsterfullerene”. Nature 1985, 318, 162. 10. E. W. Meijer “Jacobus Henricus van’t Hoff; hundred years of impact on stereochemistry in the Netherlands” Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 3783. 11. A. J. Rocke “It began with a daydream: the 150th anniversary of the Kekulé benzene structure” Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 54, 46. 12. M. Solà “Why aromaticity is a suspicious concept? Why?” Front. Chem. 2017, 5, 22. 13. J. Krüger, F. García et al. “Decacene: on-surface generation” Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 11945. 14. M. Solà “Forty years of Clar’s aromatic pi-sextet rule” Front. Chem. 2013, 1, 22. 15. L. Gross et al. “Atomic Force Microscopy for molecular structure elucidation” Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 3888. 16. D. Peña et al. “Efficient palladium-catalyzed cyclotrimerization of arynes: synthesis of triphenylenes” Angew. Chem. Int. Ed. 1998, 37, 2659. 17. B. Schuler et al. “From perylene to a 22-ring aromatic hydrocarbon in one-pot” Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 9004. 155 Nº 87 – Xullo 2019

O GALICION FOI NOMEADO OGANESSON: A UTILIDADE DA PREDICIBILIDADE QUÍMICA DE MENDELEEV NA DIDÁCTICA DA AULA

BERMEJO, MANUEL R. GONZÁLEZ-NOYA, ANA M. PEDRIDO, ROSA

Departamento de Química Inorgánica Universidade de Santiago de Compostela ROMERO, MARÍA J. Departamento de Didácticas Aplicadas Universidade de Santiago de Compostela

1. INTRODUCIÓN Hai máis de 40 anos, un de nós e outros profesores do departamento de Química Inorgánica da USC, publicamos o libro “Química Inorgánica. Esquema orientativo y cuestiones fundamentales”. Nese libro pretendiamos desenvolver máis e mellor o temario da materia de Química Inorgánica nesa época e, ao mesmo tempo, facer propostas de cuestións de dificultade crecente, para resolver nos seminarios, que levaran ao alumnado a afondar e comprender mellor os distintos conceptos básicos de dita materia. Neses seminarios pretendíase facer soñar ao alumnado coa posibilidade de construír nova química, partindo dos conceptos teóricos aprendidos na aula, e amosarlles como se podía conseguir. O libro era o resultado das experiencias nosas, na aula e nos seminarios, axudando ao noso alumnado a afondar nos coñecementos teóricos necesarios para poder desenvolver e construír a nova química inorgánica. Nun dos moitos exercicios propostos dicíase: “Vense de sintetizar o novísimo elemento químico artificial con Z= 118, chamado Galicion. Escribe a súa configuración electrónica e fai a predición de: grupo do sistema periódico ao que pertence; algunhas das súas propiedades físicas; o comportamento químico que é previsible poida presentar; etc.”. Hoxe todos e todas sabemos que o elemento con número atómico 118 non se chama Galicion, senón Oganesson (ver no libro da figura 1, p. 336). Cómpre engadir que no ano 1976 a táboa periódica que se explicaba nas facultades remataba no elemento con Z= 103 (o laurencio), e aínda que se coñecían os elementos 104, 105 e 106, a IUPAC non decidira como nomealos. Nese exercicio proposto para resolver no seminario, nós saltabamos ata o elemento 118 ao que, por patriotismo, chamabamos Galicion. Este elemento é recoñecido hoxe, logo de ser sintetizado conxuntamente polos equipos de investigación americanos e rusos: os americanos sintetizaron a diana de Cf98 e os rusos bombardearon esta diana con núclidos de Ca40, acelerados ata enormes velocidades no ciclotrón do centro do JINR da 156 Boletín das Ciencias cidade de Dubna. O nome foi dado en recoñecemento do traballo de Yuri Oganessian, o director do grupo do centro de investigación de Dubna (ver en figura 1, p. 336).

Figura 1. Libro sobre os elementos químicos (Ed. Xunta de Galicia, Santiago de Compostela, 2018).

Figura 2. Dimitri Mendeleev e a súa primeira táboa de 1869.

Neste capítulo pretendemos reflexionar sobre as achegas realizadas por Dimitri Mendeleev na súa táboa periódica sobre a predicibilidade da existencia de novos elementos químicos. Ademais, preténdese facer unha proposta –na forma de exercicios lúdicos- para que o alumnado de 2º de BAC e 157 Nº 87 – Xullo 2019 de 1º da Universidade aprenda como utilizar a táboa periódica, para estar en condicións de realizar a predicibilidade da existencia e do posible comportamento de novos elementos químicos aínda hoxe descoñecidos.

2. A PREDICIBILIDADE QUÍMICA DE MENDELEEV BASEADA NO USO DA TÁBOA PERIÓDICA Hoxe todos e todas nós sabemos que o Sistema Periódico nos permite a predicibilidade de moitas das propiedades dos elementos químicos coñecidos e por coñecer, así como o seu comportamento químico; pero non sempre foi así na historia do sistema periódico. Mendeleev foi un avanzado na predicibilidade das propiedades dos elementos baseada na súa táboa periódica (figuras 2 e 3); pero non foi o primeiro que realizou predicións sobre a posible existencia de novos elementos químicos aínda non descubertos, utilizando a súa táboa periódica proposta.

Figura 3. Táboa de Dimitri do ano 1871 cos ocos e masas atómicas de Sc, Ga, Ge e Tc.

Newlands, con anterioridade, no ano 1864 (figura 4), foi quen de predicir a existencia dun novo elemento químico descoñecido ata entón e que debía estar colocado na súa táboa entre o silicio e o estaño: para este novo elemento químico propuxo que debía ter unha masa atómica de 73. Dito elemento sería descuberto no ano 1886 por Winkler e deulle o nome de xermanio. Por certo, que Mendeleev colocouno tamén na súa táboa e deulle de masa 72: na actualidade a masa atómica é de 72.64 (ver figura 3).

Figura 4. Newlands e a súa táboa (G=Glucinium ou glucinum, é o berilio; Di=Didimium, elemento coñecido ata 1885, que resultou ser unha mestura de praseodimio e neodimio). Completemos esta información sinalando que Döbereiner, empecinado na súa idea das tríades, foi quen de ver ao xermanio entre o silicio e o estaño; pero errou en que debía haber outras tríades: un elemento entre –rodio e iridio- e outro entre –paladio e platino-. O erro é hoxe ben coñecido, pois nunca se prepararon eses elementos propostos, porque non podían existir. Newlands está na historia das táboas periódicas, pero non forma parte da “historia viva” do Sistema Periódico. 158 Boletín das Ciencias

Meyer, en decembro de 1869, cando tiña lista unha versión mellorada da súa clasificación inicial (figura 5) coñece a versión alemana da táboa de Mendeleiev, e deixa de seguir traballando nela, quedando todo o mérito para Mendeleev. De todos modos, queremos deixar constancia da existencia destes dous descubrimentos paralelos e independentes.

Figura 5. Meyer e a súa táboa periódica. No que segue propoñeremos unha xeira de exercicios para realizar na clase por vós, co voso alumnado. Trátase de que partindo do número atómico, e manexando as regras de enchido, sexan quen de escribir a configuración dos elementos químicos, tanto os coñecidos como os descoñecidos, e partindo desa configuración: colocalos no sistema periódico e ser capaces de predicir tanto algunhas das súas propiedades físicas como de deducir o seu posible comportamento químico (noutro capítulo deste libro, hase indicar e traballar como a configuración electrónica permite deducir doadamente o seu comportamento químico). Na táboa da figura 3 pódese ver os ocos deixados por Dimitri para os elementos Sc, Ga, Ge e Tc. Prediccións de Mendeleev (1871) para Propiedades observadas (1977) para o eka-boro, M Escandio (descuberto en 1879) Peso atómico ≅ 45,0 Peso atómico 44,95

Densidade (gxcm-3) 3,9 Densidade (gxcm-3) 3,9 Volume molar 15,0 Volume molar 15,041 (cm3xmol-1) (cm3xmol-1)

Pf (ºC) Alto Pf (ºC) 1541 Calor específico (Jxg- 2,95 Calor específico 2,98 1xK-1) (Jxg-1xK-1) Valencia 3 Valencia 3 Cor Metálica Cor Metálica

M terá un óxido de fórmula M2O3 Escandio forma un óxido branco Sc2O3

M2O3 disolverase en ácidos para dar sales MA3 Sc2O3 disólvese nos ácidos para dar lugar á formación dos seus sales ScA3

Os sales de M serán sales básicos Os sales ScA3 disólvense, con hidrólise, dando lugar á formación de hidroxo e especies polimerizadas

Figura 6. Táboa das predicións físicas e químicas para o escandio. 159 Nº 87 – Xullo 2019

Nun artigo anterior publicado por algúns de nós “As predicións de Mendeleev” (Boletín as Ciencias, 2009 nº 67, p. 129), discutiamos as predicións realizadas por Mendeleev para algúns elementos aínda por descubrir cando el as fixo (ver na figura 6 unha das táboas para as predicións do escandio). No que segue resolveremos algúns exemplos que se poden levar á aula con alumnado de 2º de BAC e de Universidade.

3. XOGANDO COA PREDICIBILIDADE QUÍMICA NA DIDÁCTICA DA AULA Hai máis de 40 anos levabamos exercicios á aula na que pretendiamos facer predicións sobre elementos non existentes, pero que se poderían preparar nun futuro máis ou menos próximo. Un dos exercicios que se propoñía era sobre o elemento con Z=118, que hoxe é coñecido como Oganesson; esta proposta sérvenos hoxe para chegar a comprender canto podemos coñecer sobre o comportamento físico e químico deste elemento, así como doutros elementos de Z moito maiores.

Volvamos ao exercicio plantexado ao principio deste capítulo sobre o elemento galicion, Gl118; que pretendiamos facer con el na aula? A importancia daquel exercicio era múltiple e pretendiamos : -dar por suposto que o sistema periódico seguía a medrar e que, algún día próximo, o elemento con Z= 118 sería preparado e, xunto con el, moitos outros máis. Hoxe poderemos facer outro tanto con elementos aínda non sintetizados; -ensinarlle ao alumnado a escribir configuracións electrónicas para calquera elemento químico, sexa cal sexa o seu número atómico; -aprender a utilizar a predicibilidade química, tal e como o fixo Mendeleev no pasado, pero empregando os coñecementos químicos do presente; -aprender a coñecer, predictivamente, como serán as propiedades físicas dun elemento suposto cun coñecido número atómico. Propiedades como masa atómica, estado de agregación (Pf e Pe), densidade, posición no sistema periódico, pertenza a un grupo dado en función da súa configuración electrónica, etc; -deducir o seu posible comportamento químico: posibilidade de química iónica, estados de oxidación (a súa actuación como catión ou anión); posibilidade de covalencia; comportamento metálico; interaccións con outros elementos do S.P.; tipos de compostos que poden formar e estequiometrías posibles; posibilidades estruturais dos compostos que forme;... Propoñeremos exemplos para aprender a traballar na aula co noso alumnado, de modo que se entenda a transcendencia do sistema periódico.

Algunhas propostas de exercicios 1) Para o elemento con Z= 20 escribir a súa configuración electrónica e predicir algunhas das súas propiedades físicas e químicas. - A configuración electrónica é [Ar]4s2 - O seu estado de agregación será sólido por comparanza co seu entorno (ver no S.P.), pois é veciño dos pares: Mg-Sr e K-Sc. Será un metal alcalino-térreo (do grupo 2). - O seu Pf será mediano (700-900º) e a súa densidade será da orde de 1.5 g/cm3; pois a do K é 0.86 e a do Sc é 3.1. - Trátase dun metal alcalino-térreo e terá química iónica do catión M2+. Formará compostos de fórmulas MX2; MO; MS; MSO4; M(NO3)2; MCO3.

En todos os exercicios propostos esta información pode resumirse nunha ficha como a que segue: 160 Boletín das Ciencias

Elemento Z 20 Configuración electrónica [Ar] 4s2 Grupo Alcalino-térreo Estado de agregación Sólido Punto de fusión (ºC) Medio (700-900) Densidade (g/cm3) ∼1.5 Posibilidades químicas Química iónica do catión M2+: MX2, MO, MS, MSO4, M(NO3)2, MCO3

2) Para o elemento con Z=18 escribir a súa configuración electrónica e predicir o seu comportamento físico e químico. - Configuración electrónica = [Ne] 3s23p6 - Estará en estado gasoso por ser un gas nobre e por comparanza cos seus veciños do sistema periódico. - Estimade o valor dos seus puntos de fusión e ebulición, por comparanza cos elementos veciños: Ne e Kr do seu grupo e o cloro do grupo dos halóxenos. - A densidade será da orde de 2 g/cm3; pois será menor que a do cloro= 3.21 g/cm3 e intermedia ás do Ne= 1.2 g/cm3 e á do Kr= 3.7 g/cm3. - Por ser gas nobre terá inercia para reaccionar cos outros elementos do sistema periódico.

Figura 7. Táboa periódica en galego de finais do século XX editada por Santillana-Obradoiro. 161 Nº 87 – Xullo 2019

3) Para o elemento con Z=35 escribir a súa configuración electrónica e predicir o seu comportamento físico e químico. - Configuración electrónica= [Ar]3d104s24p5 - O estado de agregación será líquido, por comparanza co entorno, pois é veciño dos pares Cl-I e Se- Kr. Os puntos de fusión dos elementos veciños son 220ºC (Se), −157ºC (Kr); −102ºC (Cl) e 114ºC (I). Polo tanto fundirá baixo (sobre 0º) e ferverá baixo (sobre 60º). - A densidade debe ser maior de 3 g/cm3; por ser intermedia a ρ(Cl)= 3.21 g/cm3 e ρ(I)= 4.93 g/cm3. - Será un halóxeno con tendencia a gañar un electrón para conseguir a configuración do gas nobre máis próximo. A súa química será a dos haluros (X-).

Figura 8. Táboa periódica cuadrilingüe do ano 2004 editada por Tébar.

4) Escribir a configuración electrónica do elemento con Z=79 e predicir as súas propiedades físicas e químicas. - Configuración electrónica = [Xe]4f145d106s1 - O estado será sólido, por comparanza cos elementos veciños e por pertencer ao grupo dos metais nobres xunto con Cu e Ag. - Podedes calcular cales serán os seus puntos de fusión e de ebulición, comparando con todos os seus veciños: serán maiores que os de prata, coa progresión que se ve nos grupos, e inferior aos do platino, pola progresión dos elementos do grupo con n=6. - A densidade debe ser moi elevada (lembrar que ρ = m/v), por ser un metal pesado e fortemente empaquetado, por mor da contracción lantanoide. 162 Boletín das Ciencias

- As posibilidades químicas serán as típicas dos metais do grupo do cobre –son os metais de acuñar- formando catións M+; poderá dar lugar a máis química noutros estados de oxidación positivos? 5) Para o elemento con Z=114, chamado flerovio, predicir canto se vos ocorra das súas propiedades físicas e químicas. - Lembrar, diante de todo, que este elemento é artificial e que se obtén sinteticamente e en cantidades moi pequenas –na primeira reacción soamente se preparou 1 átomo!!!-. Polo que canto digamos non se poderá comprobar, probablemente nunca; pero si serve con fins preditivos. - Configuración electrónica: [Rn]5f146d107s27p2 - Estará no estado sólido, por pertencer ao grupo do carbono, e estar por debaixo do chumbo no S. P. - Deberá ter densidade superior á do chumbo, por ter unha masa moito maior. - Deberá dar química semellante á do chumbo, pero con carácter máis metálica.

Figura 9. Táboa da IUPAC actual (ano 2018) en galego.

6) O último elemento químico sintetizado, polo momento, é o que ten de Z= 118 chamado oganesson. Predicir as súas propiedades físicas e o seu comportamento químico. - Xa dixemos que este elemento sintético, chamado por nós no pasado galicion, foi estudado polo noso alumnado na aula sen dificultade hai máis de 40 anos. Hoxe pódese estudar de igual xeito, tendo en consideración o feito de non poder ter nunca grandes cantidades do mesmo. - Configuración electrónica: [Rn]5f146d107s27p6 - Trátase dun gas nobre, o máis voluminoso e o que presentará maior masa atómica de todos os coñecidos; presentará as forzas de Van der Waals máis intensas, polo que deberá estar en estado sólido. O seu Pf deberá ser superior a 20º, por comparanza cos veciños máis próximos. - A súa densidade deberá ser superior a 6, polo mesmo. 163 Nº 87 – Xullo 2019

- A súa química deberá ser máis abondosa que a dos restantes gases nobres, por ter un número atómico tan alto.

7) Como proposta final resolvede o seguinte exercicio, sobre o metal vibranio, recentemente publicado (N. Collins e V. Appleby, “Journal Chem. Educ.”, 2018, 95, 7, 1243). “Un país basea a súa economía na produción e transformación do coñecido metal vibranio (Z= 92) con propiedades físicas e químicas moi destacables. Se este metal existira onde se colocaría no sistema periódico e por que? Como sería a súa configuración electrónica e cal sería o seu símbolo? Como serían as súas propiedades físicas e químicas? Explicar con vagar as respostas”. - Configuración electrónica: [Rn]5f47s2 - Por esa configuración trátase dun metal do grupo dos actinoides, coas propiedades típicas desta serie: sólido con altos Pf e Pe e elevada densidade.

- O seu Pf será inferior ao do elemento predecesor, pero superior ao do elemento con Z superior. - A súa densidade será moi elevada, por ter unha masa moi alta e reducido volume. - Será un metal dando lugar a química catiónica, do tipo M2+, pero tamén química en estados de oxidación superiores ao poder utilizar algúns dos seus electróns dos orbitais f. - O seu símbolo será Vb. Explicar por que non pode ser V. E non debería ser Vi?.

4. A PREDICIBILIDADE DE COMPORTAMENTO PARA OS NOVOS ELEMENTOS INEXISTENTES No que segue imos propor unha xeira de novos exercicios, particularmente para resolver polo profesorado e, en todo caso, por algún alumnado moito máis motivado. Estes exercicios son derivados da posible existencia, nas vindeiras décadas, de elementos químicos con números atómicos moito máis elevados. A proposta destes exercicios ten a pretensión de que os alumnos e as alumnas cheguen a soñar coa posibilidade de construír química. Pretendemos reflexionar, nestes novos exercicios, sobre as ideas xa esbozadas no apartado anterior e afondar sobre outros coñecementos químicos que o profesorado xa temos, pero que o alumnado descoñece. Noutro capítulo deste libro hase dar formación para axudar na resolución dalgunhas das cuestións plantexadas. Os elementos son inexistentes hoxe e, seguro, hanse tardar en descubrir algunhas décadas de anos; pero ímolos propor por orde crecente do seu número atómico, empezando polo que, hai xa algúns anos, se está intentando sintetizar. Novas propostas de exercicios: 1) Escribir a configuración electrónica do novo elemento recentemente sintetizado con Z= 119. Escribir sobre as súas propiedades e a súa utilidade. - Configuración electrónica: [Og] 8s1. - Trátase dun elemento metálico do grupo 1, con nome sistemático Ununennio, e símbolo Uue, que se atoparía por baixo do francio. Pódese lembrar toda a química do francio e o feito da polémica do seu nome –Marguerite Perey deulle o nome de catio, pero a súa mentora Irène Curie-Joliot díxolle que non era pertinente pois “cat=gato” en inglés-. Presentar e discutir a necesaria Nomenclatura Sistemática. - Discutir as súas posibilidades químicas e as súas propiedades físicas e químicas, á luz dos vosos coñecementos actuais. 164 Boletín das Ciencias

2) Predicir, ata onde sexa posible: propiedades, comportamento físico e químico, nome e símbolo, etc. para o elemento químico con Z= 126. -Este elemento, do que debedes obter a súa configuración electrónica, terá como símbolo Ubh e será chamado Unbihexio. Será un metal, con electróns no suposto bloque “g” do sistema periódico, pertencerá ao hipotético novo bloque dos “superactinoides”. - Que poderiades predicir sobre el?

3) Dentro duns 30 anos hase sintetizar un elemento con Z=146. Que deberiamos coñecer hoxe del? - O elemento chamarase Unquadhexio e terá de símbolo Uqh. - Ao facer a configuración electrónica veredes que pertencerá ao hipotético novo bloque dos “emenoides” (por debaixo dos lantanoides e dos actinoides), caracterizado por ter electróns 6f. - Será un metal con electróns nos seus orbitais 6f. Poderedes postular: estado de agregación, Pf e Pe, densidade, etc. - Sabendo os electróns que ocupan esa configuración, nos seus orbitais externos, será doado predicir o seu comportamento químico e a súa variabilidade de valencia?

4) Cara o ano 2060 hase sintetizar un elemento con número atómico Z=160. Como se podería obter? Que podemos coñecer sobre el a día de hoxe?

- O método de obtención podería ser a fusión dos núclidos de U92, como diana, sendo bombardeado con Er68. Realizaríase con fusión fría ou quente? Credes que funcionaría este método de obtención? Que ciclotrón cumpriría usar? - O seu nome sería Unhexnilio e o seu símbolo sería Uhn; pero podedes soñar dándolle vós o nome que queirades. - Cando escribades a súa configuración electrónica veredes que se trata dun metal con 6 e- nos orbitais 7d e pertencerá ao grupo dos coñecidos elementos Fe, Ru, Os e Hs. Seguide explorando as súas propiedades físicas e o seu comportamento químico, partindo deste coñecemento.

5) Aínda quedan moitos anos para que os investigadores e as investigadoras consigan sintetizar o elemento con Z= 170; pero que vos atrevedes a predicir hoxe sobre el? - Xa debedes saber como se debería nomear con Nomenclatura Sistemática: facédeo. O seu símbolo será Usn? - Cal será a súa configuración electrónica externa? Se ten os electróns máis externos en 8s e 8p podedes colocalo doadamente no sistema periódico? - Seriades quen de propor un posible método de obtención para este elemento? - Cando se consiga preparar cantidade suficiente do elemento, estará en estado sólido? Atrevédesvos a facer propostas das súas propiedades físicas e químicas?

5. CODA Con todo cantos levamos comentado parécenos dabondo para que poidades traballar co voso alumnado na aula e, tamén, para que vos poidades divertir vós e vos obriguedes a recordar cousas que 165 Nº 87 – Xullo 2019 xa expuxemos: no pasado, neste noso boletín; nas clases que recibistes na facultade e na vosa formación permanente.

6. REFERENCIAS 1. A. M. Amorin da Costa, "No centenario da morte de Mendeleev. A dicotomía cósmica na súa Táboa Periódica". Boletín da Sociedade Portuguesa de Química, 2007, N°107, p. 25. 2. M. R. Bermejo, “O Nome e o símbolo dos elementos químicos”. Revista Galega do Ensino, 1999, 23, p. 91. 3. M. R. Bermejo et al., “Química Inorgánica: Esquema Orientativo y Cuestiones Fundamentales”. Servicio de publicaciones de la Universidad de Santiago, 1976. 4. M. R. Bermejo e outros autores, “Mendeleev”, Boletín das Ciencias, 2009, p. 129 e bibliografía citada. 5. M. R. Bermejo e R. Cid: a) “Primeiro desembarco na illa da estabilidade (A Táboa periódica segue a medrar)”, XI Congreso de ENCIGA, 1998, p. 77; b) "Mercado de valores:113 e 115 soben, 116 e 118 baixan (Especulación na Táboa Periódica)", XVII Congreso de ENCIGA, 2004, p. 53 e referencias citadas. 6. M. R. Bermejo, A. M. González Noya e M. Vázquez: a) "A nomenclatura química na Historia ", XII Congreso de ENCIGA, 1999, 83, e referencias citadas; b) "O nome e o símbolo dos elementos químicos". Ed. Xunta de Galicia, Secretaría Xeral de Política Lingüística, Centro Ramón Piñeiro para a investigación en Humanidades, Santiago de Compostela, 2006. 7. M. R. Bermejo e Ana González Noya, "O nome e o símbolo dos elementos químicos", XVIII Congreso de ENCIGA, 2005, 73. 8. M. R. Bermejo, Ana González Noya e Marcelino Maneiro: a) “Que coñecemos dos elementos químicos novísimos”, Boletín das Ciencias, 2015, Nº 80, p. 49 e referencias citadas; b) “Guía dos elementos químicos”. Ed. Xunta de Galicia, Secretaría Xeral de Política lingüística, Centro Ramón Piñeiro para a investigación en Humanidades, Santiago de Compostela, 2018. 9. J. A. Bustelo, J. García e P. Román, Anales de Química, 2012, 108, 57. 10. S. N. Collins e V. Appleby, “Journal Chem. Educ.”, 2018, 95, 7, p. 1243. 11. J. Helguero, “España y los elementos de la tabla periódica”, Anales de Química, 2007, 103, 70. 12. S. S. Mauskopf, "Elemental deductions", American Scientist, 2007, 95, 456. 13. "La relació entre les propietats dels elements i llur pes atòmic. Mendeleyev, Dmitry Ivanovich”. Classics de la química 2. Societat Catalana de Química. Barcelona, 2005. 14. J. R. Partington, "A History of chemistry", Ed. Macmillan and Co., Ltd., 1964, vol. 4, 891. 15. P. Román Polo: a) “El profeta del orden químico: Mendeléiev”. Nivola: Tres Cantos Ed., 2008; b) Anales de Química, 1999, 95, 28; c) Anales de Química, 2001, 97, 28; d) Anales de Química, 2005,101, 42. 16. R. R. Scerri, "The periodic Table: its story and its significance". Oxford University press. London, 2007. 17. 14. M. Serres, "Historia de las ciencias". Cátedra. Madrid, 1991 (p. 503). 18. P. Strathern, "El sueño de Mendeleev. De la alquimia a la Química". Siglo XXI de España editores. Madrid, 2000. 19. https://www.lenntech.es/periodica/tabla-periodica.htm

167 Nº 87 – Xullo 2019

A TÁBOA PERIÓDICA EN YOUTUBE

GÓMEZ DOVAL, MARÍA ÁNGELA IES Sanxillao, Lugo VÁZQUEZ TATO, JOSÉ Facultade de Ciencias, Lugo Universidade de Santiago de Compostela

1. INTRODUCIÓN A irrupción de internet nas nosas tarefas diarias puxo a disposición, mediante un simple click, unha serie de ferramentas e un caudal de información que fai apenas dez años eran impensables. En particular, para os propósitos deste capítulo, cabe citar o canle YouTube. Como exemplo paradigmático do que no canle podemos atopar citaremos un vídeo sobre a transformada de Fourier.1 No mesmo se combinan, con gran maestría, o son e unha representación animada da transformada de Fourier. Esta capacidade de animación, é a que fai que o vídeo sobresaia doutros medios didácticos convencionais como o clásico encerado, as diapositivas ou as transparencias, todas elas de natureza estática, carecentes de movemento e de son, que sí son factibles nos vídeos de YouTube. Mellor que describir o vídeo en detalle é aconsellar a súa visualización. Para facelo pode animarnos o comentario de P. Pawar quen afirma: "Oh... ¡Meu Deus ! Este vídeo ensinoume máis matemáticas que dous anos de clases de Enxeñería". Pensemos tamén que só a ralentización mediante cámaras ultrarrápidas permite observar con detalle algúns aspectos da actividade humana ou da natureza. Como exemplo, podemos citar a visualización ralentizada da caída dunha gota de auga sobre a superficie dun líquido,2 fenómeno moito máis complexo do que a visualización directa cos nosos ollos permite captar. A visualización da tensión superficial da auga é simplemente maxistral, ao mesmo tempo que se explica a razón pola que algúns insectos poden permanecer, camiñar, ou escorregarse sobre a superficie da auga.3 Na mesma liña, pero referíndonos a un proceso máis tecnolóxico, podemos mencionar a fabricación das latas de aluminio

1 Pero, qué a Transformada de Fourier? Unha introducción visual. https://www.youtube.com/watch?v=spUNpyF58BY. Por 3Blue1Brown, publicado o 26 de xaneiro de 2018, e que en novembro do mesmo año alcanzou 1,9 millóns de visitas. Os subtítulos en castelán son de F. Pina Caballero. 2 Waterdrop shot in 10000 frames a second. https://www.youtube.com/watch?v=6KKNnjFpGto. Tykjen. Publicado o 18 nov. 2010. Visualizaciones > 1.6 millóns 3 What is Surface Tension? |Richard Hammond's Invisible Worlds.| Earth Lab. https://www.youtube.com/watch?v=5NCOnr3VSAY. BBC Earth Lab. Publicado o 22 nov. Visualizacións:> 27.000. 168 Boletín das Ciencias para bebidas. Debido a súa enorme cadencia de producción (1.800 botes/minuto),4 é imposible ver que está realmente ocorrendo durante a súa fabricación. A ralentización do proceso mediante as cámaras ultrarrápidas permite comprender cada detalle do mesmo. Ademáis, tamén é necesario considerar a escasa probabilidade de visitar personalmente un centro de produción. En relación cos elementos químicos, as súas propiedades e usos, é particularmente recomendable a serie de videos producidos por Brady Haran e realizados na Universidade de Nottingham.5 O video sobre o hidróxeno6 foi visitado máis de 1,6 millóns de veces e o do torio7 máis de 650.000 veces. Facendo referencia a estes enormes números, o científico e profesor Martyn Poliakoff, presentador dos videos, afirma: ”Con algunhas horas de traballo, ensinei a moitos mais alumnos que os que puiden atender personalmente durante toda a miña carreira. É fantástico” . É dicir, a rede ten a capacidade de chegar a todo o planeta o que permite unha fluidez de ideas casi instantánea, ou dito doutro modo, podemos disfrutar en tempo real dunha fermosa idea nada en calquera rincón. O vídeo principal da serie ("Exploding Hydrogen bubblé")8 resume outros aspectos positivos. Destacamos o seguinte:9 reenchen burbullas de xabón con gas hidróxeno que ao ascender se atopan cunha chama (ainda que a maioría erran o impacto). Debido a que a presión no interior da burbulla depende inversamente do radio da mesma, se as burbullas son suficientemente grandes, a presión do hidróxeno é bastante baixa, casi igual á da presión atmosférica. Cando unha destas burbullas golpea á chama e se incendia, aínda que se expande un pouco, o gas que se queima, cunha chama laranxa, continúa movéndose cara arriba, conservando a forma esférica da burbulla. Noutros experimentos (tamén filmados) nos que explotaban

4 https://www.youtube.com/watch?v=V7Y0zAzoggY 5 Poden localizarse en www.youtube.com/periodicvideos o en www.periodicvideos.com. 6 https://www.youtube.com/watch?v=6rdmpx39PRk 7 https://www.youtube.com/watch?v=2yZGcr0mpw0 8 Exploding Hydrogen Bubbles. https://www.youtube.com/watch?v=d49TzVF1gmY. Visualizacións: > 842.000 9 We have done some really nice experiments with bubbles containing hydrogen gas using our slow-motion camera. The experiment was really quite simple. Up here we had the burning spill just a piece of wood like a large match and underneath we had a bubble blowing kit just like this and we blew hydrogen gas roots because hydrogen gas is lighter htan air the bubbles flew up towards the flame. For me one of the most surprising things was how hard it is to hit a flame with a hydrogen bubble. Most of our bubbles missed and they floated up reasonably slowly and you have to remember that a small bubble has a higher pressure of gas inside it than the big bubble. So if you have a big bubble the pressure is pretty low, almost the same as atmospheric pressure but what this means is that if you burst the bubble isn't under pressure and doesn't expand very rapidly. One of the things that I thought was interesting is that when a bubble catches fire the burning gas continues to move up almost the same shape as the bubble. It expands a little bit but it continues upwards and the other point that we saw from these bubbles is that even though the soap has disappeared very quickly the gas still burns with an orange flame. I think that's interesting because it shows that the gas is still experiencing a buoyant effect and the rising up and the fact that it suddenly goes to a very high temperature does not really seem to change the rate which it goes up. Look This one's quite fun. It's double (pareja) just like a hydrogen molecule. I was expecting that this would burst twice as much as a single bubble but you see is more or less the same. so you can't always predict what's going to happen. So it was quite an anti-climax. It's quite nice to burn a hydrogen molecule containing hydrogen. We've done several videos about burning of hydrogen balloons and whether it's the rubber that causes the colour or it is the gas. So just watch this bubble because it comes up and hits the spill where it's not burning and the bubble bursts. So you have hydrogen gas which is completely free and it goes upo into the flame and it burns with the same orange colour. So we have a really a nice example which shows that hydrogen gas when it's not contained anything will still burn with and orange colour and almost certainly this is because the hydrogen and the oxygen are not properly mixed. So we were completely wrong that the rubber could possibly have caused the orange colour and it's always good to be wrong it shows that you're learning something. I think the really important demonstration from the understanding of gases is how slowly gases spread in air. So even if you have some hydrogen that is not confined by anything it really takes quite a long time for the hydrogen to spread out and so this if you like challenges our idea that gases and things mix very quickly. Of course eventyally all gases will mix but on the timescale of the video everything is pretty slow and so it is important to learn these lessons and to see how things behave. what we on periodic videos want to do is to try and show you things which make you think and realize the real world is slightly different from what you expect. I really enjoyed watching this footage and I'm sure I missed some quite interesting things so I'd really like all of you to watch this videos and if you can notice some extra effects some other lessons that we can get out of them tell us about them in the comments if it's something interesting we'll try and make another video. 169 Nº 87 – Xullo 2019 globos inchados con hidróxeno gas, indicaran que a cor laranxa da chama que se observa "...podería ser causada pola goma. Así que é bo estar equivocado porque iso demostra que estás aprendendo algo". O Prof. Poliakoff conclúe o vídeo afirmando o seguinte: "Realmente gocei vendo este vídeo e estou seguro de que me perdín algunhas cousas moi interesantes. Gustaríame que cando vexan estes vídeos, se detectan algúns efectos adicionais ou algunhas outras leccións que podamos aprender, fágannolo saber nos comentarios e, se é algo interesante, tentaremos facer outro vídeo". Toda unha declaración de intencións. Tampouco é allea a posibilidade de dramatizar a un científico na procura dunha resposta. Así, no vídeo "C.2.1 & C2.3- Mendeleev and the Modern Periodic Table",10 se dramatiza ao científico ruso. Mendeleev era un fanático xogador de cartas, feito que no vídeo relaciónase co desenvolvemento da súa idea da Táboa Periódica xa que escribía en tarxetas individuales o símbolo do elemento químico e o seu peso atómico. No vídeo, vese ao actor que fai o papel de Mendeleev xogando ás cartas e ordenando as tarxetas dos elementos químicos de distintas maneiras. Despois de tres días e tres noites, esgotado, foi a durmir e, mentres durmía, comezou a ver o ordenamento que estaba buscando. Isto lembra o soño de Kekulé e o descubrimento da estructura do benceno. Para a ciencia que importante é durmir!... despois de traballar ata a extenuación. Por certo, existe vodka, marca Mendeleev coa Táboa Periódica na etiqueta.11 Nalgúns casos, o vídeo faise practicamente insubstituíble. Así, no vídeo referido ao torio, Poliakoff afirma que este é o elemento máis difícil de conseguir. Lembremos que é radioactivo, e non se vende en calquera esquina. Por tanto, o vídeo non só pode ser unha ferramenta que podemos utilizar na didáctica, senón que pode ter un valor didáctico por sí mesmo. E, que dicir do plutonio12 e outros elementos radiactivos ? Parte do vídeo que citamos foi filmado nun laboratorio específico nuclear británico. Merece a pena non perder toda a información que fornece. A permanencia do vídeo na canle YouTube asegura a súa potencial visualización, mesmo por espectadores que non nacesen no momento de ser filmado e publicado na rede. No campo que nos ocupa da Táboa Periódica, un interesante exemplo o constitúe o vídeo primixenio de Tom Lehrer (vide infra).13 O vídeo foi subido á rede en maio de 2007, segue sendo visitado con asuididade e versionado en múltiples ocasións. Lembremos que a data de fundación de YouTube foi o 14 de Febreiro de 2005, en San Mateo, California. É dicir, é tan só dous anos máis antigo que o vídeo que nos ocupa. Como adiantabamos, outra característica é que o vídeo, ou a filmación, fainos accessible algo que polas súas características ou a súa localización distante non o é, polo menos dun modo masivo. Exemplos amplamente divulgados poden ser os vídeos de David Attenborough sobre as termitas, no que se pode

10 C.2.1 & C2.3-Mendeleev and the Modern Periodic Table. https://www.youtube.com/watch?v=oylTOhzpJL4. TU vids. Publicado o 7 de outubro de 2013. Visualizacións: 31.796. Duración: 4min1s 11 Vodka. https://www.youtube.com/watch?v=-PKsKqQHd3U. Periodic Videos. Publicado o 27 de setembro de 2010. Visualizacións: 450.104. Duración: 3min53s. 12 Real Plutonium. https://www.youtube.com/watch?v=89UNPdNtOoE. Periodic Videos. Publicado o 5 de xullo de 2012. Visualizacións: 6.957.903. Duración: 16min44s. 13 Elements by Tom Lehrer. http://es.youtube.com/watch?v=SmwlzwGMMwc. Useless Bay Films. Publicado o 5 maio de 2007. Visualizacións: 1.365.303. Duración 1min58s Na presentación indica: “Now, if I may digress momentarily from the main stream of this evenings simposium, I’d like to sing a song which is completely pointless, but which is something I picked up during my career as scientist. This may prove useful to somebody some day perhaps in a somewhat bizarre set of circumstances. It’s simply the names of the chemical elements, set to a possibly recognizable tune”. A mitade da canción sinala: “Isn’t that interesting? I knew you would. I hope you’re all taking notes, because there’s going to be a short quiz next period”. 170 Boletín das Ciencias ver a posta de ovos pola raíña e a súa retirada polas obreiras,14 ou sobre as formigas15, este último filmado na montañas do Xura en Suíza. Cara ao final do vídeo se comentan as dificultades asociadas á filmación, incluíndo as inclemencias do tempo, a necesidade de utilizar cámaras especiais, a apreciación do universo á escala das formigas, ou a duración do proceso de filmación superior a 100 días. Moi recomendables ambos vídeos. Quizá debésemos comezar a nosa viaxe co vídeo "The Periodic Table Table"16. Sen a existencia do vídeo, como poderían os máis de 26.000 visitantes do mesmo acceder á oficina de Theodore Gray? Non hai erro algún na repetición de "Table" no título ! A súa tradución ao galego fai perder a súa graza. E é que Gray construíu unha Table, perdón unha mesa !, de madeira, cun acabado excepcional, cuxa superficie horizontal está ocupada por pequenas tapas cadradas que se corresponden cos elementos da Táboa Periódica. Aínda que algúns elementos químicos están depositados noutros puntos do cuarto, incluíndo unha caixa forte para os máis valiosos, debaixo de cada tapa ten unha mostra do elemento correspondente. Gray comenta no vídeo distintos aspectos da súa Table. Por exemplo, ao levantar a placa do hidróxeno, indica que, sendo un gas, ten un pequeno frasco de aspirina que no seu día estivo recheo de hidróxeno real, pero que agora mostra unha chave electrónica cunha "H", símbolo do hidróxeno, que corresponde ao Hotel Hidróxeno. Refírese ao volframio como tungsteno, ao titanio como o seu elemento máis querido e amosa un precioso cristal de bismuto. Deste xeito, fai un fermoso percorrido pola súa Periodic Table Table. Nesta mesma liña de acceder ao recóndito está o vídeo "Element Collector-Periodic Table of Vídeos"17 presentado polo Prof. Poliakoff quen visita a un coleccionista de elementos químicos. Se comentan mostras de osmio, volframio e o tóxico talio, se indica que o rodio é dez veces máis caro que o ouro e se define ao bromo como o "elemento de Houdini", pola súa capacidade de "escapar" do frasco de vidro no que foi envasado. O coleccionista valora a súa colección entre 10 e 15 mil dolars . Outra das características dos vídeos é a capacidade de actualización, ben da imaxe ou da banda sonora. As múltiples versións sobre a canción de Tom Lehrer así o demostran. Tamén é o caso do vídeo "The Periodic Table Song" de AsapSCIENCE (vide infra) referente ao nome dalgúns elementos químicos. O autor de cada vídeo pode, en poucas liñas, facer unha presentación do tema ou do tratamento do mesmo. Ademáis dos " " ou " ", os espectadores poden engadir comentarios sobre o vídeo, aspecto que pode ser utilizado como medio de crítica ou de inserción de información complementaria. Máis abaixo veremos algúns exemplos. Desafortunadamente, en ocasións a grosería nos comentarios non está ausente. O número de visualizacións tamén nos proporcionan información sobre o interese que desperta un determinado tema ou o atractivo da súa exposición e a oportunidade da súa publicación. Salvo que nos estendésemos máis do razoable, non podemos dedicar, nin sequera un parágrafo a todos e cada un dos elementos químicos da Táboa Periódica. Por tanto, o que a continuación expoñemos debe considerarse un achegamento a todo o que pode atoparse en YouTube, que pode servir de guía do que calquera lector interesado pode buscar e conseguir. Ademais, o número de vídeos subidos non deixa de crecer cada día (así como o número de visualizacións), polo que os datos recolleitos nos pés de páxina e os vídeos consultados están limitados aos primeiros días de decembro de 2018.

14 Termite World/ Life in the Undergrowth/ BBC. https://www.youtube.com/watch?v=xGaT0B__2DM. BBC Studios. Publicado o 3 de novembro de 2008. Visualizacións: 910.436. Duración: 6min43s. 15 Attenboroughs and the Empire of the Ants 2018| Ant Documentary| BBC. https://www.youtube.com/watch?v=RdPsVpD6b08. Blade. Publicado o 23 de febreiro de 2018. Visualizacións: 412.516. Duración: 59min3s. 16 The Periodic Table Table. https://www.youtube.com/watch?v=KyKEY01Lm5o Reactions. Publicado o 26 de decembro de 2017. Visualizacións: 26.179. Duración: 5min8s. 17 Element Collector-Periodic Table of Videos. https://www.youtube.com/watch?v=G9rH20lOE1c. Periodic Videos. Publicado o 15 de xaneiro de 2010.Visualizacións: 323.674. Duración: 5min59s 171 Nº 87 – Xullo 2019

2. EXPOSICIÓNS CLÁSICAS En relación coa Táboa Periódica algúns vídeos fan unha presentación que poderiamos denominar clásica. É dicir, aseméllanse, ou mesmo reproducen, o esquema didáctico tradicional nunha aula. Citemos tan só algúns exemplos. No vídeo "Química: Introdución á Táboa Periódica",18 entre outras afirmacións se asevera "A Táboa Periódica é a máis poderosa ferramenta da que dispoñen os químicos para organizar a información. Sen ela, a Química sería unha mestura caótica e confusa de observacións aparentemente azarosas". Amósanse imáxenes históricas das distintas formas da Táboa Periódica ao longo dos anos, incluíndo a da Figura 1. Similar ao anterior é o vídeo "Periodic Table Explained: Introduction"19 no que se resalta que "a Táboa Periódica é o alfabeto do universo. Do mesmo xeito que as letras do alfabeto permiten construír todas as palabras do noso idioma, a Táboa Periódica é unha lista de elementos que permiten construír todas as substancias do universo" e que "a Táboa Periódica resume unha gran cantidade de información nun espacio reducido". Pero se cabe, o exemplo máis xenuíno deste grupo é o vídeo "Química – Táboa periódica [HD]" do profesor A. Jaime Ascencio20 quen inicia a seu disertación coas leis das triadas (Johann Wolfgang Döbereiner),21 das octavas (de John Alexander Reina Newlands)22 e o ordenamento por orde crecente da masa atómica de forma helicoidal debida ao xeólogo francés Alexandre-Antoni Béguyer de Chancourtois publicada en 1862.23 É destacable que despois de citar a Mendeleiev (tal e como o escribe) cita a Julius Lothar Meyer indicando que "construíu unha táboa semellante pero en función do volume atómico". Poucos vídeos mencionan ao químico alemán. Non é o caso do vídeo "Historical development of Periodic Table"24 no que se fai referencia aos 56 elementos ordenados por el. Outra referencia á historia da Táboa Periódica pode verse no vídeo "History of Periodic Table Animation",25 comentando as deficiencias dos primeiros intentos de clasificación. Desafortunadamente, non fai referencia a Meyer. Finaliza o vídeo mencionando o traballo fundamental de Henry Moseley. No vídeo "Atomic Discoveries- Dmitri Mendeleev and Henry Moseley"26 faise unha presentación conxunta de ambos científicos que "ordenaron os elementos químicos dun xeito periódico, conducindo á búsqueda de novos elementos por todo o planeta". Pola importancia histórica de seus

18 Química: Introducción a la Tabla Periódica. https://www.youtube.com/watch?v=PsW0sGF5EBE. Socratica Español. Publicado o 11 de outubro 2015. Visualizacións: 314.178. 19 Periodic Table Explained: Introduction. https://www.youtube.com/watch?v=uPkEGAHo78o. AtomicSchool. Publicado o 6 de abril de2014. Visualizacións: 1.254.119. Duración 14 minutos. 20 QUIMICA - Tabla periódica [HD]. https://www.youtube.com/watch?v=zzoeaMOizzU. VON NEUMANN. Publicado o 25 agosto de 2015. Visualizacións: 104.692. Duración 23min20s 21 Ley de la Triadas. https://www.youtube.com/watch?v=tex_D_vLmxw. Francisco Muñoz. Publicado el 19 de agosto de 2017. Visualizacións 4.644. Duración: 48s. 22 Ley de las octavas. https://www.youtube.com/watch?v=SSKQJEXMqYg. farwonderland. Publicado o 24 de maio de 2014. Visualizacións: 3.845. Duración: 16s. Newlands comparou as octavas dos elementos químicos coas octavas da música. 23 Chancourtois. https://www.youtube.com/watch?v=RKa8y4AFpTo&t=18s. PUN Z. Publicado o 14 de setembro de 2015. Visualizacións: 2.324. Duración: 1min30s. 24 Historical development of Periodic Table. https://www.youtube.com/watch?v=1sPq08Cs7_M. SPM A Malaysia IPTV. Publicado o 26 de agosto de 2014. Visualizacións: 14.873. Duración: 2min22s. 25 History of Periodic Table Animation. https://www.youtube.com/watch?v=I5H1SeepnaU. SKY HI-TECH. Publicado o 12 de xuño de 2016. Visualizacións: 234.438. Duración: 6min37s. 26Atomic Discoveries- Dmitri Mendeleev and Henry Moseley. https://www.youtube.com/watch?v=aA4eupXF9G0. Majd Nawar. Publicado o 13 de setembro de 2017. Visualizacións: 1024. Duración: 5min32s. 172 Boletín das Ciencias experimentos con raios-X e a Taboa Periódica cabe resaltar a dramatización do espectrómetro de Moseley.27 A recreación é muda. Dos seus artigos orixinais28,29 destacamos as seguintes afirmacións:30 - A prevalencia de liñas debida a impurezas suxire que isto podería constituír un poderoso método de análise química. A súa avantaxe sobre outros métodos espectroscópicos ordinarios reside na simplicidade do espectro e na imposibilidade de que unha sustacia enmascare a radiación doutra. Mesmo pode conducir ao descubrimento de elementos descoñecidos, sendo tamén posible predicir a posición das súas liñas características. – Este número enteiro, o número atómico do elemento, identifícase co número de unidades positivas de electricidade contidas no núcleo atómico. - Os elementos coñecidos se corresponden con todos os números entre 13 e 79 excepto tres. Hai aquí tres posibles elementos para ser descubertos.

27 Henry Moseley's X-ray Spectrometer. https://www.youtube.com/watch?v=UTp9jAQpf7c. Museum of the History of Science. Publicado o 14 de xullo de 2015. Visualizacións: 15.281. Duración: 5min28s. Imaxes: En 1913, un destacado xoven físico utilizou un inxenioso aparato, de seu propio deseño, para cambiar significativamente o mundo da ciencia. Descubriu que a identidade de cada elemento está determinada únicamente polo número de protóns do núcleo. Seu nome era Henry 'Harry' Moseley. Harry usou raios X para analizar as propiedades dos elementos dun xeito novo e emocionante. Aquí recreamos o aparato que usou para descubrir e demostrar a súa brillante idea (Figura A). Harry xenerou os raios X característicos de cada elemento e os analizou nun espectrómetro. Ao rotar as bobinas, Harry podía mover o carro portador da mostra hacia a izquierda ou a dereita. Como fonte de alimentación utilizou unha bobina de inducción. Harry colocaba as mostras que quería investigar no tubo de raios X e creaba vacío evacuando o aire do tubo de raios X e do espectrómetro. Harry fixo uso do fenómeno físico de que cando electróns enerxéticos golpean un elemento, xeneran raios X con lonxitudes de onda características (Figura B). Estas diferentes lonxitudes de onda conducían a diferentes ángulos de reflexión no cristal situado no centro do espectrómetro. Entón, cando dous feixes de raios X distintos golpeaban unha placa fotográfica, creaban duas liñas (Figura C). A posición angular e a separación destas liñas son únicas para cada elemento. Estos valores axudaron a Harry a calcular a lonxitude de onda dos feixes e o número de protóns no núcleo do elemento. Co seu aparato, Harry predicíu a existencia de catro novos elementos e tamén descubriu que o número atómico se correlacionaba co número de protóns no núcleo. Así creou unha nova comprensión da Táboa Periódica dos Elementos, que continúa influenciando as nosas vidas na actualidade. Pero que pasou con este xoven físico prometedor? Cando comenzou a Primeira Guerra Mundial, Harry sentíu o deber de servir ao seu país e alistouse no exército británico. Morreu en acción o 10 de agosto de 1915 en Gallipoli, Turquía, con só 27 anos. Algúns científicos suxiren que Harry tería recibido o Premio Nobel se non morrera na guerra.

Figura A. Recreacción do aparato Figura B. Recreacción dos raios-X deseñado por Harry Moseley Figura C. Liñas espectrais xenerados no equipo incidindo rexistradas para o Manganeso. sobre a placa fotográfica

28 H.G.J. Moseley M.A. (1913) XCIII. The high-frequency spectra of the elements, The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, 26:156, 1024-1034, DOI: 10.1080/14786441308635052. 29 H. G. J. Moseley, M. A. LXXX The High-Frequency Spectra of the Elements. Part II. Philosophical Magazine: (1914) 27, 703. 30 Para a descripción dalgúns episodios dos primeiros tempos da espectroscopía de raios X recomendamos o artigo de L. Gerward, The sawn of X-ray spectroscopy. X-Ray Spectrom. 2013, 42, 343-348. 173 Nº 87 – Xullo 2019

Son salientables as presentacións publicadas por Science Office31 (nas que se menciona a composición de diversos produtos cotiáns e a estrutura atómica dos elementos e tamén constrúe a Táboa Periódica emulando o famoso xogo de Tetris) e "Atomic Structure meets the Periodic Table".32 Neste vídeo, dende o primeiro momento conecta a periodicidade observada na Táboa coa estrutura electrónica dos elementos, e vai construíndo, dun modo visual, a estrutura atómica de cada elemento pola súa localización na Táboa Periódica.

Figura 1. “Ensaio sobre o sistema dos elementos” de Dmitri Ivanovich Mendeleev. Tomada da referencia33.

O vídeo "Como ubicar un elemento en la tabla periódica"34 indica que para a localización dun elemento debe coñecerse a súa configuración electrónica, polo que divide a Táboa Periódica en bloques ("s", "p", "d" e "f") que se corresponden cos últimos electróns de cada elemento. Como exemplo de resolución, entre outros, mostra a que período e a que grupo pertence o elemento con Z=20. Coa regra das diagonais determina que a configuración electrónica é 1s22s22p63s23p64s2 e, por lo tanto, o elemento atópase no cuarto período e no grupo AII.

31 The (truly) Periodic Table. https://www.youtube.com/watch?v=xd4-Uy2FLWc. Science Office. Publicado o 12 de marzo de 2014. Visualizacións: 196.889. Duración: 7min3s. 32 Chemistry Tutorial: Atomic Structure meets the Periodic Table. https://www.youtube.com/watch?v=3_FJIpKgdV4. AtomicSchool. Publicado o 5 de novembro de 2013. Visualizaciónss: 200.600. Duración: 8min 17s. 33 “The Mendeleev Archives and Museum of the Leningrad University”. V. A. Krotikov, J. Chem. Educ. 1960, 37, 625-8. 34 Como ubicar un elemento en la tabla periódica. https://www.youtube.com/watch?v=ufheXcNpJTs. Academia Internet. Publicado o 14 de febreiro de 2015. Visualizacións: 166.981. Duración:12min49s. 174 Boletín das Ciencias

Nunha liña similar ao anterior, está o vídeo "Números cuánticos e configuración electrónica / Química Inorgánica"35. Neste caso, introduce os tres orbitais "p", os cinco orbitais "d" e os sete orbitais "f", así como os números cuánticos magnético e de spin. Utiliza como exemplos os elementos Z=11, Z=22 e Z=60. Na liña dunha docencia clásica, similar á utilización en clase dunha pantalla dixital, está o vídeo "La Tabla Periódica. Clasificación de los elementos".36 Sobre unha Táboa Periódica, numera os grupos, os períodos e os compoñentes dos grupos. Recolle que os metais alcalinos son moi reactivos, e os alcalinotérreos, aínda que menos reactivos que os anteriores, na natureza só se atopan combinados con outros elementos. Os metais son bos condutores da electricidade e da calor, que non é o caso dos non-metais. Os halóxenos son non-metais moi reactivos e corrosivos, ao contrario que os gases nobres que son pouco reactivos. Unha liña en zig- zag separa os metais e os non-metais, e define os metaloides. É todo. O vídeo "QUIMICA Tabla periódica actual-Clasificación de los elementos químicos"37 é outro exemplo. Finalicemos este apartado co vídeo "The Periodic Table: Crash Course Chemistry #4"38 no que se califica a Táboa Periódica como "unha das fazañas supremas do pensamento humano". Comeza coa historia persoal de Mendeleev, quen acaba por ser "a xoia da coroa da ciencia rusa e o teórico que revolucionou como vemos o mundo" e cualifícao como o "Mestre dos Elementos". Menciona algúns aspectos que xa vimos noutros vídeos e que non repetiremos. Presenta a Táboa Periódica por grupos: metais alcalinos, metais alcalinotérreos, os metais de transición, salta aos halóxenos, e retorna aos catro grupos anteriores que comprenden metais, metaloides, gases e non metais. Abaixo, nas súas propias illas, están os lantánidos e os actínidos e, finalmente, os gases nobres. Continúa coa afirmación "e, como sabemos agora, a periodicidade dos elementos é un fenómeno físico. É unha función dos electrones [e como se ordenan]". Tamén fai referencia á Táboa espiral, ou cilíndrica de Chancourtois. Mostra como sería a Táboa Periódica se os lantánidos e actínidos non fosen debuxados aparte.

3. VÍDEOS MUSICAIS Na letra da música rexistrada no vídeo "Mendeleev Song"39 réndese unha homenaxe ao científico ruso, destacando as súas aportacións ao ordenamento dos elementos químicos coñecidos na época, a

35 Números cuánticos y configuración electrónica | Química Inorgánica. https://www.youtube.com/watch?v=2Svo6cg9OBA. Profesor Particular Puebla. Publicado o 15 de abril de 2018. Visualizacións: 462.838. Duración:16min33s 36 La tabla periódica. Clasificación de elementos. https://www.youtube.com/watch?v=YJ-XDj_KrHY. KhanAcademyEspañol. Publicado o 9 de agosto de 2015. Visualizacións: 658.743 Duración: 11min5s. 37 QUIMICA Tabla periódica actual - Clasificación de los elementos químicos. https://www.youtube.com/watch?v=65dDwvVHAv0. Quimitube. Tu libro de Química. Publicado o 15 de agosto de 2012. Visualizacións: 595.949. Duración: 8min53s. 38 The Periodic Table: Crash Course Chemistry #4. https://www.youtube.com/watch?v=0RRVV4Diomg. CrashCourse. Publicado o 4 de marzo de 2013. Visualizacións: 3.818.020. Duración: 11min21s. 39 Mendeleev Song. https://www.youtube.com/watch?v=kuQ0Um4Wcz0. jmburt11. Publicado el 10 de junio de 2010. Visualizaciones: 101.336. Duración: 2.49. Letra: He was born in Russia in 1834// Hard work as a youth, opened up the college doors//He always tried to be the best that he could be and chose to make his mark in Chemistry. Who told the elements where to go, Mendeleev! Who put them in columns and in rows, Mendeleev! Who was ready, who was able to make our Periodic Table. Who was that chemist, Mendeleev! He wondered if nature really had a master plan, if the elements had a pattern that one could understand. So he bought a bunch of cards and on each one wrote the name of an element and its weight and then he plaid the game. He put them all in order by their atomic weights, use their chemical properties to……. Groups began to form and despite some question marks, he managed to produce a simple periodic chart. Who told the elements where to go, Mendeleev! Who put them in columns and in rows, Mendeleev! Who was ready, who was able to make a Periodic Table, Who was that Chemist, Mendeleev! At first in 1869, the chart was not a hit but that young Russian chemist was not the kind to quit. He revised atomic weights and staked his whole career predicting that several new elements it would appear. For a few years passed and sure enough they came Gallium, Scandium Germanium were their names. Chemists 175 Nº 87 – Xullo 2019 predición da existencia dos elementos químicos galio, escandio e xermanio, así como o recoñecemento ao seu labor poñendo o nome de Mendelevio ao elemento químico 101. O vídeo musical máis clásico referido á Táboa Periódica corresponde á canción "The Elements" cuxa letra foi escrita nos anos cincoenta por Tom Lehrer. A melodía corresponde á canción "I Am The Very Model Of A Modern Major-General" da ópera bufa "The Pirates of Penzance".40 Foi composta por Sir Arthur Sullivan e estrenada en Nova Yorque ó derradeiro día do ano 1879 (dez anos despois da publicación da Táboa Periódica de Mendeleev". Nunha publicación anterior41 xa transcribimos a letra de Tom Lehrer que se limita, coa excepción do último parágrafo a nomear os elementos químicos nunha orde que simplemente obedece á rima e á métrica da canción. Interpretou a canción en directo en moitas ocasións e diferentes lugares, acompañándose a si mesmo ao piano. A aquí recomendada42 ten algúns comentarios xocosos do propio Tom Lehrer como indicar á audiencia que “espera que tomasen notas, porque lles vai poñer un exame”. O ritmo é trepidante e a letra tórnase vertixinosa ao chegar aos gases nobres e subseguintes elementos. As moitas versións animadas presentan os nomes dos elementos, fotos de elementos, ou iluminan o símbolo da Táboa Periódica cando o elemento é nomeado. Entre outras versions podemos mencionar a publicada en xaponés en 2010.43 David Newman escribiu a música e a letra do vídeo "These are the Elements"44 no que se presentan os elementos en orden crecente do número atómico. Na pantalla van aperecendo os nomes e os símbolos dos elementos, así como algunha frase intercalada sin maior información. Ofrece una versión para Karaoke. Con todo no vídeo "New Periodic Table Song",45 ademais do nome e do símbolo, Brainy Angels ofrece fotografías e imaxes referidas a algunhas das aplicacións mais comúns do elemento. Por exemplo, globos inchados para o helio, un diamante para o carbono, laser para o neón, purificación da auga para o cloro, etc. Se repiten algunhas imaxes para varios elementos. Con certo aire musical centroeuropeo, victorianorman publicou o vídeo "Memorize the Elements New Song, periodic table".46 Como noutros moitos casos, as imáxenes ofrecidas son simplemente o nome, o

everywhere were impressed with what they saw, there really must be something to this Periodic Law. Who told the elements where to go, Mendeleev! Who put them in columns and in rows, Mendeleev! Who was ready, who was able to make a Periodic Table. Who was that Chemist, Mendeleev. So they call him the father of the Periodic Table and his word gave rise to another kink of lable, it's the name for element number 101 in honor of this man they call it Mendelevium. And who told the elements where to go, Mendeleev! Who put them in columns and in rows, Mendeleev! Who was ready, who was able to make a Periodic Table, who was that Chemist, Mendeleev! 40 Major-General's Song from The Pirates of Penzance - live and with lyrics! https://www.youtube.com/watch?v=Rs3dPaz9nAo. Publicado o 24 de xuño de 2015. Visualizacións: 372.605. Duración: 3min28s. 41 Táboa Periódica Pop. M. A. Gómez Doval, A. Jover, J. Vázquez Tato, Boletín das Ciencias, 2009, 67, 201. 42 Elements by Tom Lehrer. http://es.youtube.com/watch?v=SmwlzwGMMwc. Useless Bay Films. 1.365.303 visualizaciones. Publicado el 5 may. 2007. Duración 1min58s Na presentación indica: “Now, if I may digress momentarily from the main stream of this evenings simposium, I’d like to sing a song which is completely pointless, but which is something I picked up during my career as scientist. This may prove useful to somebody some day perhaps in a somewhat bizarre set of circumstances. It’s simply the names of the chemical elements, set to a possibly recognizable tune”. A mitade da canción sinala: “Isn’t that interesting? I knew you would. I hope you’re all taking notes, because there’s going to be a short quiz next period”. 43元素 (The Elements Song in Japanese). https://www.youtube.com/watch?v=ljsUVDOcYB0. Theodore Gray: Publicación: o 8 outubro de 2010. Visualizacións: 750.000. Duración: 2min25s. 44 These are the Elements. https://www.youtube.com/watch?v=xQu2eSeM66o&index=7&list=RDcAnOUwPfHlk. David Newman. Publicado o 9 de febreiro de 2011. Visualizacións: 760.641. Duración: 3min18s. 45 NEW Periodic table song - All 118 chemical elements - Hydrogen Oxygen Chemistry. https://www.youtube.com/watch?v=L8F_ZReuv78&list=RDcAnOUwPfHlk&index=16. Brainy Angels. Publicado o 2 de novembro de 2016. Visualizacións: 75.229. Duración: 3min25s. 46 Memorize the Elements New Song, periodic table. https://www.youtube.com/watch?v=ycL_nBLQfkg victorianorman. Publicado o 30 de setembro de 2018. Visualizacións: 446. Duración: 5min14s. 176 Boletín das Ciencias símbolo e o número atómico do elemento, e na letra, o elemento é nomeado despois de dicir o número atómico Existen vídeos con presentacións musicais dirixidas especificamente a nenos. Kids Learning Tube publicou varios que se irán vendo ao longo deste artigo. No que aquí nos ocupa47 a letra fai referencia aos átomos como as partículas máis pequenas dun elemento, e que constitúen os ladrillos de todas as cousas do universo, incluindo aos humanos. O centro denomínase núcleo, constituído por neutróns (sen carga eléctrica) e protóns (cunha carga positiva cada un). O número destes é distinto para cada elemento e determina as súas propiedades físicas. A continuación pasa a falar dos electróns, que posúen carga negativa e rodean ao núcleo (como planetas ao redor da súa estrela). Protóns e electróns se atraen mutuamente e "ao mirar a Táboa Periódica podes ver os elementos que constitúen todo na galaxia" e lese dende arriba cara á dereita, ten sete liñas horizontais chamadas períodos e verticalmente ten 18 columnas denominadas grupos. En cada barcal, correspondente a un único elemento, vese o nome do elemento, o seu símbolo, o número atómico (igual ao número de protóns) e a masa atómica. Hai dez grupos diferentes de elementos: o primeiro ten seis elementos metálicos, os alcalinos; os alcalinotérreos, os lantanoides, os actinoides, os metais de transición e post-transición, os metaloides, os non-metais, os halóxenos e os gases nobres. Así que, remata, xa coñecemos o básico da Táboa Periódica. Un recente vídeo de inusual longa duración (>47 min)48, inclúe o vídeo anterior e engade todos e cada un dos elementos. Esta segunda parte corresponde a vídeos que degranamos noutro apartado. No vídeo "Meet the Elements. They Might Be Giants",49 os elementos van sendo presentados sen orde, e resaltando algunhas características, propiedades ou aplicacións dos mesmos. Por exemplo, informan que o silicio e o osíxeno forman SiO2 que é un compoñente fundamental para facer vidro; que o carbono, o hidróxeno e o osíxeno, na proporción C12 H22O11, forman o azucre; o carbono e o hidróxeno forman os alcanos (como o propano); que as estrelas están formadas fundamentalmente por hidróxeno, que algún día será o combustible dos nosos coches; que os elementos son os constituintes de todos os seres vivos e que o corpo humano ten un 65% de osíxeno, 10% de hidróxeno, 18% de carbono e 3% de nitróxeno. A Táboa Periódica non é allea ao fenómeno Rap. O vídeo "Element Rap"50 pretende axudar aos estudiantes de Química a memorizar os primeiros vinte elementos da Táboa Periódica. O vídeo

47 Periodic Table Song/Periodic Table for Kids. https://www.youtube.com/watch?v=QP0uqR7A1WQ&list=RDcAnOUwPfHlk&index=22. Kids Learning Tube. Publicado o 26 de marzo de 2016. Visualizacións: 560.164. Duración: 4min5s. 48 Periodic Table of Elements Song/Periodic Table Song/Periodic Table. https://www.youtube.com/watch?v=k_9KTww6DiU. Kids Learning Tube. Publicado o 22 de abril de 2018. Visualizacións: 197.358. Duración: 47min32s. 49 Meet the Elements - They Might be Giants. https://www.youtube.com/watch?v=nTMaT-re0bg. Publicado o 19 de outubro de 2011. Visualizacións: 2.370. Duración: 3min23s. 50 Element Rap. https://www.youtube.com/watch?v=cAnOUwPfHlk Carey Evans. Publicado el 30 de setiembre de 2010. Visualizaciones: 673.607. Duración, 2:59 Letra: . // Atomic numbers, count'em 1, 2, 3, //organize a table periodically// Goin'Up and Down// Similar Properties// Families are tight,// Elements are Easy// A period is just a term for a row// They have the same shell// where the electrons go// But these elements ar just no the same.// Sicence is so cool, // The other subjects lame// Hydrogen is number one,// It's only got one Valence Electron// Then number two is He-He-Helium// Inhale a balloon and sing a Chipmunk Song// Lithium's famili is the Alkali's Metals// with reactivity that is high.// Then after Lithium, here come Beryllium// and metalloid Boron is number five// (Chorus) // Carbon´s symbol is the letter C// And Nitrogen is a gas that we can't see.// Oxygen is what we breathe// and Fluorine helps make stronger teeth.// Stree lights, flash bright filled with Neon// Element eleven is Sodium.// The letters Mg? It's Magnesium// and you wrap your food with Aluminum.// Plastic Surgery fills you with Silicon// Phosphorous makes up rocks and stones.// Kill bugs with Sulfur insecticide.// Chlorine is the pool,// Argon on the side.// Bananas are filled with Potassium// That "K" keeps our muscles 177 Nº 87 – Xullo 2019 consiste simplemente na aparición da letra a medida que avanza a música. Está reproducida a pé de páxina. É un exemplo representativo daqueles vídeos nos que se informa dalgunhas características do conxunto da Táboa Periódica ou dalgúns elementos químicos en particular. Outro exemplo deste xénero musical é o vídeo "The Periodic Table (Rapping the elements!)".51 A letra, que vai aparecendo na pantalla, pode conseguirse en www.scienceraps.co.uk, e ademáis de nomear aos elementos vai citando algunhas características xerais dos grupos da Táboa Periódica, así como de bastantes elementos químicos. É frecuente utilizar unha obra musical coñecida á que ou ben se lle cambia a letra ou ben se lle engade a mesma. Ao primeiro caso corresponde “Periodic Table of Rock”52 que utiliza a música da famosa "Johnny B. Goode" de Chuck Berry.53 Outro exemplo é o vídeo "Periodic Table Song"54 construído sobre a música da canción "Not over you" de Gavin Degraw.55 A medida que avanza a canción, o vídeo vai presentando a letra (en inglés) a cal non cita ningún elemento en particular senón que fala da constitución da Táboa Periódica (ordeamento por números atómicos, grupos e períodos, estructura electrónica, etc). A canción "We Didn' t Start the Fire" de Billy Joel56 foi versionada no vídeo "Learn the Periodic Table Song- All Elements in Order".57 Se van mencionando os elementos químicos por orde crecente do seu número atómico, acompañados de imáxenes. A versión é bastante mellorable.

function (un)// And number twenty is calcium,// For healthy bones, drink your milk// (Chorus)// Hydrogen, Helium, Lithium,// Berillium, Boron, Carbon,// Nitrogen, Oxigen, FLuorine, Neon,// Sodium, Magnesium, Aluminum, // Silicon, Phosphorous, Sulfur,// Chlorine, Argon, Potassium, Calcium.// That's one through twenty,//and now I'm done. 51 The Periodic Table (Rapping the elements!) https://www.youtube.com/watch?v=lDp9hUf_SV8&list=RDcAnOUwPfHlk&index=23. Oort Kuiper. Publicado o 7 de agosto de 2011. Visualizacións: Duración: . 52 Periodic Table of Rock. http://es.youtube.com/watch?v=xbf0HdLwLZA OscTV. Publicado o 5 de abril de 2007. Visualizacións: 119.214. Duración: 2min38s 53 "Johnny B. Goode" de Chuck Berry. https://www.youtube.com/watch?v=ZFo8-JqzSCM. Visualizacións: >40 millóns 54 Periodic Table Song. https://www.youtube.com/watch?v=5kbe57m-tpY. ParrMr. Publicado o 21 febreiro de 2012. Visualizacións: >166.000. Letra: These elements have to go// Onto the table, periodic table// Arranged by the atomic number, protons in the nucleus// Boxed, colored and it's containing// Atomic number, chemical symbol, // and Relative atomic mass,// I know that much is understood // and I realize.//(Chorus) The arrangement of elements // periods, groups, and their kinds // Nonmetals, metalloids, metals, three kinds // And the periods, same number shells, on the table numbered rows// But then elements outer shells do contain"" Electron number same, place them in groups// Place them in groups (//And the groups are in Roman numerals// Elements there, column's the thing make them a group// With the same number of electrons// Just out in their outer shells// Acting the same//(Chorus) 55 Not over you, Gavin Degraw . https://www.youtube.com/watch?v=vDWhfsQHq1o. Visualizacións: > 25 millóns. 56 https://www.youtube.com/watch?v=eFTLKWw542g . Publicado o 2 outubro de 2009. Visualizacións : >77 millóns. Duración: 4min5s 57 https://www.youtube.com/watch?v=AGZ20OrmYBs James Fodor. Publicado o 17 xaneiro de 2010. Visualizacións:>545.000. Duración: 3min53s Lyrics: Hydrogen and Helium, Lithium, Beryllium, Boron, Carbon, Nitrogen Oxygen, Fluorine, Ne.on, Sodium, Magnesium, Aluminium Half Chorus Silicon, Phosphorus, Sulfur, Chlorine, Argon, Potassium, Calcium, Scandium, Titanium Vanadium, Chromium, Manganese, Iron, Cobalt, Nickel, Copper, zinc and gallium Chorus The periodic table Mendeleev took the atoms and he looked for patterns The periodic table In 1869, he published his design Germanium, Arsenic, Selenium, Bromine, Krypton, Rubidium, Strontium Yttrium, Zirconium, Niobium, Molybdenum, Technetium, Ruthenium, Rhodium, Palladium, Silver, Cadmium, Indium, Tin, Antimony, Tellurium Iodine, Xenon, Caesium, Barium, Lanthanum, Cerium, Praseodymium Chorus Neodymium, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutetium, Hafnium, and Tantalum Tungsten, Rhenium, Osmium, Iridium, Platinum, Gold then, Mercury and 178 Boletín das Ciencias

A canción "The Lazy Song" de Bruno Mars58 con máis de 1.500 millóns de visualizacións, na que o cantante aparece rodeado de cinco "monos", tamén foi parodiada.59 A desafinación dos intérpretes é notoria. NateKemp2160 versiona "Firework" de Katy Perry.61 A presentación é moi sinxela: a autora tocando a guitarra e cantando. A letra, en inglés vai aparecendo como subtítulo e, ao principio, vai intercalando referencias xerais ao número atómico, masa atómica, número de neutróns, reactividade, estructura electrónica,... con nomes dos elementos dende o hidróxeno ao argón, que constitúe o refrán. Rachel Tan62 publicou a súa versión da Táboa Periódica baixo os auspicios de "Closer", éxito de The Chainsmokers.63 A letra vai facendo referencia aos elementos químicos sen maior pretensión, aínda que en ocasións engade algunha característica (por exemplo, que o arsénico é venenoso) e aparece na pantalla a medida que a música avanza. En canto a obras musicais ás que se lle engadiu letra destaca, polo número de visualizacións e a boa interpretación musical, o vídeo "The Periodic Table Song".64 A música corresponde ao famoso "Can Can" de Offenbach.65 A medida que avanza a música, os elementos químicos son nomeados por orde de número atómico, e na pantalla aparece o seu nome, o símbolo, o seu número atómico e imáxes que fan referencia a algunha característica do mesmo. En febreiro de 2018 subiron unha actualización, que xa ten máis de 7 millóns de visitas.66 A modificación consiste na asignación de nomes aos elementos que estaban cun nome temporal, é dicir, os elementos Nihonium (por Ununtrium), Moscovium (por Ununpentium), Tennessine (por Ununseptium) e Oganesson (por Ununoctium). No vídeo "The New Periodic Table Song for Beginners!"67 ofrécese unha versión do "Can Can" moito máis lenta, o que axuda ao seguimento dos nomes dos elementos químicos. Ademais, o seguimento vese facilitado pola presentación da letra a toda pantalla, non mostrando outras imaxes referentes aos elementos.

Thallium Lead, Bismuth, Polonium, Astatine, Radon, Francium, Radium, Actinium and Thorium Chorus Protactinium, Uranium, Neptunium, Plutonium, Americium Curium, Berkelium, Californium, Einsteinium, Fermium, Mendelevium Nobelium, Lawrencium, Rutherfordium, Dubnium, Seaborgium, Bohrium and Hassium Meitnerium, Darmstadtium, Roentgenium, Copernicium. Chorus 58 Bruno Mars-The Lazy Song. https://www.youtube.com/watch?v=fLexgOxsZu0. Publicado o 15 de abril de 2011. Visualizacións:>1.511 millones. Duración 3.28. 59 The Bonding Song (The Lazy Song Parody). https://www.youtube.com/watch?v=v-GjiDAaJGY. shigotawang. Publicado o 11 de xuño de 2011. Visualizacións: 175.934. Duración: 4min19s 60 Periodic Table Song. https://www.youtube.com/watch?v=KYSAo9e_H9k&index=6&list=RDcAnOUwPfHlk. NateKemp21. Publicado o 29 de xaneiro de 2012. Visualizacións: 943.163. Duración: 3min26s. 61 Katy Perry's Firework. https://www.youtube.com/watch?v=QGJuMBdaqIw; más de mil millones de Visualizacións: >1.000 millones. 62 The Periodic Table set to The Chainsmokers' Closer. https://www.youtube.com/watch?v=gEUY4PWgRPo. Rachel Tan. Publicado o 6 de agosto de 2017. Visualizacións: 14.356. Duración: 4min52s. 63 The Chainsmokers-Closer. https://www.youtube.com/watch?v=PT2_F-1esPk. The Chainsmokers. Publicado o 29 de xullo de 2016. Visualizacións: > 2,2 millones. Duración: 4min21s. 64 The Periodic Table Song. https://www.youtube.com/watch?v=VgVQKCcfwnU&list=RDcAnOUwPfHlk&index=8. AsapSCIENCE Publicado o 31 de outubro de 2015. Visualizacións:> 18 millones e mais de 20 mil comentarios. Duración 2min53s. 65 Offenbach - Can Can Music. https://www.youtube.com/watch?v=4Diu2N8TGKA. LukasSchuch. Publicado o 23 de abril de 2009. Visualizacións: > 26 millones. Duración: 2min11s. 66 https://www.youtube.com/watch?v=rz4Dd1I_fX0&index=19&list=RDvUzTQWn-wfE. Publicado o 6 de febreiro de 2018. Visualizacións: > 7 millones. Comentarios > 13 mil. 67"The New Periodic Table Song for Beginners!" https://www.youtube.com/watch?v=97CShxAQim0&list=RDcAnOUwPfHlk&index=10. Kawaii Potato. Publicado o 10 de xaneiro de 2017. Visualizacións: 218.655. Duración: 4min5s 179 Nº 87 – Xullo 2019

4. A TÁBOA PERIÓDICA, ESTÁ COMPLETA? A referencia ao oganesson na actualización do "Can Can", último elemento coñecido da Táboa Periódica, suxire a pregunta que dá título a este apartado. Entre o hidróxeno (número atómico=1) e o oganesson (número atómico=118) non falta por descubrir ningún elemento químico, é dicir, non hai ningún oco libre na Táboa Periódica actual, como si ocorría nas de Mendeleev e Moseley. Noutras palabras, se a Táboa Periódica non está completa quere dicir que faltan elementos químicos cun número atómico maior ao oganesson. No vídeo "Will the Periodic Table Ever Be Complete?"68 Faise referencia a que Feynman calculou que o elemento cun número atómico 137 violaría a teoría da relatividade especial debido a que os electróns alcanzarían velocidades superiores á da luz. Algunhas correccións posteriores elevaron este número ata 173. Poliakoff suxerira que o elemento 117 (agora Ténnesso) debería denominarse Feynmanium con símbolo Fy69. Tamén o vídeo cita que, con anterioridade, o químico Elliot Quincy Adams70 organizou, en 1911, os elementos químicos nunha Táboa Periódica diferente (e que aquí reproducimos como Figura 2),71 asegurando que faltaban 7 elementos para cubrir os ocos baleiros, sendo os seus pesos atómicos 173, 177, 100, 188, 212, 252± y 256±, os cales deben ser homólogos co Yt, Zr, Mn, Te, I e Xe.

Figura 2. Táboa Periódica de Adams. Tomada do artigo orixinal.

No vídeo "Have We Found All The Elements?"72 Descríbese como son obtidos no laboratorio aqueles elementos que non se atopan na natureza, comentando o seu tempo de vida media, así como a razón pola que algúns núcleos dos elementos son mais estables (maiores tempos de vida) que outros, o que

68 Will the Periodic Table Ever Be Complete? https://www.youtube.com/watch?v=w_GZzOJcWR4&t=68s. SciShow. Publicado o 25 de agosto de 2016. Visualizacións: 608.154. Duración: 3min40s. 69 Feynmanium (?). https://www.youtube.com/watch?v=BKEEi8JThps. Periodic Videos. Publicado o 18 de maio de 2014. Visualizacións: 381.910. Duración: 9min23s. 70 D. S. Tarbell, "Elliot Quincy Adams (1888-1971) From Dipolar Ions To Fluorescent Lights". J. Chem. Educ. 1990, 67, 7. 71 Elliot Quincy Adams, "A Modification of the Periodic Table", J. Am. Chem. Soc. 1991, 33, 684. 72 "Have We Found All The Elements?" https://www.youtube.com/watch?v=rwC9BBHkaAI. Reactions. Publicado o 19 de outubro de 2016. Visualizacións: 46.842. Duración: 5min19s. 180 Boletín das Ciencias se relaciona coas "illas de estabilidade".73 As posibilidades de obter os elementos superpesados 119 e 120 son comentadas no vídeo "Future Elements".74

5. VÍDEOS MUSICAIS EN ESPAÑOL En moita menor cantidade, e cun número de visitas inferior, en media, tamén existen presentacións musicais da Táboa Periódica en español. Así, alumnas de 4º de ESO presentan a "Canción de la Tabla Periódica"75 con músicas de distintas canciones, comezando por "Bajo el mar" da película "La Sirenita", de Disney. "Canta la Tabla Periódica"76 presenta unha canción cunha letra (que vai aparecendo explicitamente na pantalla) da que a primeira estrofa pode servir de referencia: "Hidrógeno gas que flota y arde sin parar; el esmalte de litio compuesto está; el sodio lo encontramos en la mesa como sal; si potasio tu quieres, en la papa buscarás; el rubidio al hidrógeno le quita su poder, y el cesio con el francio al final vas a ver". O refrán reza: "Tabla Periódica: parece lógica. Tabla Periódica: es muy atómica". A "Canción de la Tabla Periódica",77 cantada e composta por D. Pattier, vai mencionando os elementos por grupos empezando polos metais alcalinos e alcalinotérreos para despois saltar, por esta orde, aos que agrupa como gases nobres, halóxenos, anfíxenos, nitroxenoides, carbonoideos, térreos e metais de transición. "Los elementos-canción"78 presenta fundamentalmente a dúas raparigas cantando e, de cando en vez, unha coreografía máis numerosa. Mestura tamén algunha frase en inglés. "Eres mi Xenón favorito de Radón [Canción de la tabla periódica]"79 presenta a un raparigo, tocando a guitarra con entusiasmo, e afirmando que "Son consciente de que non canto como o cantante de Pereza, nin moito menos": non lle falta razón. A música corresponde a Madrid-Pereza.80 Nos comentarios do vídeo está recollida a letra. Non merece máis dedicación. Tamén, con acompañamento de guitarra e peor acerto interpretativo, atópase "Canción de la Tabla Periódica- pop- Aprende Rich 4U".81 En este caso, a cita dos elementos (que son a única letra ofertada) vai acompañada de fotografías. Como recolle no seu título, o vídeo "Tabla Periódica RAP"82 é a típica música RAP, interpretada por un grupo de xóvenes que parecen divertirse moito coa interpretación. Despois de indicar unha característica xeral dun determinado grupo (por exemplo, que os metais alcalinos son brandos e teñen un único electrón de valencia), nomean vertixinosamente os seus compoñentes. Os gases nobres teñen a súa canción

73 Element 120. https://www.youtube.com/watch?v=c1rYuslEQLs. Periodic Videos. Publicado o 17 de setembro de 2011. Visualizacións: 298.135. Duración: 8min24s. 74 Future Elements. https://www.youtube.com/watch?v=SBz_NDq6g6E. Periodic Videos. Publicado o 15 de maio de 2017. Visualizacións: 275.575. Duración: 7min10s. 75 Canción de la tabla periódica https://www.youtube.com/watch?v=_5oX6bksd3U&list=RDl5cbfXht-18&index=7 Juanjo Florido Publicado o 9 de xuño de 2015. Visualizacións: 25.003. Duración: 4min56s (coa música de La Sirenita e outras). 76Canta la Tabla Periódica. https://www.youtube.com/watch?v=UxtEDOpi8Dk. Estudio CMB. Publicado o 23 de agosto de 2017. Visualizacións: 193.702. Duración: 4min27s. 77 Canción de la Tabla Periodica. https://www.youtube.com/watch?v=VGR2ZR1OBTo. Canta y aprende. Publicado o 27 de marzo de 2017. Visualizacións: 149.265. Duración: 1min56s. 78 Los elementos canción. https://www.youtube.com/watch?v=bo34ighOESU DH Sisters. Publicado o 11 de febreiro de 2013. Visualizacións: 128.169. Duración: 3min37s. 79 Eres mi Xenón favorito de Radón [Canción de la tabla periódica]. https://www.youtube.com/watch?v=lHXWIqYkCXc. Vipoke. Publicado o 25 de setembro de 2010. Visualizacións: 127.801. Duración: 3min29. 80 Marid-Pereza. https://www.youtube.com/watch?v=M2lz1WMfbxQ. Publicado o 27 de outubro de 2010. Visualizacións: 407.534. Duración: 3min30s.). 81 Canción de la tabla Periódica- pop- Aprende Rich 4U. https://www.youtube.com/watch?v=l3fRrxf0gAI. LagoCodi. Publicado o 30 de maio de 2016. Visualizacións: 123.154. Duración: 2min48s. 82 Tabla Periódica RAP. https://www.youtube.com/watch?v=LVebnqDQI9Y. bernardosyrquin. Publicado o 8 de xaneiro de 2014. Visualizacións: 41.829. Duración: 2min44s. 181 Nº 87 – Xullo 2019 específica.83 A letra está recollida no comentario do vídeo e da mesma podemos rescatar pouco máis que "su propiedad característica es que son inertes, son gases monoatómicos inodoros e incoloros", ou que "el uno por ciento de la atmosfera es argón".

6. VÍDEOS DEDICADOS A UN ELEMENTO, GRUPO OU PERÍODO Xa comentamos o vídeo sobre a explosión das burbullas de hidróxeno da serie Periodic Vídeos. No especificamente dedicado ao hidróxeno84 se observan explosións de hidróxeno almacenado en globos. Explica que é o átomo máis sinxelo e que a molécula de hidróxeno ao reaccionar có osíxeno orixina auga. Tamén se lembra a explosión do dirixible alemán Hindenburg (sen nomealo explicitamente) ocorrida o 6 de maio de 1937.85 Tamén se introduce o isótopo deuterio, e a esperanza de resolver as necesidades enerxéticas mundiais mediante a fusión nuclear do deuterio para dar helio. Recentemente publicado, e apenas excedendo o centenar de visualizaciones, atopamos o vídeo dedicado ao hidróxeno de Peter Weatherall.86 Sendo unha canción de música moi sinxela, a letra lembra as características esenciais do hidróxeno en liña co vídeo anterior. Ao sodio tamén se lle dedicou unha canción.87 Está presentado por unha moza que afirma que é o seu primeiro proxecto. Gravado nunha cociña inclúe varias tomas falsas. No refrán da letra recolle que ten

83 Gases nobres, canción (poker face). https://www.youtube.com/watch?v=PD7pcVjBiX4. greenmusiklovediana. Publicado o 5 de decembro de 2009. Visualizacións: 32.832. Duración: 3min9s. 84 Hydrogen-Periodic Table of videos. https://www.youtube.com/watch?v=6rdmpx39PRk&t=36s. Periodic Videos. Publicado o 5 de xaneiro de 2009.Visualizaciones: >1.6 millones. Duración: 7min15s. 85 Caída del zeppelin alemán Hindenburg. https://www.youtube.com/watch?v=c0m4PIQSNQQ. Gustavo Báez. Publicado o 1 de decembro de 2008. Visualizacións: 220.551. Duración: 53s. 86 Hydrogen Song by Peter Weatherall. https://www.youtube.com/watch?v=Vc8bMiUzGiI Peter Weatherall. Publicado o 10 de setembro de 2018. Visualizacións: 77. Duración: 1min28s. Letra: In the periodic table you can past the most important element in the universe. ). You only have one proton in your nucleus and one electron you can lose to become one plus. (Chorus) You are a bomb by nuclear fusion in the Sun giving rise to other elements but still you're number one. Two of your atoms bond to form a molecule a gas which ignites in air as an explosive fuel. (Chorus). The product of this combustion you should know is another molecule called H2O. (Chorus) 87 The Sodium Song. https://www.youtube.com/watch?v=zIlx112kFN8. StrikerChik9. Publicado el 7 de diciembre de 2013. Visualizacións: 1920. Duración: 2min59s Letra: Na,Na Teach me about Sodium, // Maybe lets go, what I can teach you about sodium // You know why cause I don’t know lithium // All I need is 11 protons and 11 electrons to make up the composition // Put it in everything you eat from day to day // They going to be jelly since you are the big Na // Aint nobody better than my boy Davy discovered it in 1807 not 1803 // Ok I am silvery white not the color of a red wine // My mass is 22.99 aint that mighty fine // In group 1 and period three, you know alkali metal I must be // 968 kg is my density, // cation +1 is my charge and 12 neutrons makes me quite large // valence electron equals one and you know I can be quite fun okay // Teach me about Sodium, Teach me Teach me about Sodium. // Number 11 on the charts number one in my heart // Everybody love it every everybody love it. Everybody love it // You aint messin with my sodium // Teach me about Sodium, Teach me Teach me about Sodium. // Number 11 on the charts number one in my heart // Everybody love it every everybody love it. Everybody love it// You aint messin with my sodium // The melting point is 97.8 Celsius and its principal energy is 3s1 // Boiling point is 882.9 C and its state is a solid and a metal// You can wash your body with soap and most people find that quite dope// Na 23 has a 100% abundance// 1s2 2s2 2p6 3s1 is its configureation and were almost done// Now you can see sodium is found in everything you eat// Chips, cookies, pizza, sushi, pasta, popcorn and more isn’t that neat? // Now everybody take a seat cause Sodium just cant be beat // Teach me about Sodium, Teach // me Teach me about Sodium.// Number 11 on the charts number // one in my heart// Everybody love it every everybody// love it. Everybody love it// You aint messin with my sodium// Teach me about Sodium, Teach // me Teach me about Sodium. // Number 11 on the charts number // one in my heart// Everybody love it every// everybody// love it. Everybody love it//You aint messin with my sodium 182 Boletín das Ciencias

11 protóns no seu núcleo pero que o sodio é o número 1 no seu corazón. O profesor Poliakoff88 refírese ao sodio indicando que é un elemento moi reactivo e brando. Despois de lembrar o seu símbolo e número atómico, o seu punto de fusión, e a súa grande reactividade co osíxeno do aire e coa auga, arroxan á mesma un pedazo duns 4 g de sodio, o cal ao reaccionar produce gas hidróxeno, e a calor xerada na reacción provoca a aparación da característica chama laranxa do sodio. Pasan entón a falar da transparencia á radiación infravermella do NaCl, así como da súa estructura cristalina. E, como non podía ser doutra maneira, recolle as típicas lámpadas de mesa con a base feita deste sal (procedente de minas de sal). Poliakoff finaliza o vídeo indicando que o símbolo Na corresponde tamén ao mote co que era coñecida a súa nai. Espectacular é a reacción sodio-auga que pode verse no vídeo "Pouring big chunk of sodium the pool- Explosion!89 no que comparan a reactividade do estroncio, magnesio, sodio e titanio coa auga. Chegados a este punto é necesario recomendar o vídeo no que o químico Andrea Sela fai un percorrido histórico e científico sobre os combustibles utilizados no lanzamento de foguetes ao espacio.90 Así recolle que na década dos 70 do século pasado utilizouse hidróxeno e osíxeno líquidos para impulsar aos astronautas cara á Lúa. Pero enseguida concéntrase na utilización de líquidos que ao mesturarse se incendian espontaneamente (mesturas hipergólicas). Presenta a reacción do dióxido de nitróxeno (que ao ser arrefriado cambia dun gas marrón a un liquído incoloro dado que se formou tetróxido de dinitróxeno), que será o oxidante, e a dimetilhidracina, como combustible, resultando unha mestura de produtos. Esta hidracina era un dos compoñentes principais do Aerozine 50, mestura que utilizou a NASA. Pola súa indiscutible capacidade didáctica, captadora da audiencia, é moi recomendable o vídeo "It' s Rocket Science! with Profesor Chris Bishop"91 que versa sobre os fundamentos tanto físicos como químicos da ciencia dos foguetes. Presenta numerosos experimentos in situ como proxectís voando pola sala, combustión de combustibles propulsores e o impresionante ruxido e a chama dun foguete híbrido. Fai partícipes dos experimentos aos máis novos do auditorio, xa que a sala está repleta de familias. En realidade, o vídeo mostra unha conferencia impartida dentro do "Cambridge science festival" Cabe citar tamén a reacción entre o po de aluminio e o óxido de ferro utilizados na soldadura das vías férreas, debido ás moi elevadas temperaturas alcanzadas. Esta mestura se coñece como "termita" que é unha composición pirotécnica.92 A ignición faise con magnesio. En relación ao aluminio, o Prof. Poliakoff, ao indicar que xunto ao ferro é o metal máis abundante na códia terrestre, mostra unha Táboa Periódica na que a área dos diferentes elementos químicos dá unha idea groseira da abundancia relativa dos elementos químicos na natureza.93 Comenta os problemas da súa obtención como metal puro e o moi reactivo que é como tal, así como o poder catalítico do óxido de aluminio, e os zafiros tanto sintéticos como os da natureza (particularmente o azul). Defende que

88 Sodium-Periodic Table of Videos. https://www.youtube.com/watch?v=7IT2I3LtlNE polikofff. Publicado o 30 de abril de 2010. Visualizacións: 526.550. Duración: 4min41s. 89 Pouring big chunk of sodium the pool - Explosion! https://www.youtube.com/watch?v=XHvRGzls6SY. Publicado o 20 de xaneiro de 2017. Visualizacións: 331.031. Duración: 4min5s 90 Hypergolic Fuels – The Chemistry of a Rocket Launch. https://www.youtube.com/watch?v=IcjYdEW_HLQ. The Royal Institution. Publicado o 21 de decembro de 2015. Visualizacións: 224.270. Duración: 5min44s. 91 It's Rocket Science! with Professor Chris Bishop. https://www.youtube.com/watch?v=HESOat2iPzU. The Royal Institution. Publicado o 3 de xullo de 2014. Visualizacións: 614.874. Duración: 58min3s. 92 What Thermite is and How to Make it. https://www.youtube.com/watch?v=RXQnIgrXJd8. Von Malegowski. Publicado o 6 de xuño de 2017. Visualizacións. 21.136. Duración: 6min7s. 93 Aluminium (or aluminum) https://www.youtube.com/watch?v=4AhZ8503WPs&t=26s. Periodic Videos. Publicado o 11 de maio de 2014. Visualizacións: 578.139. Duración: 11min51s. 183 Nº 87 – Xullo 2019 en inglés debería utilizarse a voz "aluminium" en lugar de " aluminum". O aluminio tamén ten a súa canción (desastrosa, debemos dicir).94 Os grupos dos metais alcalinos95 e os halóxenos96 teñen as súas melodías específicas. No primeiro van cantando o nome, o símbolo, o número atómico, a masa atómica (despois de indicar o número de neutróns no núcleo), e o número de electróns. Ademais, por exemplo, ao referirse ao rubidio comentan que reacciona violentamente coa auga o que se aprecia moito mellor no vídeo "Rubidium and water".97 Obviamente tamén está publicado o vídeo do Prof. Poliakoff quen filma a reacción coa auga á que se lle engadiu fenolftaleína. Vese que toda a auga esparcida na explosión adopta a cor rosa correspondente a un valor básico do pH, aínda que mesturado coa cor púrpura debida á emisión de luz do vapor do rubidio. A estructura do vídeo dos halóxenos é moi similar a do anterior vídeo. O bromo ten a súa propia canción.98 Destacan, entre outros aspectos, que é menos reactivo que o fluor pero máis que o iodo, que é tóxico e líquido a temperatura ambiente. Así mesmo, lembran que foi descuberto por Liebig (non mencionado noutras fontes), Löwig e Balard, aínda que só este último publicou o seu traballo. A Academia de Ciencias francesa bautizouno a partir a palabra grega "bromos", que significa fedor. No vídeo "Bromine- Periodic Table of Vídeos"99 pode apreciarse a formación de vapores de bromo, e a visualización da reacción cunha lámina de aluminio, reacción exotérmica que conduce ao tribromuro de aluminio. Se destaca a existencia de dous isótopos do bromo (79 e 81) que na natureza se atopan en case na mesma proporción, feito inusual. Na obtención de plásticos o bromo se utiliza para facelos menos inflamables. A secuencia dos vídeos anteriores se repite na canción dedicada aos gases nobres.100 Inclúen ao oganesson, o último elemento da Táboa Periódica.

94 Aluminum song. https://www.youtube.com/watch?v=EHlrtLNRC3A. byonicboy. Publicado o 3 de decembro de 2015. Visualizacións: 3.024. Duración: 47s. 95 Periodic Table Song/Periodic Table for Kids/Alkali Metals. https://www.youtube.com/watch?v=VRl1KzuJcBw. Kids Learning Tube. Publicado o 2 de abril de 2016. Visualizacións: 338.148. Duración:3min40s 96 Halogens/Halogens Group/Halogens Periodic Table. https://www.youtube.com/watch?v=_tOYblZwNN0. Kids Learning Tube. Publicado o 25 de agosto de 2017. Visualizacións: 126.075. Duración: 3min26s. 97 Rubidium and water. https://www.youtube.com/watch?v=XfW6r64GVC0. chemicum. Publicado o 26 de marzo de 2015. Visualizacións: 91.693. Duración: 2min9s. 98 Bromine Lyric Video. https://www.youtube.com/watch?v=k5LiALYofIM. Tatyana Gonzaga. Publicado o 23 de outubro de 2012. Visualizacións: 515. Duración:3min15s. 99 Bromine. Periodic Table of Videos. https://www.youtube.com/watch?v=Slt3_5upuSs. Periodic Videos. Publicado o 1 de decembro de 2009. Visualizacións: 414.262. Duración: 4min55s. 100 Periodic Table Song Noble Gases/Noble Gases/Noble Gases Song. https://www.youtube.com/watch?v=rrBKMVPewJQ. Kids Learning Tube. Publicado o 20 de abril de 2018. Visualizacións: 56.143. Duración: 3min12s. 184 Boletín das Ciencias

Para entender a molécula 4.1H1H (e o artigo asociado),101 coa estraña notación indicada, estable durante unha pequena fracción de segundo, pode seguirse o vídeo "Helium in Disguise".102 Fai apenas un ano103 estos autores complementaron a información sobre o helio. Aquí faise referencia ao cambio da voz ao respirar helio (aspecto ilustrado infinidade de veces en YouTube) e a utilización deste gas no submarinismo. É espectacular a diminución da intensidade do son emitido por un teléfono móbil situado nunha bolsa de plástico chea de helio. Dende o punto de vista da Química, é máis interesante a referencia á formación dun compuesto estable entre o helio e o sodio baixo unha presión de 3 millóns de atmosferas.104 A información sobre o helio está completada noutro vídeo da mesma serie,105 no que se informa da orixe do nome, relacionado co seu descubrimento, e a utilización de helio líquido para conseguir superconductores. O primeiro período da Táboa Periódica mereceu unha canción subida por Leyton Reed.106 A canción facilita unha información moi sucinta dos elementos implicados. Conseguir máis con tan pouca duración do vídeo debería considerarse milagroso. Como exemplo de elemento do período vexamos o nitróxeno, entre outras razóns polo recente da súa publicación.107 Partindo de nitróxeno líquido cun punto de ebulición de -196 º C, conxelan un globo, un plátano, rompendo ambos cun martelo. Engaden que é un líquido seguro (a diferenza do osíxeno líquido), presentan a azida sódica (con imágenes espectaculares recollidas ao ser quentado o sal), como compoñente dos airbags dos coches. O nitróxeno forma diversos compostos co osíxeno, entre eles o N2O, facilmente solubilizable en graxa (polo que é un gas anestésico ao disolverse no cerebro), e é utilizado como propelente na obtención instantánea de espumas. E o NO2, que xa comentamos. Finaliza o vídeo facendo referencia á formación de óxidos de nitróxeno nos motores diésel.

101 Kinetic Isotope effects for the Reactions of muonic helium and muonium with H2. D. G. Fleming, D. J. Arseneau, O. Sukhorukov, J. H. Brewer, S. L. Mielke, G. C Schatz, B. C. Garrett, K. A. Peterson, D. G. Truhlar. Science 2011, 331, 448. Abstract: The neutral muonic helium atom may be regarded as the heaviest isotope of the hydrogen atom, with a mass of ~4.1 atomic mass units (4.1H), because the negative muon almost perfectly screens one proton charge. We report the reaction rate of 4.1H with 1H2 to produce 4.1H1H + 1H at 295 to 500 kelvin. The experimental rate constants are compared with the predictions of accurate quantum-mechanical dynamics calculations carried out on an accurate Born-Huang potential energy surface and with previously measured rate constants of 0.11H (where 0.11H is shorthand for muonium). Kinetic isotope effects can be compared for the unprecedentedly large mass ratio of 36. The agreement with accurate quantum dynamics is quantitative at 500 kelvin, and variational transition-state theory is used to interpret the extremely low (large inverse) kinetic isotope effects in the 10 to 10 range. 102 Helium in Disguise. https://www.youtube.com/watch?v=7hdVjb2gRgQ.−4 −2 Periodic Videos. Publicado o 26 de Febreiro de 2011. Visualizacións: 230.636. Duración: 4min12s. 103 Helium (some extra stuff). https://www.youtube.com/watch?v=ak_kvs4iQpk. Periodic Videos. Publicado o 27 de novembro de 2017. Visualizacións: 133.008. Duración: 12min46s. 104 A stable compound of helium and sodium at high pressure. X. Diao et al (17 autores). Nature Chemistry 2017, 9, 440. Abstract: Helium is generally understood to be chemically inert and this is due to its extremely stable closed-shell electronic configuration, zero electron affinity and an unsurpassed ionization potential. It is not known to form thermodynamically stable compounds, except a few inclusion compounds. Here, using the ab initio evolutionary algorithm USPEX and subsequent high-pressure synthesis in a diamond anvil cell, we report the discovery of a thermodynamically stable compound of helium and sodium, Na2He, which has a fluorite-type structure and is stable at pressures >113 GPa. We show that the presence of He atoms causes strong electron localization and makes this material insulating. This phase is an electride, with electron pairs localized in interstices, forming eight-centre two- electron bonds within empty Na8 cubes. We also predict the existence of Na2HeO with a similar structure at pressures above 15 GPa. 105 Helium. https://www.youtube.com/watch?v=M6xZZiaLOV4&feature=youtu.be. Periodic Videos. Publicado o 8 de novembro de 2017. Visualizacións: 261.870. Duración: 11min10s 106 BEST WAY TO LEARN THE ELEMENTS! - Periodic Table Song. https://www.youtube.com/watch?v=uJGrwWOWt3Q&list=RDvUzTQWn-wfE&index=28. Leyton Reed. Publicado o 30 de marzo de 2009. Duración: 2min5s. 107 Nitrogen (new). https://www.youtube.com/watch?v=H8XNdqA18-M. Periodic Videos. Publicado o 20 de xuño de 2018. Visualizacións: 212.042. Duración: 12min52s. 185 Nº 87 – Xullo 2019

Kids Learning Tube108 preparou unha canción sobre os metaloides dirixida a nenos, na mesma liña que os vídeos de este canle anteriormente citados. Ninguén é descoñecedor da importancia dalgúns destes elementos na era da informática que vivimos. Para coñecer numerosas historias sobre elementos químicos, incluíndo o galio, o libro que referenciamos no pé de páxina e inestimable.109 Fixémonos tan só no arsénico,110 utilizado como pigmento (arsenito de cobre) no século XIX para o papel pintado verde. O mofo que se xeraba nas habitacións húmidas victorianas, convertía o arsénico en trimetilarsina volátil, de tal maneira que varias persoas foron asesinadas polo arsénico proveniente das paredes.111 Tamén tendo como obxectivo aos estudiantes mais novos, está publicada unha canción sobre elementos que denominan post-transición dos metais. O seu editor é un vello coñecido112 e o vídeo non sorprende pola liña que segue, aínda que dan algunhas informacións adicionais sobre os elementos, máis aló do seu número atómico, masa atómica e símbolo químico. Inclúen, por orde de número atómico: aluminio, galio, indio, estaño, talio, chumbo, bismuto, nihonio, flerovio, moscovio, e livermorio (antepenúltimo elemento). Comentemos con algo máis de detalle outros vídeos sobre o estaño.113 Escollemos este elemento porque está presente nas nosas vidas dun modo tan cotián que pode pasar desapercibido. Para empezar, ao aliarse co cobre, forma o ben coñecido bronce e o óxido de indio/estaño é compoñente clave para as pantallas dos teléfonos móbiles e dispositivos semellantes . O estaño ubícase no grupo 14, o mesmo que o do carbono, entre o xermanio e o chumbo. Funde a unha temperatura relativamente baixa (230 ºC), o que é particularmente útil para soldar. É moi didáctica a comparación entre o SnCl2 (co estaño en estado de oxidación +2) e o SnI4 (co estaño en estado de oxidación +4). Por se non fosen suficientes as aplicacións xa mencionadas, falemos da lata (o "cofre do tesouro"),114 que xoga un papel histórico, case sen ser recoñecido. Basicamente a lata consiste nun lámina de aceiro recuberta por unha capa de estaño. Quen non tivo unha conserva envasada nun bote de lata nas súas mans? O vídeo mencionado corresponde a unha vella filmación norteamericana de 1956 subida como vídeo o 28 de abril de 2017, que comeza coa broma de atar botes baleiros ao coche dunha parella de novos casados. A filmación describe detalladamente o proceso industrial de fabricación das latas. Este é outro exemplo da utilización actual dunha película técnica filmada fai máis de 60 anos. Finalicemos o tempo dedicado a esta sección cos denominados "metais nobres.115 O Prof. Poliakoff, enfronte dunha mesa, sobre a que están depositadas algunhas mostras de elementos metálicos, que di estar valoradas en máis de 2,2 millóns de dólares, resalta o difícil que é estar neste lugar (lémbrese a Introdución). As mostras comprenden ouro, rodio, iridio, paladio e platino, denominados metais

108 Periodic Table Song/Periodic Table of Elements/Metalloids. https://www.youtube.com/watch?v=r01HBZqSVL4. Kids Learning Tube. Publicado o 9 de decembro de 2016. Visualizacións: 229.655. Duración:3min43s. 109 The Disappearing Spoon (and other true tales of madness, love and the History of the World from The Periodic Table of the Elements. Publicado por Little, Brown and Company. New York. 2010. 110 Arsenic. https://www.youtube.com/watch?v=a2AbKwAvyos. Periodic Videos. Publicado o 16 de xullo de 2008. Visualizacións: 319.009. Duración: 2min27s 111 En relación co tema "Crimen e Química" son inestimables os srguintes libros: (a) Crime Scene Chemistry of the Armchair Sleuth, de Cathy Cobb, M. L. Fetterolf e J. G. Goldsmith. Prometheus Books, Amherst, 2007. (b) Molecules of Murder. Criminal Molecules and Classic Cases de John Emsly. RSC Publishing, Cambridge, 2008. 112 Periodic Table/Post-transition Metals/Post-transition Metals Song. https://www.youtube.com/watch?v=cEoYsjWKQ1s. Kids Learning Tube. Publicado o 14 de outubro de 2016. Visualizacións: 154.347. Duración: .4min1s. 113 Tin (new). https://www.youtube.com/watch?v=rXZscASelkc. Periodic Videos. Publicado o 16 de agosto de 2018. Visualizacións: 166.331. Duración: 15min.17s 114 How Tin Cans are Made: "TreasureChest" https://www.youtube.com/watch?v=q19WGpgcRWk. Jeff Quitney. Visualizacións: 3746. Duración: 26min52s. 115 Super Expensive Metals. https://www.youtube.com/watch?v=Fg2WzCzKpYU. Periodic Videos. Publicado o 28 de maio de 2013. Visualizacións: > 2millones. Duración: 7min43s. 186 Boletín das Ciencias nobres pola non reactividade co osíxeno. Resalta a súa gran importancia como catalizadores e as dificultades implicadas na súa obtención. Con todo, no vídeo "$500.000 of Calcium"116 (gravado no Instituto de Investigación Nuclear en Dubna, Rusia, o lugar no que foron obtidos moitos elementos superpesados) se resalta que posiblemente o 48Ca sexa o elemento máis caro do mundo xa que 2 g de carbonato de ese calcio custarían $500.000. Como é posible que un elemento químico tan común como o calcio sexa tan caro? O produto se obtén nunha cantidade aproximada de 10 g por ano. O elemento clave para estas reaccións de síntese de elementos superpesados é o 48Ca, que ten 20 protóns e 28 neutróns no seu núcleo. O calcio ten varios isótopos: 40Ca (96,9%), 42Ca (0,6%), 43Ca (0,1%), 44Ca (2,1%), 46Ca (0,004%) e 48Ca (0,19%), indicándose entre paréntese as porcentaxes da súa abundancia natural. O vídeo ilustra o bombardeo de 249Cf con proyectís de 48Ca para a obtención do 294Og. A reacción podería escribirse simplificadamente como: + + 3 . 48 249 294 1 20𝐶𝐶𝐶𝐶 98𝐶𝐶𝐶𝐶 → 118𝑂𝑂𝑂𝑂 0𝑛𝑛 7. TÁBOA PERIÓDICA E ENLACES QUÍMICOS Coa música de "Dancing Queen" de Abba,117 Mr Edmons 118 presenta un vídeo no que mostra carteis que resumen a letra, que se refire os enlaces químicos iónico e covalente. A letra está recollida no comentario do vídeo polo que só resaltamos unha frase: "And if it happens for them, they both become ions... charged atoms. The metal's positive, the nonmetal's negative. They become ions. The metal's plus, the nonmetal's minus, and opposites they do atract. So what you get, when they come together, is and ionic bond: sodium chloride". Na mesma liña, aínda que con música propia, en estilo RAP, o vídeo "Atoms Bonding Song"119 amosa a letra na pantalla, acompañada dalgúns debuxos explicativos. Os parágrafos que recollemos son representativos da idea: "Stable atoms, electrons don't leave, outer shell complete. Lose one, gain one if it's an unstable one, yes then. Most atoms have many shells, hey. When it's full begins a new one... Sometimes the atoms share more electrons. Share two with partners, a double bond... Ionic bonds are formed when cations and anions come together now."

8. REGRAS MEMORÍSTICAS E SEMELLANTES. En canto as regras memorísticas nos centraremos casi exclusivamente en vídeos publicados en castelán. O autor do vídeo "Aprender rápido la Tabla Periódica"120 parte do seu aserto de que ve "un sinsentido que te tengas que aprender la Tabla Periódica para un examen o que no te dejen llevar la Tabla Periódica

116 $500.000 of Calcium. https://www.youtube.com/watch?v=CodBk7xewRk. Periodic Videos. Publicado o 13 de marzo de 2017. Visualizacións: 706.201. Duración: 9min7s 117 Abba-Dancing Qeen. https://www.youtube.com/watch?v=xFrGuyw1V8s. ABBA. Publicado o 8 de outubro de 2009. Visualizacións: >301 millóns. Duración: 3min51s. 118 The CHEMICAL BONDS Song - NOW WITH CLOSED CAPTION SO YOU CAN SING ALONG! https://www.youtube.com/watch?v=BCYrNU-7SfA&index=17&list=RDcAnOUwPfHlk. dsecms. Publicado o 13 de febreiro de 2010. Visualizacións: 202.484. Duración: 3min32s. 119 Atoms Bonding Song. https://www.youtube.com/watch?v=OdQqFHNOWAA. ParrMr. Publicado o 13 de novembro de 2011. Visualizacións: 109.746. Duración: 4min6s. 120 Aprender rápido la Tabla Periódica. https://www.youtube.com/watch?v=WnSS5mu28qs. Breaking Vlad. Publicado o 1 de decembro de 2017. Visualizacións: 365.022. Duración: 12min4s. Comentarios: Alan García Zapata: 187 Nº 87 – Xullo 2019 a un examen cuando, luego, en la vida real la vas a tener [disponible]". O autor ofrece unhas pautas que usou para aprobar un examen sobre a Táboa Periódica. Na exposición ensina a construir a Táboa Periódica a partir dos números 2 e 4 que sumados dan como resultado 6, que sumado con 4, dúas veces consecutivas orixina os números 10 e 14. Parte de que o hidróxeno está só, arriba á esquerda. Debaixo do hidróxeno debuxa dous cadrados, que repite cara abaixo 6 veces, construindo así os dous primeiros grupos. Dende o derradeiro a dereita, conta 4 cara arriba e dende ahí debuxa outros 10 cadrados, cara a dereita, totalizando unha cuadrícula de 40 cadrados. Sube entón 2 escalóns, deixándoos a mesma altura que os da esquerda. A partir deste punto conta 6 cadrados adicionais e logo "pecha a rede", é dicir, debuxa unha cuadrícula de 36 cadrados. A dereita, na parte superior, debuxa o cadrado para o He. Para ubicar os lantánidos e os actínidos, dende a esquina inferior esquerda, conta 4 puntos cara a dereita, baixa un pouco a liña de debuxo e fai 2 filas de 14 cadrados (é dicir, ata chegar ó límite da cuadrícula debuxada anteriormente) cada unha. Comproba que a Táboa está ben feita. Afirma que non existe un método xeral para encher a Táboa anterior, vacía, cos símbolos dos elementos químicos, pero fai referencia a un truco que pode valer para todos: a construción de frases. Insiste en que é mellor que cada un faga as súas propias frases ("¡qué las frases salgan de tí!), que ter que aprender as suxeridas por outras persoas, xa que mentres se constrúe se vai aprendendo a Táboa Periódica. Por exemplo, para os alcalinos fixo a frase "Francisco casi roba caca de la nalga de Lisa", que contén de abaixo cara arriba os citados elementos (Francisco Casi Roba ca(K)ca de la Nalga de Lisa). O vídeo ten 298 comentarios nos que se ofrecen numerosas alternativas. Algúns se recollen no pé de páxina. No vídeo "Química. Aprende la Tabla Periódica en 7 minutos",121 van enchendo as casas da Táboa Periódica. Comeza indicando que "En la Tabla Periódica, se saluda" de xeito que a casa do Hidróxeno

El hijo de Liz nació en Cancún, Rubén se caso en Francia (H, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) Beatriz magnesia se casó con el señor bara (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) Bendito Alan Garcia indultó a Toledo (B, Al, Ga, In, Tl) Carlos silva una germa sentado con Pablo (C, Si, Ge, Sn, Pb) Ni para aseo sirve el bismuto (Ni, P, As, Sb, Bi) El oso sentado se teje su polo (O, S, Se, Te, Po) Fernanda Clara bromea con el iracundo astato (F, Cl, Br, I, At) Carolina Thirlwall: Como si la Gente Sonriera en Público.( C Si Ge Sn Pb) Muy repetida: ese negro ardiente quiere sexo rapidon (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn). 121 "QUÍMICA. Aprende la tabla periódica en 7 minutos". https://www.youtube.com/watch?v=-2ymBr8LYSs. Amigos de la Química. Publicado o 9 de setembro de 2017. Visualizacións: 1.506.144. Duración: 7min14s. Comentarios: Nelson José Castro Salazar: Para incluir el plomo: "Como si la gente sonriera en público". Adriana Durán, andrearc, Susana Villavieja, Andrés Chamorro e otros: Ningún pollo asado sabe bien, é dicir, N, P, As, Sb, Bi. Alex Ríos: BCNOF: Buen Cazador No Olvida Fusil. Néstor Gutierrez comenta: "Es innecesario saberte de memoria la tabla periódica, preguntale a un químico si de vez en cuando no revisa la tabla periódica, o revisa alguna formula que no se acuerde muy bien, una cosa es memorizar y otra comprender. Otro ejemplo, si un doctor no se acuerda de cierta sustancia que va con cierto problema, lo revisa". Miguel Gudiño: BCNOF es Benzema y Cristiano No Funcionan. Carlos García Berlinches: BCNOF: Bebo Cocacola no Fanta Jose Antonio López: BCNOF: Bebes cocacola normal o fría Zhou David: BCNOF: BarCeloNa On Fire Ismael Parra: NPAsSbBi: No Pares hAsta Sabertelo Bien Srta Yumiko: Del oxígeno hacia abajo, de toda la vida es "OSSeTe Po(lar) 188 Boletín das Ciencias di á do Helio, "Ah, una hache! e este lle responde "Eh", pero ao revés, é dicir, He. Continua o saúdo por grupos. Para os alcalinos di: "Hola, LiNa, que (K) Rebeca (Rb) se casa (Cs) con Fran (Fr)". Para o segundo grupo di: "Be(Be)atriz es mag(Mg)nífica(Ca) y también el Señor(Sr) de la va(Ba)ra(Ra)". Continua cos metais de transición: "Esc(Sc)óndete tío(Ti), v(V)ienen cr(Cr)iaturas monas(Mn) y fe(Fe)lices con(Co) niños (Ni) cubiertos(Cu) en cinc (Zn)". Debuxa unha esqueira para distinguir entre os metais e os non- metais e di: "¡El bicarbonato, fff, me alivia!"" que contén os elementos B, C, N, O e F. Dende o boro baixa dicindo: "A la ganadería india de tarántulas" que contén os elementos Al, Ga, In e Tl. Debaixo do carbono escribiría: "Como si la gente sonriera" (C, Si, Ge, Sn) debendo lembrar que ao final vén o chumbo. Nos comentarios suxírense varias alternativas para incluír ao chumbo na frase anterior. Para o grupo do nitróxeno sinala: "Ninguna profesora asturiana sobrevive en Bilbao", é dicir, N, P, As, Sb, Bi. A do osíxeno lese de abaixo cara arriba: "Podría tener sentimientos si olvidase " para Po Te, Se, S e O. Para os halóxenos involucra dous equipos de fútbol: "El Fútbol Club Barcelona y Atlético", é dicir, F, Cl, Br, I (cambia a "y" por "i") e At. Para os gases nobres di: "He nacido en Aragón, criando sentimiento y corazón", que require a transformación da "s" de "sentimiento" a unha "X" para o xenón. O vídeo ten máis de 2.300 comentarios e no pé de páxina recollemos algunhas suxestións. O vídeo "How To Memorize The Periodic Table- Easiest Way Possible to Remember Elements!"122 Estende o modo de aprendizaxe mediante imaxes que combina dun modo sinxelo de xeito que permita lembrar un elemento e os seus veciños. Indica que a primeira etapa para memorizar a Táboa Periódica dos elementos é crear imaxes para eses elementos, dado que "o cerebro lembra mellor as imaxes que unha palabra que escoite" e divide o proceso nas etapas seguintes: 1.- Converte os elementos en imaxes. Por exemplo: Hidróxeno: pode ser que vises a alguén dicindo "Ola" (Hi, Hello, no orixinal), así que este saúdo lembrarache ao hidróxeno. Para o helio imaxina un globo ascendente repleto do gas. E para o litio imaxina unha batería, porque hoxe en día son moi frecuentes. Para o berilio imaxínase un oso (bear, en inglés) e para o boro unha táboa de madeira (Board: taboleiro). Para o carbono imaxina un coche (car, en inglés) que conduce, para o nitróxeno un cabaleiro (Knight, en inglés, xa que o K non se pronuncia) como Sir Lancelot, e o osíxeno sería lembrado mediante unha máscara de osíxeno. Como último exemplo para o fluor imaxínase un chan (floor, inglés). 2.- A segunda etapa é crear un lugar onde almacenar esta información. Utiliza a técnica denominada "Método de loci" ou "Palacio de memoria". O ilustra co seguinte exemplo: un pode imaxinar un mapa da nosa propia casa, que xa temos memorizada, e un número de mobles da mesma. Permanecendo na porta de cada habitación nomear 5 pezas do mobiliario en cada habitación (cociña, cama, frigorígico, libros, lámpadas...), sendo mellor obxectos voluminosos que pequenos. Facéndoo así constrúe o palacio da memoria. Agora debemos unir cada peza de mobiliario de cada habitación. Así que volvendo ás imaxes dos elementos, podemos imaxinarnos dicindo "Hi" a alguén que nos saúda mentres que un globo ascende portando colgada unha batería de litio. Isto nos lembraría ao H, He e Li. Para os tres seguintes elementos (Be, B, C) propón imaxinar un oso (bear) que está colocando un taboleiro (board) de madeira sobre un coche (car). Para o N, O e F, imaxina ao "knight" cunha máscara de osíxeno e

Alfonso Roldán Amador: Al,Si,P,S,Cl: Alumbra siempre pero sin claridad. Brigllith Mora: Para la fila del flúor , podría ser : F-uiste CL-aro BR-ebe I Astuto (F, Cl,Br ,I, At). Iraitz Martinez: Propone bastantes alternativas y señala: "La mayoría las forme yo, lo más recomendable es que si tenéis tiempo os hagáis frases propias y las relacionéis con cosas de vuestro día a día o que sean de vuestro agrado y sencillas de recordar. Etc. 122 How To Memorize The Periodic Table - Easiest Way Possible to Remember Elements! https://www.youtube.com/watch?v=T8yqpgnNAxQ. Ron White Memory Expert - Memory Training & Brain Training. Publicado o 12 de abril de 2016. Visualizacións:372.925. Duración: 7min16s. 189 Nº 87 – Xullo 2019 camiñando sobre un chan (floor), por exemplo, de moqueta. Agrupando os elementos de tres en tres, necesitaremos 40 pezas de "mobiliario" para a memorización completa da Táboa Periódica. O método, tal e como foi exposto, permitiría memorizar os elementos en orde do seu número atómico. Se se queren memorizar os grupos, poñeriamos todos os gases nobres nunha habitación, os halóxenos noutra e os metais alcalinos nunha terceira. Kyle Buchanan de "Memory Academy" parte de que "memorizar é crear conexións entre unidades de información e a memoria humana é fundamentalmente visual".123 Recollemos agora a historia dos cinco primeiros elementos.124 Trátase de imaxinar unha toma de auga (= hydrant) para o hidróxeno, vermella e pesada que é elevada por un enorme globo de helio. O litio (lithium soa como lithp, pero se unha persoa ten sigmatismo -lisp- é incapaz de pronunciar "lisp" e di "lithp"). Así que o globo que imaxinamos ten un pequeno poro polo que perde aire, desinflándose e producindo o son "listth". Unha abella aterra sobre o globo e o lame dicindo "that' s really yum" (= eso está moi rico). O berilio - Beryllium- pronunciado lentamente soa como "Bee really yum". Despois de probar o globo, a abella ponse a virar sobre si mesma co aguillón sobre o globo, tal e como o fai un trade (bore on =tradear; Boron). Vexamos agora a memorización dos elementos dende o 6 ao 10 mediante a visualización da historia exposta no vídeo "How To Memorize The Periodic Table- Easiest Way Possible (Video 1)".125 Primeiro establece a seguinte regra de ouro: "Retrata claramente cada imaxe na túa mente". O quinto elemento é o boro e xa vimos que se pode lembrar imaxinando unha abella (bee) comezando a perforar un globo co seu aguillón. O sexto é o carbono e en inglés (carbon) soa como coche-bomba (car bomb). Así que imaxina que do globo, cae en picado a pesada toma de auga sobre un coche do exército (jeep). Como consecuencia da colisión se esparcen pezas do jeep por todas partes alcanzado aos transeuntes que gritarán "Oh my God, it' s a car bom!". Cando se pronuncia lentamente "nitrogen" en inglés, soa como "night row xen", sendo "xen" a abreviatura dun xeneral do exército. Este xeneral é o propietario do jeep destruido pola toma de auga. Afortunadamente, o coche estaba baleiro porque o xeneral estaba remando (row) pola noite (night), así que debemos visualizar ao xeneral realizando esta actividade. E como o fai bastante a miúdo, a soldadesca chámalle o "night row xen". Lembraremos o oitavo elemento mediante unha máscara de osíxeno, como as que teñen os avións para casos de emerxencia. Así que imaxinaremos ao xeneral finalizando unha esgotadora sesión nocturna de exercicio. Atópase exhausto e necesita osíxeno polo que ten que utilizar unha máscara para recuperar o alento. O noveno elemento, flúor (fluorine) que en inglés soa parecido ao xel de fluor (de textura máis ben rara) que os dentistas poñen nos nosos dentes. Imaxinemos agora ao xeneral coa máscara e a súa boca chea do xel, lembrando así ao flúor. Por último, o décimo elemento é o neón (= neon teeth) e lembremos os letreiros luminosos de neón dos casinos de Las Vegas. Así que para lembrar o neón, imaxinaremos que o xeneral cuspiu o xel e os seus dentes relocen brillantemente con colores diferentes. En definitiva, a historia permite lembrar os dez primeiros elementos e, polo tanto, o que debemos lembrar é a historia que levará asociada os nomes dos mesmos. O autor ten vídeos para os 118 elementos. Para os elementos máis pesados narra a seguinte historia.126 Para simplificar deixaremos os nomes en inglés. Imaxina un enorme estadio que alugou un xeneral (

123 https://www.memorize.academy/p/memorize-the-periodic-table 124 How to Memorize The Periodic Table. Easiest Way Possible (Video 1). https://www.youtube.com/watch?v=YdXuSftZELQ. Memorize Academy. Publicado o 19 de setembro de 2014. Visualizacións: 1.782.291. Duración: 5min13s. 125 https://www.youtube.com/watch?v=jQXmn0uMJYk&index=2&list=RDYdXuSftZELQ 126 https://www.youtube.com/watch?v=A0pZIKOu9PU&list=PLguLDsaCk2rN5nM-TZU7UMwOQBTCLGia8&index=3. Publicado o 1 de decembro de 2016. Visualizacións: 67.919 Duración: 5min10s. 190 Boletín das Ciencias rent xen = roentgenium; elemento 111). Ves ao xeneral, que é a única persoa presente no estadio, achégaste a el e observas que ten uns xeonllos raros feitos de cobre (cooper knees = Copernecium; elemento 112), que ao chocar cando o xeneral camiña producen un son metálico. O xeneral achégase a unha pedra de afiar (=honing) coitelos e se dispón a afiar os seus xeonllos (knee honing = Nihonium; elemento 113). Unha gran "V", de color rosa fluorescente (xa temos "fluoro V" = Flerovium; elemento 114) cae do ceo e aterra sobre a pedra, interrompendo ao xeneral. Chega unha vaca (=cow), cuberta de musgo (=moss; xa temos "moss cow"= Moscovium; elemento 115) que lle dá unha dentada á "V". Chega un fígado (=liver) con patas que tamén morde a "V". Aínda que a "moss cow" apártao, o "liver" mostra un prato e pide máis (=more; xa temos liver more = Livermorium; elemento 116). Nun escenario, o fígado é colleito por un tenor (=tenor) que está no medio dunha escena (= scene) con outros tenores, e xa temos Tennessine (= tenor scene; elemento 117). No escenario, descorren algúns panos descubrindo un gran niño (= nest), no que está sentado un ogro (= ogre) e xa temos Oganesson (= ogre nest; elemento 118). O ogro é grande e verde, lonxe de ser atractivo, e non ten nin idea do que está facendo no niño. Rematou a Táboa Periódica. O vídeo "How to Memorize Periodic Table easily with Story in few Minutes (Memorization Tips)"127 é unha especie de transición entre as simples regras memorísticas e a creación de historias que axuden a memorizar a Táboa Periódica Suxire frases memorísticas para todos os períodos (as frases están recollidas no pé de páxina) e van acompañadas de pequenas historias. Algunhas non as consideramos moi afortunadas. Por exemplo, para o período do potasio, xa que hai moitos elementos no mesmo, propón dividilo en duas seccións. Para a primeira, mostra a un Director (= Principal) falando coa profesora de Ciencias que parece estar moi irritada xa que "Principal Called Science Teacher Very Cruel; Ma'am Irritated". Como Principal empeza por "P" debería lembrarnos ó potasio (aínda que o seu símbolo é K), e o "T" de teacher, debe lembrarnos ao Titanio "Ti". En "Ma'am" non aparece o "n" do manganeso, e as dúas letras iniciais de "Irritated" deben lembrarnos ao Iron (= ferro) aínda que ou seu símbolo é Fe.

9. ENIGMAS, ADIVIÑAS, CREBACABEZAS… Os pasatempos, incluíndo os citados no título, ou os crucigramas son ferramentas útiles no acto educativo. Xa en 1955128 se publicaron crucigramas e outros enigmas en "The Journal of Chemical

127 How to Memorize Periodic Table easily with Story in few Minutes (Memorization Tips). https://www.youtube.com/watch?v=I3MCw4zDTGw. ExamFear Education. Publicado o 10 de abril de 2017. Visualizacións: 518.647.Duración 25min55s. Período 1: Hi; Hello Período 2: Lion Below Burnning Car Needs Oxygen For New-Life Período 3:Shoddy Magician Aligned Six Phones Successfully, Classic Art. Período 4: Principal Called Science Teacher Very Crue, Ma'am Irritated Período (4), second half: Cobbler Nick Copied "Zinc Girl" German Art, selfish Brother Cried. Período 5: Ruby Struck in Yuck Zoo, Nice Monk Tackled Rude Rhino Período 5, second half: Pay Silver Coin in Tin And Tell "I eXceed" Period 6: Sister Barry Lanthony Certified Press News Promptly Período 6: Some European Godly Teachers Discussed Holy Era Thought-""Why Loot?" Período 6: Hafiz's Tantrum Tamed Rain Of Iranian Plateau. Período 6: Gold Merc, That Lead British Police Arrest Radicals Período 7: French Radio Actor, Through Proofs, Urged Newphew Pluto in America To Cure Beri-Beri in California Período 7: I Firmly Meld Noble Laws Período 7: R D S(x) Bom-maker Has Met Daring Roya Cop Nihan. 128 Crossword puzzle. Bert H. Clampitt. J. Chem. Educ., 1955, 32, 449. DOI:10.1021/ed032p449 191 Nº 87 – Xullo 2019

Education", e, dende entón, non deixaron de aparecer novas propostas, incluíndo algunha referida aos elementos químicos.129 En Amazon se vende un crebacabezas de mil pezas da Táboa Periódica (custo $15) YouTube non é alleo a esta actividade. O vídeo de E. Rosado130 expón a Táboa Periódica como un crebacabezas a resolver. O vídeo recibiu fortes críticas nos comentarios. Por exemplo "sagar A" indica que "Non investigaron moito antes de facer o vídeo. A Táboa Periódica que mostran foi feita por Moseley, non por Mendeleev".. O vídeo "Periodic Table Puzzle"131 mostra a un grupo de rapaces con moitas tarxetas cadradas pequenas. Cada unha delas leva escrito o símbolo químico dun elemento. As colocan unhas á beira das outras, seguindo o formato da Táboa Periódica. Na parte superior esquerda da imaxe, se observa unha Táboa Periódica que utilizan como guía. No vídeo "Periodic Puzzle of Elements"132 se segue unha estratexia similar, aínda que en este caso as pezas teñen a forma típica dos "puzzles" comerciais con centos ou miles de pezas que, ben situadas, compoñen unha paisaxe ou calquera outra imaxe. O vídeo mostra como se vai construíndo a Táboa Periódica a medida que os elementos químicos van ocupando o seu lugar. As casas dos lantanoides e dos actinoides, ás beiras de bario e radio, se mostran en branco. Mediante color avermellada se mostra a esqueira que separa os elementos metálicos dos non-metálicos e, mediante pezas complementarias, o crebacabezas adopta un forma cadrada. Particularmente interesante é o vídeo "Periodic Table Tarsia Puzzles".133 O funcionamento dos Tarsia visualízase moi facilmente mediante a operación da multiplicación (Figura 3). Imaxinemos un hexágono regular, dividido nos seis triángulos equilateros interiores. Se o lado dun triángulo leva unha operación de multiplicación, por exemplo "2×7", debe ser fronteirizo con outro triángulo que leve o resultado, neste caso "14". Canto maior é o número de triángulos equiláteros máis difícil será atopar a resposta. As preguntas poden ser tan complexas como se desexe. A orientación do escrito é sempre a que corresponde coa colocación dese lado como base do triángulo. Unha vez recortados e mesturados

Crossword puzzle. Bert H. Clampitt. J. Chem. Educ., 1955, 32, 519. DOI: 10.1021/ed032p519 Crossword puzzle. Bert H. Clampitt. J. Chem. Educ. , 1955, 32, 632. DOI: 10.1021/ed032p632 Chemical crossword puzzle. Ronald A. Schneider, J. Chem. Educ., 1964,41, 405. DOI: 10.1021/ed041p405 Chemical crossword puzzle. Ronald A. Schneider, J. Chem. Educ., J. Chem. Educ., 1966, 43, 445. DOI: 10.1021/ed043p445 Qualitative organic chemistry puzzle. James C. Traynham, J. Chem. Educ., 1964, 41, 9, 476. DOI: 10.1021/ed041p476 Crossword puzzle on inorganic chemistry. Leonard F. Druding, J. Chem. Educ., 1973, 50, 773. DOI: 10.1021/ed050p773 Molecular weights come of age. J. Tietjen, J. Chem. Educ., 1987, 64, 401. DOI: 10.1021/ed064p401 Spiral Puzzle for Organic Chemistry Students. Ender Erdik, J. Chem. Educ.,2003,80, 428. DOI: 10.1021/ed080p428 Chemistry Sudoku Puzzle. Mary Saecker, J. Chem. Educ., 2007, 84, 577. DOI: 10.1021/ed084p577 A Disciplined Chemical Puzzle. Miguel Peris, J. Chem. Educ., 2007, 84, 609. DOI: 10.1021/ed084p609 Amino Acid Crossword Puzzle. Paul A. Sims, J. Chem. Educ., 2011, 88, 434. DOI: 10.1021/ed100780n 129 Elements Are Everywhere: A Crossword Puzzle. Susan G. Cady, J. Chem. Educ., 2012, 89, 524. DOI: 10.1021/ed1004323. 130 Resolviendo el puzzle de la tabla periódica - Eric Rosado. https://www.youtube.com/watch?v=O-48znAg7VE. TED-Ed. Publicado o 12 de decembro de 2012. Visualizacións: 610.709. Duración: 4min18s. 131 Periodic Table Puzzle. https://www.youtube.com/watch?v=-J3qQ_FEHew. gillettelabs. Publicado o 15 de setembro de 2014. Visualizacións: 454. Duración: 1min6s. 132 Periodic Puzzle of Elements. https://www.youtube.com/watch?v=yCFDea55XDE. Ultimate Sage 495. Publicado o 23 de maio de 2017. Visualizacións: 242. Duración: 2min6s. 133 Periodic Table Tarsia Puzzles. https://www.youtube.com/watch?v=QYNm1Z1HcKo. Bond with James. Publicado o 28 de novembro de 2015. Visualizacións: 3935. Duración: 2min47s. 192 Boletín das Ciencias os triángulos trátase de reconstruír (resolver) ordenadamente o crebacabezas.134 Con todo, non é imprescindible restrinxirse ao triángulo xa que só se require que o teselado complete o espacio, aínda que para unha construción sinxela, os triángulos e os cadrados son os polígonos máis adecuados. A Figura 3 mostra un exemplo sinxelo para a Táboa Periódica e como o teselado pode medrar indefinidamente.

Moseleypredixo a Elemento con 20 protóns

súa existencia e 28 neutróns Calcio

6×3 3×9 Tecnecio 27 18

Figura 3. Exemplos de crebacabezas Tarsia.

No vídeo "Periodic Table Puzzle Application for Android"135 se presenta unha applicación para Android dos teléfonos móbiles. O vídeo, mudo, mostra un móbil cunha cuadrícula sobre o que se vai colocando cada elemento químico. Nada que non poida facerse con papel. Aínda que, se se desexa ao premer nun elemento, o móbil conéctase con internet para obter información do mesmo. Finalmente, no vídeo "Periodic Table Puzzles"136 se presenta un crebacabezas no que aparecen unhas poucas casas baleiras correspondentes aos tres primeiros períodos da Táboa Periódica. Aparte, se ofrece unha serie de elementos químicos, con símbolos químicos ficticios, que logo hai que colocar nas casas da Táboa Periódica baleira. Por exemplo: "X" ten un proton no seu núcleo; "Q" ten dous niveis de enerxía, é un non-metal e é sólido a temperatura ambiente; "M" é un metal do terceiro período con dous electróns de valencia; ou "U" e "J" son metais alcalinos e "J" ten máis niveis de enerxía. Non aparece a solución. En "Breaking Good- Periodic Table Puzzle Matching Game"137 se presenta o xogo informático "emparella tres". Búscase o símbolo dun determinado elemento, emparéllanse tres e, cando se consegue, desaparecen. O dispositivo é un cilindro composto por coroas circulares que portan elementos químicos (moi repetidos moitos deles). Estas coroas poden xirar horizontalmente mentres que, verticalmente, as casas poden intercambiarse, unha de cada vez, cara arriba ou cara abaixo.

10. COMENTARIOS O propósito deste capítulo é ofrecer unha panorámica, forzosamente reducida, do moito que dos vídeos de YouTube, correctamente utilizados, podemos (1) aprender e (2) utilizar como ferramenta didáctica. É obvio que non entendemos que esta vía de información sexa sustitutiva da bibliografía

134 How to solve a tarsia puzzle. https://www.youtube.com/watch?v=ljWJjSRnt_Q. Ms. Denton. Publicado o 29 de novembro de 2016. Visualizacións: 12.378. Duración: 4min18s. 135 Periodic Table puzzle application for Android. https://www.youtube.com/watch?v=0Glb_OGkXd8. 小野順司. Publicado o 4 de xullo de 2012. Visualizacións: 3.048. Duración: 5min1s. 136 Periodic Table Puzzles. https://www.youtube.com/watch?v=4d2JKaecI4k. heymisschem. Publicado o 24 de agosto de 2012. Visualizacións: 230. Duración: 1min24s. 137 Breaking Good- Periodic Table Puzzle Matching Game. https://www.youtube.com/watch?v=AJTIXkz3SRM. Shredder- Gaming For Science. Publicado o 19 de febreiro de 2018. Visualizacións: 63. Duración: 7min47s. 193 Nº 87 – Xullo 2019 escrita habitual, e ainda menos, da figura ineludible do profesor, pero tampouco a podemos ignorar por ser menos convencional ou máis inusual. Nun artigo publicado por "El Tiempo"138 en 2009, se relata como o estudiante J. G. Carillo, grava co seu móbil as clases do mestre B. Herrera. Logo as transcribe e as vende. Foi requerido ao respecto e contestou: "Eu teño unha oferta e eles unha demanda profesor. É o que vostede nos ensinou". Con esta resposta, o mestre ficou sen saber canto custaban as súas palabras no"mercado". Obviamente, este estudiante non é o único que fai uso das novas tecnoloxías como a maneira máis eficaz de tomar apuntes e estudiar. Os mesmos profesores "esfórzanse moito por facer as súas clases máis visuales, máis interactivas", segundo A. Obando no mesmo artigo. Remata coa conclusión "...parece que as novas tecnoloxías chegaron non só para ficar nas aulas, senon para transformar por completo o vello concepto do mestre, a tiza e o encerado". É necesario evitar o risco de utilizar estas tecnoloxías para substituir as obrigas docentes do profesor. No capítulo "La recolección del algodón" do libro "Disfruta tu ocio",139 Carlos G. Valle conta a seguinte historia: "Contamos o caso do profesor que, ao ter que ausentarse un día do curso de conferencias esenciais para a boa formación dos alumnos, lles anunciou que ese día e a esa hora faría que instalaran na aula e puxeran en marcha o magnetófono coa cinta sonora que el tiña gravada na que explicaba todo o que correspondía impartir naquela hora. Así os alumnos podían tomar os apuntes correspondentes. Pero non se ausentou, e á hora da clase acercouse por detrás para observar como reaccionaban os alumnos ante o experimento. O que viu foi unha aula baleira, e unha gravadora en cada pupitre gravando debidamente o que a cinta sobre a mesa do profesor lles ditaba. Ciclo completo. Universidade a distancia. Sobran os cursos. Xa se definira o ensino universitario nos bos tempos como o paso das notas do profesor aos apuntes dos alumnos sin pasar polo cerebro nin dun nin dos outros. O relevo o tomaron as máquinas". Fin da cita. Polo tanto, ainda que "as novas tecnoloxías chegaran para transformar o vello concepto do mestre, a tiza e o encerado", é necesario evitar "unha aula baleira, e una gravadora en cada pupitre gravando o que o magnetófono do profesor dita". Do mesmo xeito que encerado e tiza son simples útiles mecánicos que só a destra man (o destro saber) do docente convirte en ferramentas didácticas imprescindibles, os vídeos de YouTube, e por extensión, toda a capacidade de internet, deben ser instrumentos que faciliten e potencien a aprendizaxe. A visualización/audición é un acto relativamente pasivo que só será útil se ten unha continuidade activa na aula. Nas "Recomendaciones para el alumno" do libro que se referencia,140 Ira N. Levine aconsella textualmente: "O propósito deste manual é axudarte a aprender... Ese propósito non se alcanzará se usas este manual para aforrar tempo e traballo cando resolvas os teus problemas. Non se pode aprender a tocar a guitarra con só ler libros titulados "como aprender a tocar a guitarra" ou contemplando como o fan outras persoas. Pola contra, a mellor maneira de emplear o teu tempo é practicar coa guitarra... Usa este manual como incentivo para resolver problemas, non como método para aforrar traballo". Este é un axioma ineludible, intimamente conectado co feito de que a función do profesor non é tanto ensinar como conseguir que o alumno aprenda. Para iso ten que valerse da súa habilidade no manexo das ferramentas didácticas das que dispón. E para ensinar/aprender a Táboa Periódica, YouTube é unha delas. Outro aspecto a considerar é a duración dos vídeos publicados.141 Vídeos de duración preto aos 60 min como "Empire of the Ants" ou "It's Rocket Science!" eliminarían a actividade do profesor se son emitidos na súa totalidade nunha clase habitual. Facelo, non debe ser a norma. Ainda así, estes vídeos non perden a súa utilidade, sobre todo se consideramos a súa extraordinaria calidade, xa que baixar e

138 "En clase, estudiantes ahora se valen de cámara y grabadoras para registrar las lecciones". REDACCION EL TIEMPO. https://www.eltiempo.com/archivo/documento/CMS-6533787. Publicado el 07 de noviembre 2009. 139 "Disfruta tu ocio" Carlos G. Valles. 2010. San Pablo, Bogotá, Colombia. ISBN 978-958-715-434-4 140 "Problemas resueltos de Fisicoquímica". Ira N. Levine. MacGraw-Hill. México. 1982. ISBN: 84-85240-20-0. 141 A duración dos vídeos referenciados está indicada á beira de cada URL. 194 Boletín das Ciencias editar vídeos é moi sinxelo. Entón o profesor pode seleccionar fragmentos específicos que o axuden no seu labor. Alternativamente, poden ser visionados como actividades complementarias. Pero a duración da maioría dos vídeos está comprendida entre 4 e 10 minutos, non necesitando edicións ou fragmentacións posteriores. Os que modifican a letra de cancións famosas, están circunscritos á propia duración da canción orixinal elexida. Os vídeos aquí recollidos son unha mostra clara das notorias diferencias da calidade cinematográfica, así como de contido, existente entre os mesmos. Isto está intimamente relacionado coa entidade, particular ou institucional, promotora do vídeo. É necesario lembrar que a orixinalidade ou a calidade do vídeo non son exixencias requeridas para a publicación. Por isto, a busca de calidade obriga á visualización de moitos vídeos para ao final salvar moi poucos. De feito, moitos dos recollidos neste capítulo, non os utilizaríamos para as nosas labores docentes. Tampouco o número de visualizacións se pode utilizar como índice de calidade. Do mesmo xeito que se selecciona un libro de texto ou unha referencia bibliográfica, a elección dun vídeo obriga a visionar moitos outros para garantir que ten a calidade que desexemos, tendo en conta tamén o nivel de coñecementos previos e posteriores que aconsellan a súa visualización xa que os vídeos abarcan niveis educativos moi diversos. Tampouco esquenzamos que detrás de algúns vídeos hai un propósito comercial, máis o menos encuberto (venta de cursos, anuncios de academias, etc.). Tamén é importante ser conscientes de que boa parte dos mellores están publicados en idiomas distintos ao noso habitual. Sempre que esté baixo o control do docente, tampouco debera preocupar a existencia dun erro nun vídeo concreto. Antes ben, a detección do mesmo pode ser utilizada como unha arma educativa importante. Por exemplo, no vídeo "How it's made-Aluminium cans",142 no proceso de lavado dos botes de aluminio se indica que "... se utiliza auga desionizada, auga neutra sen pH...". É obvio que unha disolución acuosa ten un valor de pH maior, igual ou menor que 7, pero sempre ten un valor de pH. Así que é fácil deseñar un xogo de "Busque o erro", parecido aos de búsqueda de erros entre duas viñetas semellantes, tan típicas dos xornais da prensa diaria. É dubidoso o valor da aprendizaxe da Táboa Periódica como simple exercicio memorístico obviando a información que subxace na mesma, así como a súa capacidade de predición como demostrou a primeira proposta de Mendelev.

142 How it's made - Aluminium cans. https://www.youtube.com/watch?v=V4TVDSWuR5E. TheFBIfiles man. Publicado o 10 de marzo de 2013. Visualizacións: 1.309.878. Duración: 4min45s. 195 Nº 87 – Xullo 2019

O SISTEMA PERIÓDICO COMO FERRAMENTA NO

ENSINO DA QUÍMICA

BERMEJO, MANUEL R.

GONZÁLEZ-NOYA, ANA M. MANEIRO, MARCELINO

PEDRIDO, ROSA

Departamento de Química Inorgánica Universidade de Santiago de Compostela

1. INTRODUCIÓN A química é a ciencia do por qué e do para qué. Este capítulo, cuxa escritura estamos iniciando, tratará de dar resposta a estas preguntas no tema obxecto do libro; o Ano Internacional do Sistema Periódico, así como da súa importancia na comprensión e no estudo da química. O por qué está relacionado coa historia da química e do propio sistema periódico. Moitas das efemérides que celebramos este ano son a orixe do interese actual polo sistema periódico; porque a táboa periódica non naceu de súpeto na historia da química nin apareceu por obra e graza dunha única e esplendorosa mente intuitiva, senón que foi o resultado do traballo conxunto de moitísimos investigadores que, ao longo da historia da química, a desenvolveron e a crearon. Certo que foi Dimitri Mendeleev o xenio intuitivo que pasou á historia da ciencia porque no ano 1869 –hai 150 anos- publicou a súa táboa periódica; pero en todo caso el foi o elo final dunha cadea de acontecementos e pescudas históricas (realizadas por moitos outros investigadores) deste acontecemento desexado: a colocación ordenada dos elementos químicos coñecidos e a posible colocación daqueles outros elementos, aínda non coñecidos, que estaban por descubrir. Esta é a orixe do por qué da táboa periódica: como colocar ordenadamente os elementos químicos, de modo que puideramos entender e utilizar esa tal ordenación para saber moito sobre eles. Deste modo, con esta sublime idea, encadeábase o por qué e o para qué. Se entendiamos o por qué –chegando a descubrir a táboa periódica, ordenada periodicamente- tal vez puideramos chegar a descubrir o para qué –que facer cos elementos químicos e como descubrir os novos compostos que puideran formar e para que poderían servir estes-. Semellaba que o nó gordiano da química estaba na elaboración da táboa periódica. Pero fagamos un chisco máis de historia. Neste ano 2019 cúmprense 230 anos da publicación do libro de Lavoisier “Tratado Elemental de Química”. Cando Antoine Lavoisier está escribindo o seu libro decátase de que cómpre facer algo cos elementos descubertos ata o momento: ordenalos? como? Por vez primeira, na historia da química, elabórase unha táboa con 33 elementos: os que el consideraba os 196 Boletín das Ciencias elementos químicos do momento. Ao longo do século XIX fóronse descubrindo novos elementos químicos, e a propia química desenvolveuse moito, de modo que se espertou un extraordinario interese pola ordenación dos elementos coñecidos. Deste xeito, persoeiros da química como Charcourtois, Doberëiner, Newlands,... e moitos outros foron achegando ideas moi diversas sobre posibles ordenacións (noutros artigos deste número da revista hanse discutir algunhas partes desta historia). A problemática no mundo da química era tan variada no século XIX, e o interese por atopar unha táboa que ordenase os elementos coñecidos era tan grande, que no congreso de Karlsruhe do ano 1861 discutiuse amplamente deste tema. A historia conta como científicos moi novos (Borodin, Meyer, Mendeleev,...) encandiláronse co tema e comezaron a soñar coa elaboración dunha táboa periódica que puidera ordenar a todos eses elementos químicos xa coñecidos. Foron Dimitri Mendeleev e Julius Lothar Meyer os que trunfaron na idea de construír a tal táboa. No ano 1869 Dimitri presentou, o día 6 do mes de marzo, a súa táboa periódica que se vería referendada pola publicada por Meyer poucos meses despois. Neste artigo pretendemos analizar para qué serve a táboa periódica na química; cómo os químicos e as químicas actuais nos servimos dela para entender as posibilidades químicas de cada elemento químico.

Figura 1. Táboa periódica en galego (http://ciencianosa.blogspot.com/).

2. PARA QUÉ SERVIU O SISTEMA PERIÓDICO NA HISTORIA DA QUÍMICA A historia da química cóntanos como Mendeleev, logo de crear a súa táboa periódica, de contado se decatou da súa transcendencia. Cando conseguiu plasmar as súas ideas, colocando os elementos químicos ordenadamente, na forma dunha táboa, axiña se decatou que a tal ordenación determinaba a 197 Nº 87 – Xullo 2019 súa periodicidade de propiedades e, consecuentemente, estaba en condicións de predicir presenza de elementos, aínda non existentes, e mesmo algunhas das súas propiedades: - Presenza de elementos, na forma de ocos. Chegou a predicir a existencia para aqueles elementos que aínda non existían, pero que nalgún momento futuro habían existir por ser descubertos. Chegou a postular a existencia duns 10 novos elementos, na forma dos seus correspondentes ocos. Chamounos, por analoxía cos elementos dos grupos onde debían estar: eka (eka-boro, eka- aluminio, eka-silicio, eka-manganeso, eka-cesio,...); dvi (dvi-manganeso,...). - Propiedades, tanto físicas como químicas. Mendeleev chegou a publicar a predición das propiedades, tanto físicas (Pf, Pe, ,...), como químicas (estequiometría que debían presentar algúns dos seus óxidos, dos seus haluros, etc.) para algúns destes elementos. Para os elementos eka-boro (hoxe escandio), eka-aluminio (o galio) e eka-silicio (hoxe xermanio), non só foi quen de predicir a súa existencia sobre 1871 senón que chegou a publicar algunhas das súas propiedades físicas e químicas, que serían comprobadas cando se descubriran. Houbo que agardar ata o ano 1875 en que Boisbaudran, ao descubrir o galio, chegou a comprobar as súas predicións. Nilson, no ano 1879, faría outro tanto cando descubriu o escandio e, finalmente, Winkler comprobaría as súas predicións cando no ano 1885 descubra o xermanio. Era tanta a fe que tiña Dimitri nas súas ideas que, cando Boisbaudran descubre o galio e publica a densidade do mesmo –que resulta non ser coincidente coa súa predición-, halle retrucar que non está ben calculada e que a recalcule. Le Coq fíxolle caso e, ao recalculala, decatouse de que errara e que o novo cálculo experimental coincidía co proposto por Dimitri de xeito teórico. O Sistema Periódico nacía dando solucións aos problemas plantexados no seu tempo e contestando ao para qué servía a ciencia. Noutro capítulo deste libro, algúns de nós, tentaremos explicar a utilidade práctica do sistema periódico e proporemos exercicios prácticos para ser resolvidos, polos noso alumnado, dentro da aula.

3. A COMPOSICIÓN DO SISTEMA PERIÓDICO Comprender a composición do sistema periódico é esencial para chegar a entender a súa utilidade no coñecemento da química en xeral e, en particular, da química inorgánica. A composición do sistema periódico non se comprendeu na primeira época coas ideas de Mendeleev, pois a ordenación dos elementos, na súa táboa, foi realizada seguindo a orde crecente das súas masas atómicas. Non foi ata comezos do século XX que Moseley sentaría as bases da ordenación moderna dos elementos químicos dentro do sistema periódico, seguindo a ordenación dos números atómicos. Foi no ano 1913 cando publicou a lei de Moseley, unha lei empírica que establecía unha correlación entre a lonxitude de onda dos raios X emitidos por cada elemento e o seu número atómico. Ata ese momento a ordenación dos elementos químicos facíase por orde crecente das masas e, dende ese momento, a nova ordenación correspondía á orde crecente do seu número atómico. A lei de Moseley cambiou o criterio de ordenación dos elementos químicos no sistema periódico e, dende entón, este novo criterio será a do orde crecente dos seus números atómicos. O número atómico era e é o número de protóns no núcleo e, polo tanto, tamén o número de electróns que ten cada elemento químico. Por elo, podemos coñecer con moita facilidade como é a súa configuración electrónica externa, sen máis que aplicar as regras de enchido. Esta configuración electrónica permite clasificar aos distintos elementos químicos non pola súa posición no sistema periódico, senón polos seus números atómicos. Eses números atómicos son o determinante da súa posición no sistema periódico. Agora podemos comprender a composición do sistema periódico como integrado por distintos grupos de elementos; os fundamentais son: 198 Boletín das Ciencias

- Os non metais. Teñen de configuración: ns2 npx. Son aqueles elementos, situados no sistema periódico, relativamente próximos aos gases nobres e que lles cumpren algúns electróns para conseguir a configuración dese gas nobre máis próximo. Por esta razón terán tendencia a gañar eses electróns (posúen afinades electrónicas favorables). - Os metais. Teñen de configuración electrónica: nsx (n-1)dy (n-2)fz. Son elementos que posúen electróns por riba da capa completa dos gases nobres e que os poden perder con relativa facilidade (teñen potenciais de ionización pequenos). Estes metais, de acordo coas súas configuracións electrónicas indicadas, podían ser clasificados en: a) Metais dos grupos principais. Teñen de configuración: [G.N.] nsx. Son aqueles metais que teñen poucos electróns por riba da capa do gas nobre máis próximo, polo que os poderán perder con facilidade dando os catións correspondentes. b) Metais de transición dos grupos principais. Teñen configuración: [G.N.](n-1)dxns2. Teñen os seus electróns nos orbitais (n-1)d e ns, polo tanto poderanos perder ou poñer en xogo con facilidade dando lugar a química moi diversa en estados de oxidación positivos. c) Metais de transición interna, con electróns externos nos orbitais 4f, chamados clasicamente elementos lantánidos ou terras raras e, hoxe, lantanoides. Teñen configuración [G.N.]4fx6s2. Tamén poderán poñer en xogo eses electróns dando lugar a química iónica en moi diversos estados de oxidación positivos, pero nesta ocasión empregando orbitais (n-2)f e ns. d) Metais de transición interna, con electróns externos nos orbitais 5f, chamados clasicamente elementos do grupo dos actínidos e, hoxe, os actinoides. Teñen de configuración [G.N.]5fx7s2. Como os anteriores grupos poden utilizar todos eses electróns externos formando ións en moi variados estados de oxidación, pero agora utilizando os seus orbitais máis externos, os 5f e os 7s.

Figura 2. Táboa periódica amosando en cor os elementos químicos non metálicos.

4. POSICIÓN DOS ELEMENTOS QUÍMICOS NO SISTEMA PERIÓDICO E PROPIEDADES QUÍMICAS Unha vez explicada a clasificación dos elementos químicos que integran o sistema periódico, en función da súa configuración electrónica, é importante comprender como esta configuración 199 Nº 87 – Xullo 2019 determina o seu comportamento químico. Tratemos de comprender o comportamento dalgúns elementos en función da súa clasificación no sistema periódico. a) Elementos non metálicos con configuración ns2npx(n-1)d10 Como xa indicamos esta configuración corresponde aos chamados elementos non metais que, para o grupo n=2 do sistema periódico, se converte en ns2npx, por non existir orbitais 2d xa que estes aparecen con n=3 (3d). Vexamos seguidamente, dun xeito moi reducido aínda que se podería estender canto quixeramos, como poderiamos saber como é a química destes elementos partindo da súa configuración electrónica. Algúns exemplos hannos servir para comprender a importancia do sistema periódico e da configuración dos elementos.

Exemplo 1

Como será a química do cloro con configuración [Ne]3s23p53d0? Analicemos seguidamente as súas posibilidades iónicas e covalentes, así como o seu estado de agregación e algunhas propiedades físicas. 1º Estado de agregación e propiedades físicas A súa configuración indícanos que posúe un electrón desapareado nun orbital p que, doadamente, se poderá aparear con outro de similar enerxía. Estamos a dicir que un átomo de cloro, na presenza doutro, tenderá a aparealo dando lugar a unha molécula diatómica do tipo Cl-Cl. Estas moléculas estarán distribuídas ao azar no espazo nun momento dado, pero poderán formar nun instante un dipolo lineal instantáneo pero que, no seu tempo de vida, pode inducir outro dipolo inducido durante ese instante. Estamos dicindo que as moléculas de cloro estarán exercendo, unhas con outras, interaccións moi febles de van der Waals e, por mor do tamaño e das masas pequenas dos átomos, exercerán forzas pequenas. Iso explica que o estado de agregación sexa o gasoso en condicións normais e que os seus puntos de fusión e ebulición sexan moi baixos (Pf= -102ºC, Pe= -34ºC), o mesmo que a súa densidade ( = 3.21 g/mL). 2º Química iónica Dado que ten un e- desapareado podería perdelo, así como algúns outros máis se os seus potenciais de ionización foran favorables. Con dificultade forma catións o cloro (tan só podería fronte ao flúor) por non ter potenciais favorables. Pode formar un anión moito máis doadamente, para conseguir a configuración do gas nobre Ar, gañando o electrón que lle falta. Dado que a súa afinidade electrónica é favorable a súa tendencia será a de dar lugar á formación de anións do tipo Cl- seguindo o proceso:

Así aparecerá o cloro actuando quimicamente como formador de cloruros. Foi deste xeito como, no proceso de cristalización do magma no noso planeta, se formaron os minerarios dos cloruros ao reaccionar o cloro cos diferentes metais. 3º Química covalente A configuración do cloro podémola escribir como 3s2 3p2+2+1, o que ven indicar a presenza dun e- desapareado e con forte tendencia a aparealo, pero tamén se ve a existencia de electróns que se poden utilizar na formación de distintos enlaces covalentes, vexamos este tema máis polo miúdo. 200 Boletín das Ciencias

Ese e- desapareado formará enlace covalente cos electróns doutro átomo que os teña de similar enerxía e en condicións de compartir, o que determinará a formación de enlaces con gran estabilidade e a formación de novos compostos, así:

A podería ser todo o sistema, atómico ou molecular, que presente un ou máis electróns desapareados e en condicións de compartir, como exemplos:

Pero tamén:

Abonda con estes exemplos para comprender a amplísima variedade de compostos covalentes, di, tri, tetra, penta, hexa,... atómicos que poderá formar o cloro cos máis variados átomos do sistema periódico, así como con distintos radicais, coa condición de que teñan un e- desapareado, nun orbital de similar simetría e enerxía, e en condicións de ser compartido. O cloro pode formar moitos outros compostos covalentes compartindo algúns ou todos os seus e- dispoñibles neses orbitais 3s, 3p e 3d. Esa configuración indica que dispón de 5e- e de 9 orbitais (un orbital s, tres p e cinco d) de non moi distinta enerxía e que pode utilizar na formación de enlaces covalentes se, previamente, promociona os seus electróns a eses orbitais dispoñibles; isto daría lugar a unha situación configuracional do tipo 3s13p1+1+13d1+1+1, con moi reducido custo enerxético, e que permitiría a formación de ata 7 orbitais híbridos con disposición de formar enlaces con átomos ou sistemas que tiveran un e- desapareado. Polo tanto, se a formación de 7, 6, 5, ...novos enlaces compensa o custo necesario para a promoción dos e- e a hibridación dos orbitais, estariamos xerando novos compostos estables coas máis variadas estereoquímicas. Así podería formar compostos do tipo:

ClF7: utilizando 7 híbridos sp3d3 e formando 7 enlaces;

ClF5: utilizando 5 híbridos sp3d2 e formando 5 enlaces e 1 par electrónico solitario;

ClF3: utilizando 3 híbridos sp3d e formando 3 enlaces e 2 pares de e- solitarios. Como xurdiría a química das combinacións dos oxoácidos do cloro? Os oxoácidos son o resultado da variabilidade de valencia que produce a dispoñibilidade, na configuración electrónica do átomo central, de ata 7e- e de orbitais dispoñibles para colocalos. Os oxoácidos coñecidos son: HClO4, HClO3, HClO2 e HClO, con estruturas como as que se indican a seguir:

Figura 3. Estruturas dos oxoácidos do cloro. 201 Nº 87 – Xullo 2019

As estruturas dos oxoanións correspondentes son:

n = 1.75 n = 1.66 n = 1.5 n = 1 Figura 4. Estruturas dos oxoanións derivados dos oxoácidos do cloro. No caso do ácido perclórico e dos percloratos os enlaces son consecuencia dunha hibridación tetraédrica no átomo central do tipo: (4sp3)2+2+2+1. Formando 4 enlaces cos átomos de osíxeno, deles 3 dobres enlaces, o que determinará unha forma resoante do ClO4- (ver figura) que terá unha orde de enlace Cl-O de n = 1.75.

Figura 5. Estruturas do ácido perclórico (esquerda) e do ión perclorato (dereita). Código de cores: Cl, verde; O: vermello; H: branco (Housecroft e Sharpe, “Inorganic Chemistry”, 3ª ed., Pearson Education Ltd, 2008) No caso do ácido clórico e os seus sales, os cloratos, a forma resoante xorde do uso de híbridos sp3, tamén, pero onde un dos orbitais está ocupado por un par solitario e os outros tres orbitais presentan multiplicidade, resultando unha multiplicidade de n= 1.66 (ver figura). A súa estrutura é piramidal triangular. O ácido cloroso e os seus sales, os cloritos, son angulares derivados dunha disposición tetraédrica, na que dous dos orbitais híbridos están ocupados por pares electrónicos solitarios e os outros dous orbitais presentan multiplicidade, cunha orde de enlace resultante n = 1.5 (ver figura). Os hipocloritos e o ácido cloroso son moléculas lineais (como se ve na figura) onde 3 dos orbitais están ocupados por pares solitarios no entorno do cloro e hai un enlace  entre Cl-O. Poderiamos seguir ensinando máis, sobre a química do cloro derivada da súa configuración, pero parécenos dabondo cos exemplos amosados.

Exemplo 2

Como será a química do nitróxeno con configuración electrónica 2s22p1+1+1? Analizaremos brevemente como poderiamos estudar a química a que da lugar o nitróxeno, mirando tan só a súa configuración e, tamén, predicir algunhas propiedades físicas. 1º Estado de agregación e propiedades físicas A configuración manifesta a existencia de 3 e- desapareados nos orbitais p, polo que ao atoparse con outro átomo veciño axiña os apareará formando 3 enlaces do tipo NN, e dando lugar a unha molécula 202 Boletín das Ciencias moi estable por ter un triple enlace. A molécula resultante será moi pequena e apolar pero un chisco alongada, o que significa que poderá formar un dipolo instantáneo moi pequeno, que pode xerar un dipolo inducido tamén moi pequeno, polo que as forzas de van der Waals resultantes serán moi cativas e as asociacións moleculares resultantes moi poucas. O estado de agregación será o gasoso con puntos de fusión e de ebulición moi baixos (Pf= -210ºC e Pe= -196ºC), tamén a súa densidade será moi baixa ( = 0.81g/mL). Esta estrutura diatómica molecular adianta unha reactividade moi reducida, dado que a formación de compostos implicará sempre a rotura dese triple enlace. 2º Química iónica Esa configuración electrónica determina a posibilidade de formar compostos catiónicos (Nx+) e compostos aniónicos (Nx-). A exploración dos valores dos potenciais de ionización (I1, I2, I3) faranos comprender a dificultade da formación de especies catiónicas, mentres que a avaliación das afinidades electrónicas levaranos a predicir a posibilidade da formación de especies aniónicas do tipo N3-. Pódense formar nitruros (N3-) con características iónicas a expensas da enerxía de rede liberada na formación das especies iónicas M3N e M3N2, que compensaría os valores contrarios no ciclo termodinámico de Borh-Haber. 3º Química covalente A existencia de 3 e- desapareados, en cada átomo de N, permite entender a formación de compostos con 3 enlaces covalentes cando este elemento se atope fronte a átomos con 1e- desapareado (H, X,...) ou sistemas radicais (R) que tamén o teñan; puidendo dar lugar á formación dun enlace por compartición deses electróns. Os compostos formados serán do tipo:

Estamos a indicar a síntese de compostos como: o amoníaco NH3, os haluros NX3, as aminas terciarias MR3, etc. Poderiamos presentar moitos outros compostos onde se manifestara a tendencia a formar enlaces apareando os e- dispoñibles. Tamén cómpre dicir que, partindo desa configuración dada para o N, podemos formar orbitais híbridos do tipo (sp3)2+1+1+1, o que implica que o N poderá formar 3 enlaces covalentes por apareamento de electróns e colocar un par electrónico solitario nun dos orbitais híbridos sp3. A estrutura sería a dun tetraedro distorsionado (pirámide trigonal) polo par electrónico que ocupa un dos orbitais. Que sucederá cando o N se enlace con outros átomos que teñan varios e- desapareados? Caso de O, S, P, C, B, etc.? Cómpre lembrar a facilidade coa que os elementos do 1º período curto (Be, B, C, O, F) reorganizan os seus e- nos orbitais 2s e 2p para dar lugar á formación de orbitais híbridos sp, sp2 e sp3. Esta versatilidade fai que as súas posibilidades químicas se incrementen extraordinariamente. Exploraremos algunhas destas posibilidades, e animámosvos a que exploredes moitas máis, pola vosa conta, cos distintos átomos cos que se poden combinar.

Nas combinacións do N co O pódense formar, entre outros, os compostos: N2O, NO, N2O3, NO2, N2O4, N2O5. Vexamos algo da química dalgúns deles.

Na molécula N2O o tratamento do enlace, por medio do uso dos orbitais moleculares, poderavos axudar a comprender por qué a molécula ten que ser lineal do tipo:

203 Nº 87 – Xullo 2019

Se queda aínda un par electrónico por colocar, calculade cal será a orde de enlace correspondente a cada par de átomos. Como se pode ver será unha molécula lineal polar con posibilidade de interaccións de van der Waals febles e, polo tanto, estará en estado gasoso e terá puntos de fusión e ebulición baixos así como a súa densidade, que tamén será baixa. Esta molécula terá pares e- non enlazantes sobre os átomos de N e O con capacidade para ser doados, e poderán comportarse como bases de Lewis; tamén terán orbitais moleculares antienlazantes baleiros polo que poderán actuar como ácidos de Lewis. Pensade en especies que exemplifiquen estes comportamentos. Para a molécula NO é moi doado resolver a súa estrutura por orbitais moleculares e podedes comprobar como terá orde de enlace n = 2.5. Analizade cal será o seu estado de agregación, as súas propiedades físicas e a súa reactividade. Será ácido ou básico? Será oxidante ou redutor? Cómo se formaría o NO2?

A molécula NO2 é, estruturalmente falando, o resultado da utilización de híbridos sp2 por parte do átomo de nitróxeno, do tipo 3(sp2)2+2+1pz0. O tratamento orbital molecular xeneralizado daravos conta da estrutura resultante:

Como se pode ver é unha molécula angular, onde existe un e- desapareado ocupando un híbrido sp2 e os outros dous pares electrónicos forman enlaces múltiples cos correspondentes orbitais dos átomos de osíxeno, para os que se pode calcular doadamente a orde de enlace. Moitas das súas propiedades poden ser exploradas por vós. Como a molécula ten número impar de e- será paramagnética e compréndese que poida dimerizar, coa molécula veciña, para dar lugar á nova molécula O2N-NO2, outro óxido do nitróxeno representado como N2O4. Poderiamos seguir estudando outros óxidos, os seus oxiácidos e outros compostos derivados da reacción do nitróxeno con xofre, con fósforo, con carbono, con boro,..., partindo sempre da configuración electrónica do átomo de nitróxeno; pero ímonos parar a estudar outra posibilidade química do nitróxeno: a súa catenación. A catenación é a característica dominante na química do carbono e do silicio, como será no nitróxeno?. A catenación xorde como consecuencia da posibilidade que teñen os elementos do primeiro período corto de dar lugar a múltiples hibridacións e de formar enlaces á distancia precisa para facelos moi estables. No caso do carbono é particularmente especial a súa química de catenación, como consecuencia da súa configuración 2s2 2p1+1 e da posibilidade de formar híbridos variados, do tipo: a) Híbridos sp3. Fórmanse 4 híbridos sp3 con configuración 4(sp3)1+1+1+1 Son 4 orbitais con cada seu e- desapareado en condición de ser compartido con calquera outro átomo que teña outro e- desas características, formando enlaces nas 3 direccións do espazo. Cando se enlaza consigo mesmo pode dar lugar aos hidrocarburos saturados, CnH2n+2. b) Híbridos sp2. Formará 3 híbridos sp2 con configuración 3(sp2)1+1+1pz1 Con esta configuración poderá formar 3 enlaces  e un enlace  entre dous átomos de carbono, aparecendo as olefinas ou hidrocarburos non saturados de fórmula, CnH2n.

c) Híbridos sp. Formará 2 híbridos sp con configuración 2(sp)1+1px1py1 204 Boletín das Ciencias

Esta configuración determina que cada átomo de carbono poderá formar dous enlaces , con sendos átomos de carbono veciños e, ao mesmo tempo, dous orbitais  cun deles, resultando un triple enlace e dando lugar aos denominados alquinos, CnH2n-2. Na química do silicio estas posibilidades existen, pero non son tan extensas e importantes, pois o silicio é un elemento do segundo período curto. O nitróxeno pode catenar, pero farao na mesma cantidade, extensión e importancia que o fai o carbono?. Por ser un elemento do 1º período curto poderá formar os híbridos xa indicados: sp3, sp2, sp. Poderá formar tanta química como no caso do carbono?. Na química do nitróxeno fórmanse moi poucos compostos catenados, tan só:

HN3; H4NN3; H2N2 (moi inestable); N2H4; H4N4 (H2N-N=N-NH2). Como se ve, o nitróxeno pode catenar, pero por qué forma tan poucos compostos catenados? Cal é a razón de que no osíxeno existan menos compostos aínda, e no flúor non existan? Todo elo ven condicionado e determinado pola configuración electrónica externa e polo pequeno tamaño que van tomando estes átomos ao estar ao final do 1º período curto. Na química do carbono, ao ter 4e- externos, todos se empregaban na formación de enlaces -simples ou múltiples- non existindo e- dispoñibles sobre o átomo de carbono, polo que nunca dificultarán a formación de novos enlaces. No caso do nitróxeno sempre hai 1 par electrónico solitario sobre o átomo central, no caso do osíxeno xa hai dous e no flúor serán tres os pares que poden repulsionar aos pares solitarios dos átomos veciños, determinando a desestabilización dos sistemas resultantes. Ademais, ao desprazarnos cara á dereita no sistema periódico, o tamaño dos átomos vai diminuíndo polo que as distancias de enlace son cada vez máis cativas e, por ende, as repulsións entre os pares solitarios dos átomos veciños serán máis intensas, debilitando os enlaces  entre eses átomos e desestabilizando o sistema resultante. Vexamos no caso do nitróxeno como ten lugar a catenación, escollendo o caso da molécula de hidracina (H4N2). A formación desta molécula pódese comprender como o resultado do enlace entre dúas moléculas veciñas de NH3 que rachan un enlace  N-H e se enlazan, estes radicais, para formar un enlace N-N, así:

No esquema podemos ver como o novo enlace  N-N formado verase impedido pola repulsión xerada polos pares solitarios existentes sobre cada átomo de nitróxeno. O resultado é que se poderá formar a hidracina, pero será inestable. Invitámosvos a que refresquedes as vosas ideas sobre como ten que forzarse a estrutura da molécula da hidracina para que resulte máis estable. Con estas ideas “in mente” poderedes comprender e estudar pola vosa conta como se pode formar a molécula de peróxido de hidróxeno (H2O2), partindo de dúas moléculas de auga que se enlazan entre si.

Estudade as características estruturais do H2O2 e deducide como estará en condicións normais e como serán as súas propiedades físicas e químicas. Estudade a súa reactividade e explicade por qué será un forte oxidante. Moito máis poderiamos comentar sobre a química do nitróxeno, derivada da súa posición no sistema periódico, pero preferimos pasar a considerar outro átomo con configuración moi distinta. 205 Nº 87 – Xullo 2019

Figura 6. Táboa periódica amosando en cor os elementos químicos metálicos.

Exemplo 3

Como será a química do manganeso con configuración electrónica [Ar]3d54s2? A química do manganeso é tan ampla e variada no uso dos seus estados de oxidación que tan só amosaremos un chisco dela; pero, por esta razón, pareceunos importante escoller este metal para ensinar a transcendencia do uso do sistema periódico na comprensión da química. Para comprender máis doadamente esta variabilidade de química, construiremos unha táboa na que se mostran algunhas das súas combinacións osixenadas e haloxenadas (ver figura 7). A configuración electrónica do manganeso vai marcar o seu comportamento químico e determinar a súa propiedade dominante: a variabilidade de valencia. Na táboa 4 recóllense algúns dos moitísimos compostos que pode formar o manganeso. A súa configuración electrónica é a que determina este comportamento: ao ser un sistema 3d54s2 dispón de 7 e- externos que se poden utilizar na formación dos máis variados compostos tanto iónicos como covalentes. Vexamos algo da súa química aínda que tan só sirva para animarvos a lembrar todo canto tedes estudado no pasado. 1º Estado de agregación e algunhas propiedades Dicimos do manganeso, e de todos cantos elementos teñen configuración semellante á del, que son metais. Por que? Analizádeo. Escribimos a configuración 3d54s2 para subliñar que os orbitais 3d son de menor enerxía (máis estables, máis internos) que os 4s; pero non son de moi diferente enerxía, senón moi próximos en enerxía. Isto implica que os e- que primeiro se perden son os 4s2, pero tamén é moi doado a utilización dos e- en 3d. Este efecto conxunto é o que vai determinar a súa enorme variabilidade de valencia ou de estados de oxidación (ver figura 7) e, por ende, a enorme posibilidade de formación de compostos químicos. Cómpre engadir que as enerxías dos orbitais 3d, 4s e 4p non son moi distintas, o que ven significar que se poderán utilizar doadamente na formación de enlaces, por compartición de e-, se previamente se promocionan eses e- e se reorganizan os orbitais para formar os híbridos correspondentes. Chegaranse a utilizar os 9 orbitais dispoñibles (5d+1s+3p) para dar lugar á formación de 9 enlaces? A resposta é si. Non no caso do manganeso, por razóns que logo explicaremos, pero si no caso do tecnecio (moito máis voluminoso), do seu mesmo grupo e con idéntica configuración electrónica, que poderá formar o 206 Boletín das Ciencias

Na2ReH9 cuxa estrutura (a do anión enearrenato) é a dun prisma trigonal apicado nas súas caras cuadriláteras, onde se colocan os 9 átomos de hidróxeno.

Estado de VII VI V IV III II I,0,-I oxidación

Compostos MnO4- MnO42- MnO43- MnO2 Mn2O3 MnO Química

Mn2O7 MnF5 MnF4 Mn3O4 Mn3O4 organometálica

MnX3 MnX2 Carácter redox oxidantes redutores Carácter ácido- ácidos anfóter básicos base os Figura 7. Algúns compostos do manganeso (óxidos, oxosales e haluros) en distintos estados de oxidación.

Todo canto vimos de comentar, como afecta ao seu estado de agregación? O manganeso é 3d54s2, ten 7e- en orbitais de moi similar enerxía, polo que cando os átomos están xuntos, en estado gasoso ideal, os 7e- están nos seus orbitais, pero cando o sistema empeza a colapsar, eses e- colocados nos seus correspondentes orbitais interaccionan formando n orbitais moleculares enlazantes e outros n orbitais antienlazantes, onde se poderán aloxar ata 7 electróns por cada átomo. O anterior quere dicir que para un mol de átomos de manganeso (55 g) teriamos “n” moles de orbitais moleculares enlazantes (6.02 1023 orbitais) e outros “n” moles de orbitais atómicos antienlazantes correspondentes a cantos orbitais atómicos (d, s, p) xogaran na formación dos orbitais moleculares. Dado que a diferenza enerxética entre os orbitais atómicos é mínima, os orbitas moleculares resultantes formarán un continuo enerxético de orbitais moleculares (chamado banda de enerxía, banda de condución ou orbital de Bloch) onde se poderían aloxar os xe- do conxunto dos 7Ne- dispoñibles nos orbitais 3d54s2. Vese doadamente que eses xe- serán moitísimos, polo que agora entendemos porque se lles chama metais: estarán en estado sólido (Pf e Pe moi elevados); serán condutores (da luz e da electricidade); serán densos ( = 7.4 g/mL), tanto máis canto o sexa a súa masa; serán redutores (tendencia a perder os e- externos); etc. 2º Química iónica A súa configuración indica a posibilidade de perder algúns e- externos, dando lugar á formación de catións Mnx+, e a de gañalos pois ten orbitais vacantes, dando lugar a especies Mnx-. A afinidade electrónica non é moi favorable polo que non se coñecen especies Mnx-; pero si se forman compostos organometálicos en estados de oxidación negativos do tipo: Mn(NO3)(CO), [Mn(CO)5]-, [Mn(CO)4]2-, etc.

A química catiónica é moi habitual na forma de Mn2+ [(MnO), MnS, MnX2, MnSO4, Mn(NO3)2, Mn(ClO4)2;...], dado que o custo do potencial de ionización do metal é moi doado compensalo coa enerxía de rede dos compostos iónicos. Tamén existen compostos iónicos derivados do catión Mn3+ [Mn2O3; Mn3O4; ...], que son compostos iónicos onde a enerxía de rede dos compostos tipo corindón e espinelas compensan o moi elevado potencial de ionización total. 3º Química covalente A química covalente máis clásica do manganeso dáse nos compostos en estados de oxidación elevados (ver táboa 4) onde se poñen en xogo todos ou moitos dos seus e- dispoñibles. Existirán compostos de estequiometría MnX7, como no caso do cloro o xa citado ClF7? Esta estequiometría implica o uso de todos os electróns dispoñibles no Mn e a utilización de 7 orbitais híbridos. En principio deberiamos dicir que si; pois se dispón dos electróns necesarios e conta coa posibilidade de formar 7 orbitais híbridos do tipo d3sp3, cada un co seu e- desapareado, cando se enlacen, darían lugar a unha estereoquímica bipiramidal pentagonal (bpp); pero elo é posible? 207 Nº 87 – Xullo 2019

A formación dun composto ten lugar cando a enerxía do estado final é máis favorable que a enerxía dos estados iniciais máis a enerxía de transformación. Debemos lembrar que o tamaño do átomo de Mn é cativo e que máis cativo aínda será o do Mn no estado de oxidación VII. Polo tanto átomos voluminosos como I, Br, Cl,... non caberán no seu entorno, pero caberá o pequeno flúor? Tampouco caberán 7 átomos de flúor, pois ámbolos dous átomos son cativos e estarán colocados a distancias moi pequenas, o que orixinará grandes repulsión entre os pares solitarios do flúor e os pares de enlace. Estas grandes acumulacións de densidade de carga eléctrica desestabilizarán aos sistemas impedindo a súa formación.

Así pois non existirán nin o MnF7, nin o MnF6; pero si existe o moi inestable MnF5, poderiades pensar sobre como será a súa estrutura? Non insistiremos máis sobre este tipo de química de haluros nin sobre a dos óxido iónicos que están na táboa 4, que podedes estudar pola vosa conta. Que acontece coa química das combinacións osixenadas en estados de oxidación elevados? Poderanse estabilizar os compostos de Mn en estados de oxidación superiores con osíxeno? Como serán as súas estereoquímicas? Que se pode deducir do seu comportamento químico? De todo canto vimos de comentar insistiremos sobre o feito de que non poderán existir compostos de estequiometría 7, 6 ou 5 no entorno do manganeso, pois se non cabían os F moito menos poderemos poñer os osíxenos. Ademais, o osíxeno, pola súa configuración electrónica, terá tendencia a utilizar os seus 2 e- desapareados na formación dos enlaces posibles. Polo tanto temos que pensar nunha estereoquímica con índices de coordinación máis baixos e disposición tetraédrica no entorno do Mn, tal e como acontecía no caso xa discutido do cloro(VII).

Deste xeito, o Mn podería formar especies MnO4-, co Mn en estado de oxidación VII. Utilizaría orbitais híbridos tipo d3s nos que colocaría os 7 e- dispoñibles, tal e como facía o cloro, no perclorato, pero agora formando enlaces Mn-O cunha alta multiplicidade (orde de enlace n = 1.75) e cunha estrutura moi perfecta e altamente simétrica:

Os permanganatos serán sistemas d0, pois empregaron todos os electróns dispoñibles na formación dos enlaces múltiples, polo que non deberían ser coloreados. Se son violetas é como consecuencia dos espectros de transferencia de carga, procedentes dos pares de electróns solitarios que teñen os osíxenos e que penetran nos orbitais 3d desocupados que ten o Mn central.

Facendo unha discusión semellante poderedes estudar o comportamento dos compostos MnO42- e do MnO43-; ao tempo podedes discutir o carácter oxidante de todos estes sistemas. Como serán os óxidos nos estados de oxidación superiores? O seu comportamento estrutural ven derivado de canto vimos de explicar para os oxoanións. Polo tanto terán que ser tetraédricos.

Para o caso do Mn2O7 a disposición será a de dous tetraedros que comparten un oxo ponte do tipo Mn2O7 = O3Mn-O-MnO3:

Como se pode ver o Mn utiliza híbridos d3s, tal e como vimos nos manganatos, e o sistema resultante será tamén d0. 208 Boletín das Ciencias

Compréndese agora, doadamente, que este sistema será un forte oxidante e un ácido. Vexamos o seu comportamento fronte á auga:

A molécula de auga ataca algúns dos orbitais 3d desocupados do Mn, introducindo un grupo O-H, xerando o hipotético ácido “HO-MnO3” (“HMnO4”), e o hidróxeno restante fíxase sobre a molécula veciña. O ácido permangánico non existe, pero si os seus sales: os permanganatos. Con todos estes exemplos abonda para presentar e comprender a química dalgúns elementos químicos do sistema periódico, utilizando como base de partida a súa configuración electrónica derivada da súa posición na táboa periódica.

5. CODA Todo canto levamos escrito neste capítulo cremos servirá para que se comprenda a importancia da configuración electrónica (posición dos elementos químicos no sistema periódico), así como a súa transcendencia para entender a química dos elementos químicos. Non se trataba, neste artigo, de dar un curso completo de química inorgánica; tan só pretendiamos poñer de manifesto a significación especial do Sistema Periódico na construción da química. Xa Lavoisier, hai 230 anos, a albiscou. Mendeleev, hai 150, fixo predicións sobre os elementos. Hoxe, nós, quixemos celebrar o Ano Internacional do Sistema Periódico estendendo un chisco máis o uso e o manexo da táboa periódica, para ensinar como a configuración electrónica dos elementos químicos fai nacer e predí a química dos mesmos.

6. REFERENCIAS 1. M. R. Bermejo, “O Nome e o símbolo dos elementos químicos”. Revista Galega do Ensino, 1999, 23, p. 91. 2. M. R. Bermejo et al., “Química Inorgánica: Esquema Orientativo y Cuestiones Fundamentales”. Servicio de publicaciones de la Universidad de Santiago, 1976. 3. M. R. Bermejo e outros autores, “Mendeleev”, Boletín das Ciencias, 2009, p. 129 e bibliografía citada. 4. M. R. Bermejo, A. M. González Noya e M. Vázquez: a) "A nomenclatura química na Historia ", XII Congreso de ENCIGA, 1999, 83, e referencias citadas; b) "O nome e o símbolo dos elementos químicos". Ed. Xunta de Galicia, Secretaría Xeral de Política Lingüística, Centro Ramón Piñeiro para a investigación en Humanidades, Santiago de Compostela, 2006. 5. M. R. Bermejo, Ana González Noya e Marcelino Maneiro: a) “Que coñecemos dos elementos químicos novísimos”, Boletín das Ciencias, 2015, Nº 80, p. 49 e referencias citadas; b) “Guía dos elementos químicos”. Ed. Xunta de Galicia, Secretaría Xeral de Política lingüística, Centro Ramón Piñeiro para a investigación en Humanidades, Santiago de Compostela, 2018. 6. F. A Cotton e G. Wilkinson, “Advanced Inorganic Chemistry: A comprehensive text”, 3ª Ed. John Wiley and Sons, London, 1972. 7. N. N. Grenwood e A Earnshaw, “Chemistry of the Elements”. Pergamon Press. Oxford, 1984. 8. Housecroft e Sharpe, “Inorganic Chemistry”, 3ª ed., Pearson Education Limited, 2008. 9. S. S. Mauskopf, "Elemental deductions", American Scientist, 2007, 95, 456. 10. "La relació entre les propietats dels elements i llur pes atòmic. Mendeleyev, Dmitry Ivanovich”. Classics de la química 2. Societat Catalana de Química. Barcelona, 2005. 11. J. R. Partington, "A History of chemistry", Ed. Macmillan and Co., Ltd., 1964, vol. 4, 891. 12. P. Román Polo, “El profeta del orden químico: Mendeléiev”. Nivola: Tres Cantos Ed., 2008. 13. R. R. Scerri, "The periodic Table: its story and its significance". Oxford University press. London, 2007. 14. M. Serres, "Historia de las ciencias". Cátedra. Madrid, 1991. 15. P. Strathern, "El sueño de Mendeleev. De la alquimia a la Química". Siglo XXI de España editores. Madrid, 2000. 209 Nº 87 – Xullo 2019

TÁBOAS PERIÓDICAS PARA TODO TEMPO E LUGAR (2a

edición)

CID MANZANO, RAMÓN

IES de Sar, Santiago de Compostela

1. INTRODUCIÓN No ano 2009, publicouse nesta revista un artigo1 no que se recollía o resultado dunha actividade levada a cabo no curso 2007/08 por alumnado de ESO do IES de Sar (Santiago), co gallo do centenario do pasamento de Mendeleiev. A actividade consistíu na búsqueda na rede das diferentes propostas que tiñan a clasificación periódica dos elementos químicos como centro de interese. Dez anos despois, durante o presente curso (2018/19) realizouse unha actividade semellante cun grupo de alumnas e alumnos de 4º ESO e de 1º BAC, aproveitando a celebración dos 150 anos da publicación da primeira Táboa Periódica dos elementos químicos. De igual maneira que hai dez anos, sen grandes obrigas nin presións, conseguimos que aparecesen debates espontáneos entre eles á hora de considerar se unhas ou outras eran mellores ou peores, de forma que, case sen querer, estaban falando de elementos químicos, da maneira de ordenalos, dos nomes dos grupos ou familias, das propiedades que aparecían, da gran cantidade delas atopadas, de cómo se dicía tal ou cal elemento en diferentes linguas, etc. O propósito aquí é mostrar unha parte do resultado desta actividade, sendo o proceso o verdadeiramente importante, e non tanto as imaxes que de seguro son coñecidas por moitos e moitas. Ademais das Táboas, o alumnado atopou outros sitios webs relacionados, nos que desde diferentes ángulos son abordados os elementos químicos: cancións sobre eles, vídeos con reaccións químicas nas que participan, propostas de clasificación de elementos ao longo do S.XIX, biografías de Mendeleiev, etc. Aquí centraremos a cuestión nas táboas periódicas, presentando a continuación unha parte pequena das que poden ser atopadas, colocadas sen máis criterio que a orde en que foron elixidas entre as que foron enviadas polo alumnado. Ademais de lle dar a este número especial un toque gráfico diferente, esperamos que o lector ou lectora poda atopar, nos sitios web correspondentes que se cita, algunhas ideas para levar á aula de secundaria, facendo así máis doada a relación entre o alumnado e a Táboa Periódica dos Elementos Quimicos.

1 Cid R., García-Carrera J. (2009). "Táboas periódicas para todo tempo e lugar". Boletín das Ciencias nº 67, pp. 191-199. Santiago. 210 Boletín das Ciencias

Finalmente, queremos indicar que todas as imaxes que aquí se mostran só teñen intención divulgativa quedando suxeitos os interesados no seu uso ás normas de copyright que lle correspondan en cada caso. http://periodictable.com/

https://aulageek.wordpress.com/2010/01/13/aunque-parezca-mentira-es-una-tabla-periodica/

211 Nº 87 – Xullo 2019 https://www.meta-synthesis.com/webbook/35_pt/pt_database.php?PT_id=996

http://www.xtec.cat/~bnavarr1/Tabla/castellano/clark.htm

212 Boletín das Ciencias https://www.meta-synthesis.com/webbook/35_pt/pt_database.php?PT_id=1005

213 Nº 87 – Xullo 2019 https://www.meta-synthesis.com/webbook/35_pt/pt_database.php?PT_id=984

https://www.taringa.net/+imagenes/distintas-formas-de-la-tabla-periodica_12vrjm

214 Boletín das Ciencias https://www.taringa.net/+imagenes/distintas-formas-de-la-tabla-periodica_12vrjm

https://www.meta-synthesis.com/webbook/35_pt/pt_database.php?PT_id=961

215 Nº 87 – Xullo 2019 https://www.redbubble.com/es/people/zarkan/works/11878899-tabla-peri-dica-de- mario?p=canvas-print#&gid=1&pid=1

https://www.meta-synthesis.com/webbook/35_pt/pt_database.php?PT_id=977

216 Boletín das Ciencias http://www.chemistry-blog.com/wp-content/uploads/2009/04/fractal.jpg

https://www.meta-synthesis.com/webbook/35_pt/Ziaei_Periodic_table.png

217 Nº 87 – Xullo 2019 https://es.m.wikipedia.org/wiki/Alternativas_de_tablas_peri%C3%B3dicas#/media/Archivo%3APe riodic_system_Loop_format-es.svg

https://www.meta-synthesis.com/webbook/35_pt/pt_database.php?PT_id=780

218 Boletín das Ciencias https://www.meta-synthesis.com/webbook/35_pt/pt_database.php?PT_id=899

https://www.fieldtestedsystems.com/poster/

219 Nº 87 – Xullo 2019

O SISTEMA PERIÓDICO NA DIDÁCTICA DA AULA

ROMERO, MARÍA J. Departamento de Didácticas Aplicadas Universidade de Santiago de Compostela ROMERO, CARMEN CEPA Santa Cruz, Santa Cruz de Tenerife FERNÁNDEZ-FARIÑA, SANDRA GONZÁLEZ-BARCIA, LUIS M. Departamento de Química Inorgánica Universidade de Santiago de Compostela

1. INTRODUCIÓN O ano 2019 foi declarado polas Nacións Unidas como Ano Internacional da Táboa Periódica, ano no que se conmemora o 150 aniversario do descubrimento do sistema periódico por Dmitri I. Mendeléyev en 1869. Simultaneamente a IUPAC que foi fundada no ano 1919 celebra o seu propio centenario e, para a ocasión, ofrécenos o “Get in your element”, o reto da Táboa Periódica da IUPAC con participación de todos os países a nivel mundial (https://iupac.org/get-in-your-element/ ; https://iupac.org/100/pt-challenge/). Os gañadores pasarán ao concurso Nobelio (Nobelium Contest).

Figura 1. Décimo de Lotería Nacional para o 2 de marzo de 2019.

A nivel de España estanse organizando varias actividades: os décimos do sorteo da Lotería Nacional do 2 de Marzo mostrarán a fachada da Facultade de Química da Universidade de Murcia (Figura 1); 220 Boletín das Ciencias

Correos dedica un selo conmemorativo no que se destacan os elementos químicos descubertos por investigadores españois, … etc.1 Desde a definición de “elemento químico” de R. Boyle (“The sceptical chymist”, 1661)2 e o primeiro illamento dun elemento químico por Hennig Brand (fósforo) en 1669, moitos foron os científicos e científicas que contribuíron ao descubrimento e predición dos elementos químicos que levou a organizalos en forma de Táboa Periódica (Esquema 1). No século XVIII, Antoine Lavoisier publicou unha lista con 33 substancias simples (metálicas e non metálicas) no Traité Élémentaire de Chimie (1789).3 Anos máis tarde, Dalton publicou a primeira táboa con algúns elementos químicos (1808)4 e os seus pesos atómicos relativos. Jöns Jakob Berzelius en Annals of Philosophy (1813)5 propuxo o sistema actual de símbolos químicos para representar a cada elemento. Nesa época J. W. Döbereiner definiu o concepto de peso atómico (1817) e propuxo a “Lei das tríadas” como sistema para clasificar os elementos (1829).6 Alexandre-Émile Béguyer de Chancourtois foi o primeiro en observar a periodicidade dos elementos cando se ordenaban por pesos atómicos en forma de “caracol ou hélice telúrica” (1862).7 En 1864 John A. R. Newlands publicou a súa versión da Táboa Periódica8 na que colocaba os elementos descubertos en orde crecente de peso atómico e observou que, nun conxunto de elementos ordenados, o oitavo elemento tiña propiedades parecidas ao inicial (“Lei das oitavas”). Finalmente, Julius Lothar Meyer e Dmitri I. Mendeléyev levaron a cabo estudos sobre a orde dos elementos químicos e, enfocando os seus traballos de forma diferente, chegaron a conclusións moi similares. En 1869 Mendeléyev publicaba a Táboa Periódica dos elementos químicos,9 adiantándose un ano á publicación da Táboa Periódica de Lothar Meyer en 1870.10

Esquema 1. Algúns dos principais científicos e institucións que participaron na construción da Táboa Periódica desde os primeiros descubrimentos no s. XVII.

Desde a segunda metade do século XIX, período no que Mendeléyev propuxo a primeira Táboa Periódica, ata a actualidade descubríronse máis elementos químicos ata chegar ós 118 identificados ata agora. Ademais realizáronse distintas representacións da Táboa Periódica, desde as versións máis formais11 ata as tridimensionais12, ilustradas,13 ... A Táboa Periódica foi conmemorada de moitas formas: en selos,14 moedas,15 cartas e táboas con cartas,16 cancións,17 entre as que destacamos “The new periodic table song” (canal de AsapSCIENCE en youtube) para memorizar os elementos químicos en inglés e a versión con caracteres chineses.18 O sistema periódico (SP) debe considerarse como un recurso didáctico importante na aula: non só permite relacionar a posición que ocupa un elemento químico no SP coa súa configuración, natureza e 221 Nº 87 – Xullo 2019 reactividade, senón que é unha ferramenta que permite traballar outros contidos transversais: a historia, as contribucións de mulleres científicas, o emprego das TIC, ..., etc. Neste traballo falaremos sobre a utilidade didáctica da Táboa Periódica na aula, por medio de xogos e outras actividades educativas de modo que nos axuden a ensinarlles o sistema periódico dos elementos químicos e as súas propiedades, aos alumnos, de forma máis sinxela e amena. Na actualidade existe unha falta de motivación e certa pasividade nos alumnos de educación secundaria en canto á aprendizaxe da Química. Para entender a Química é fundamental saber como se organiza a Táboa Periódica e como se extrae a información que hai nela. É por isto que é necesario a busca de novas alternativas na aula así como de novas metodoloxías innovadoras que, mediante o uso de recursos didácticos adecuados, fomenten a creatividade e a participación tanto de alumnos como de profesores na aula. Fomentar a motivación e espertar o interese dos estudantes para coñecer os elementos químicos, comprender a súa organización na Táboa Periódica e razoar as súas tendencias, son factores importantes á hora de superar as dificultades que lles podan xurdir durante o proceso de aprendizaxe. Neste sentido, as actividades didácticas centradas na Táboa Periódica que impliquen un alto grao de participación por parte dos estudantes na aula resultan de grande utilidade.

2. APRENDIZAXE DO SISTEMA PERIÓDICO CON ACTIVIDADES DIDÁCTICAS E XOGOS NA AULA A utilización didáctica da Táboa Periódica na aula mediante xogos e actividades permitiranos obter unha serie de beneficios como profesores: i) ensinaremos os conceptos relacionados co sistema periódico dunha forma divertida, o que facilitará a súa aprendizaxe; ii) fomentaremos unha aprendizaxe continua, na que os estudantes poderán usar os conceptos aprendidos dunha forma interactiva e así mesmo establecer relacións entre ditos conceptos; iii) espertaremos un grande interese nos estudantes polo estudo da química; iv) fomentaremos o descubrimento de novas vocacións. En canto ao alumnado, estas actividades ou xogos aportaranlles os seguintes beneficios: i) aprenderán química de forma entretida e aprenderán a relacionar os principais conceptos entre si; ii) activarán tanto a súa mente como a súa creatividade; iii) entenderán o importante papel da química na vida diaria e na tecnoloxía; iv) descubrirán que, a química, non é unha ciencia memorística, senón que todo está contido na situación dos elementos no S. P. debido á súa configuración electrónica. Hoxe en día hai variedade de propostas baseadas en xogos para a ensinanza da Táboa Periódica nos diferentes niveis educativos e tamén se teñen elaborado unidades didácticas relacionadas con este tema. Por exemplo, nunha unidade didáctica publicada por Franco-Mariscal e colaboradores para os alumnos de 15-16 anos, inclúense diversas tarefas entre as que se atopan xogos de cartas, de mesa, puzzles, xogos de ordenador, de simulación, entre outros.19 Neste apartado resaltaremos algunhas das actividades didácticas e xogos levados ás aulas, descritos na bibliografía.

2.1. Clases interactivas As actividades baseadas en clases interactivas resultan útiles para que os estudantes analicen a periodicidade dos elementos da Táboa Periódica e as tendencias nas súas propiedades químicas e físicas. Hai estudos que demostran que este tipo de actividades resultan atractivas para os alumnos, 222 Boletín das Ciencias favorecen a aprendizaxe e melloran as súas capacidades predictivas.20 Seguidamente seleccionaremos e presentaremos algúns exemplos a considerar. - Exemplo 1: No estudo realizado por Hoffman e Hennessy,20 aplicable a clases introdutorias en educación secundaria ou primeiro curso de educación universitaria, organizáronse os alumnos en forma de Táboa Periódica (Figura 2) e pedíuselles que cada un identificase que elemento representaba; a continuación cada un deles presentouse aos elementos veciños e identificáronse entre eles e, a seguir, houbo un debate con preguntas sobre as diferencias entre as súas configuracións electrónicas. Finalmente, o profesor realizou unha serie de preguntas sobre quen posúe o maior tamaño atómico, carácter metálico, enerxía de ionización, etc, para que o analizasen entre eles e comprobasen as tendencias.

Figura 2. Esquema da distribución dos alumnos nunha “Táboa Periódica de persoas” que representan distintos elementos químicos. Esquema adaptado con permiso da referencia 20. Copyright (2018) American Chemical Society.

- Exemplo 2: Outra actividade de aula interactiva consiste en propoñer a existencia dun hipotético elemento que posúe unhas determinadas propiedades, elaborar distintas preguntas para que os alumnos analicen ditas propiedades e así razoen unha posible configuración electrónica e a súa posición na Táboa Periódica. Un exemplo desta actividade é o traballo levado á aula de química xeral (nivel universitario) sobre o metal ficticio vibranium da película “Black Panther”, que se lles describiu ao alumnado como “un metal que disolve outros metais, absorbe todo o son e é un mutáxeno”.21 Esta actividade resultou tamén interesante para tratar de forma paralela temas como a contribución das mulleres e das persoas de cor á ciencia e á tecnoloxía, entre outras áreas.

- Exemplo 3: Hai moitas outras actividades complementarias que se poderían levar a cabo na aula para que os estudantes exploren como se organizan os elementos químicos de forma periódica ou como interpretar a información que nos proporciona a Táboa Periódica; por exemplo: a) a construción dunha “pirámide periódica” tridimensional (Figura 3),22 na que cada nivel da pirámide pode ser dividido en capas e subcapas; b) a creación dunha táboa visual na que se representen os átomos e os seus electróns de valencia con materiais dispoñibles na aula, como a táboa de pelotas de tenis de mesa proposta por Selco e 223 Nº 87 – Xullo 2019

colaboradores,23 na que se empregan pelotas e limpapipas para elaborar os modelos atómicos, con códigos de cores para os elementos dos grupos principais e os electróns da capa de valencia.

Figura 3. Pirámide periódica 3D construída na aula cos símbolos dos elementos químicos e os seus pesos atómicos. Imaxe reproducida con permiso da referencia 22. Copyright (2013) American Chemical Society.

Poderiamos propoñer moitos outros exemplos; pero abonda co presentado para que comprendamos a idea e busquemos na rede máis información ou sexamos nós quen fagamos propostas novas.

2.2. Actividades sobre o xénero na Táboa Periódica O tratamento transversal do tema de xénero nas aulas de química é básico para que, as mulleres, se empoderen no mundo da ciencia en xeral e da química en particular. Algúns exemplos prácticos hannos de servir para explicar o que pretendemos e animar ao profesorado a contribuír con novas propostas neste campo. O noso grupo de innovación docente en didáctica e divulgación científica CienciaNOSA24 da Universidade de Santiago de Compostela vimos realizando diversas actividades de interese didáctico, entre elas destacan o proxecto Funil.gal (laboratorio virtual de química),25 obradoiros en congresos de ENCIGA, participación no campus de verán XuvenCiencia,26 actividades de divulgación relacionadas co xénero e a ciencia, ..., etc. Desde a idade antiga, a muller participou no desenrolo da ciencia, da química e tamén contribuíu a completar o sistema periódico dos elementos. En traballos anteriores, os membros de CienciaNOSA demos a coñecer cales foron as contribucións das mulleres á Táboa Periódica.27 Hai cinco elementos na Táboa Periódica que foron descubertos por mulleres: o polonio, o radio e o radon (Marie Sklodowska Curie), o renio (Ida Eva Tacke) e o francio (Marguerite C. Perey). En canto aos nomes dos elementos, hai dous nomes dedicados a mulleres que foron aceptados oficialmente ( curio e meitnerio) e un nome non aceptado oficialmente (o joliotio). Outros elementos químicos posúen nomes femininos referentes ós astros ou á mitoloxía.27 Tendo en conta estas consideracións, a realización de actividades na aula relacionadas co xénero e a Táboa Periódica, non só teñen interese desde o punto de vista da aprendizaxe da química e do sistema periódico, senón que tamén nos permiten levar a cabo actividades interdisciplinarias coas que os estudantes poidan relacionar distintos aspectos relativos ao xénero, á historia, ás aplicacións 224 Boletín das Ciencias tecnolóxicas e á importancia na sociedade que, hoxe en día, teñen os elementos descubertos por científicas ou os nomeados no seu honor.

- Exemplo 1: Membros do noso grupo de investigación elaboraron unha unidade didáctica na que se trata o tema de xénero na ciencia e se indica e traballa a contribución das mulleres ao sistema periódico. 28 Nesta unidade faise, entre outras, unha proposta educativa na que os alumnos deben elaborar fichas na aula para a identificación dos elementos químicos descubertos por mulleres.

- Exemplo 2: Outra alternativa consiste na presentación de científicas que contribuíron ao sistema periódico (Figura 4), por parte do profesor, e a posterior busca de información por parte do alumnado sobre: a biografía das científicas; a análise das súas contribucións á Táboa Periódica; o contexto histórico e relevancia dos seus descubrimentos;29 ..., etc.

Figura 4. Exemplo de diapositiva proposta para o seu estudo e debate na aula.28, 29

2.3. O Bingo dos elementos Unha forma de mellorar a aprendizaxe da Táboa Periódica desfrutando na clase é empregando xogos de tipo Bingo como recurso didáctico. O obxectivo principal é que os alumnos relacionen a estrutura atómica non só coa posición na Táboa Periódica, senón tamén coas tendencias no seu comportamento químico en cada período e grupo. As propostas que se levaron á aula, tanto na educación secundaria como na universitaria, consistiron na elaboración dun cartón coa Táboa Periódica, completa ou parte dela en función do nivel educativo. Trátase de encher as casillas baleiras desta táboa ou as que indique o profesor no menor tempo posible, mediante o emprego de cartas/tarxetas. Como mostra comentamos os seguintes exemplos:

225 Nº 87 – Xullo 2019

- Exemplo 1: O profesor proporciona aos seus alumnos unha baralla de cartas co símbolo, número atómico, número de electróns de valencia e algunhas das súas propiedades físicas ou químicas, e despois de barallar e escoller unha carta, deben colocala na posición correcta da táboa.30

- Exemplo 2: O profesor entrégalles unha tarxeta coa Táboa Periódica na que se inclúen os símbolos duns poucos elementos químicos que os alumnos deben identificar, escolle unha tarxeta e le en alto o número atómico, bloque, as propiedades e aplicacións na vida diaria dun elemento en particular, sen revelar a súa identidade. Os alumnos deberán recoñecer o elemento e marcalo se é un dos identificables indicados na táboa (Figura 5).31

Figura 5. Xogo de Bingo “Elemental Periodica” baseado na Táboa Periódica proposto por Bayir. Está composto por cartón da Táboa Periódica e tarxetas con pistas de cada elemento químico. Imaxe adaptada con permiso da referencia 31. Copyright (2014) American Chemical Society.

- Exemplo 3: O emprego dunha aplicación informática, creada no ano 2007 polos estudantes de 2º de Bacharelato V. Jara-Cano e F. J. Ortiz-Tudela supervisados por un grupo de profesores españois, que xera aleatoriamente elementos químicos de modo que, os alumnos, deben comprobalos no cartón coa Táboa Periódica (casillas brancas) que se lles entrega a cada un deles (Figura 6). Poden cantar “grupo” se completan tres elementos dunha mesma columna, “período” se completan cinco elementos da mesma fila ou “Bingo-táboa” cando se completan as 16 casillas brancas do cartón.32 En vez de extraer bolas, un reprodutor de vídeo amosa aleatoriamente vídeos elaborados con cada elemento no que se inclúe o símbolo e a imaxe do elemento que representa. Deste xeito os alumnos, ao mesmo tempo que xogan, poden relacionar cada elemento co seu aspecto real, co seu carácter metálico, estado de agregación, etc. 226 Boletín das Ciencias

Figura 6. Xogo de Bingo baseado na Táboa Periódica proposto por Franco-Mariscal e colaboradores. Figura reproducida con permiso da referencia 32. Copyright (2010) Educación Química.

2.4. Xogos de cartas e de taboleiro Os xogos de cartas e de taboleiro son recursos didácticos que tamén permiten desenvolver habilidades para a identificación dos elementos químicos a partir das súas propiedades e, coñecéndoas, traballar os conceptos de composto iónico, principio de electroneutralidade e formulación, entre outros. Como exemplos, podemos sinalar: o xogo de cartas “Old Prof"33; os xogos de taboleiro de “Divertiquímica” para practicar a nomenclatura de química inorgánica34; ou estes dous xogos propostos por Bayir:31 o xogo de cartas “Groupica” sobre os elementos químicos e o xogo de taboleiro “Compoundica” ao estilo parchís no que se tratan de asociar anións e catións para formar compostos iónicos. Un xogo de cartas que permite explorar a Táboa Periódica na aula de educación secundaria ou do primeiro curso de química na universidade, difundido en medios de comunicación, é o “ChemMend” (Figura 7) desenrolado por V. Martí-Centelles e J. Rubio-Magnieto, ex-alumnos de Química da Universitat Jaume I de Castellón.35 Este xogo fomenta o repaso mental dos grupos e dos períodos coa Táboa Periódica e mellora as capacidades dos alumnos. Está composto por 117 cartas: 90 cartas con símbolos de elementos químicos e 27 cartas non-químicas que aumentan o interese no xogo.

Figura 7. Anverso e reverso dunha carta de ChemMend do xogo deseñado por Martí-Centelles e Rubio- Magnieto. Imaxe reproducida con permiso da referencia 35. Copyright (2014) American Chemical Society. 227 Nº 87 – Xullo 2019

3. A TÁBOA PERIÓDICA E AS TIC As Tecnoloxías da Información e da Comunicación (TIC) ofrecen apoio para mellorar tanto os métodos de ensinanza como a aprendizaxe dos alumnos, e resultan de especial relevancia para conseguir que a aprendizaxe da Química e, de modo particular, que a aprendizaxe da Táboa Periódica dos elementos químicos sexa máis entretida. Actualmente hai moitos recursos educativos baseados nas TIC que están dispoñibles en páxinas web de revistas científicas, portais educativos, software para ordenador, apps para móbil, ... etc. Neste sentido, podemos empregar diferentes ferramentas ou recursos sobre a Táboa Periódica, desde táboas periódicas interactivas ata xogos interactivos,36 vídeos sobre os elementos químicos e actividades online. Neste apartado seleccionamos algunhas das opcións que nos pareceron máis interesantes para amosarvos:  No ano 2018 anunciouse a versión web do xogo ChemMend35 que mencionamos no apartado 2.4 (https://anque.es/2018/01/25/el-juego-chemmend-lanza-su-version-online/; http://rseq.org/material-didactico/chemmend-el-juego-de-cartas-para-aprender-la-tabla- periodica-periodo-de-prueba/). Esta versión dixital monoxogador foi adaptada con respecto á versión realizada na aula35 e trátase dun traballo de investigación realizado por investigadores do INIT e a Universitat Jaume I de Castellón. Os autores están investigando o potencial educativo do xogo e dan a opción ao profesorado para monitorizar os resultados dos alumnos, polo que vos animamos a todos a probalo.37  A Royal Society of Chemistry na súa páxina web http://www.rsc.org/periodic-table/ ofrece unha Táboa Periódica interactiva na que se poden identificar aqueles elementos químicos en función da súa natureza (metálicos, non metálicos, ...), o estado en que se atopan en función da temperatura, etc. Hai vídeos asociados a cada elemento e pódese descargar unha app para dispositivos electrónicos. Ademais na páxina de “Learn Chemistry” da Royal Society of Chemistry ofrécese unha Táboa Periódica interactiva para distintos niveis educativos coa que os alumnos poden aprender as tendencias dos elementos químicos.38  Ptable é unha Táboa Periódica interactiva dispoñible na páxina web https://www.ptable.com/#Orbital. Seleccionando un elemento da Táboa Periódica, os alumnos poderán ver a súa configuración electrónica, a forma dos orbitais atómicos, e as súas propiedades. A táboa ofrece enlaces directos coa Wikipedia para consultar información sobre os elementos metálicos, os elementos dun determinado período ou grupo, etc.  A iniciativa educativa TED-Ed ofrécenos os “periodic videos” da Universidade de Nottingham39 a través da súa páxina web http://ed.ted.com/periodic-videos, na que hai unha Táboa Periódica dispoñible con vídeos para cada elemento químico, nos que se amosan as súas características, usos e reactividade (subtítulos en portugués e inglés).  Entre as apps para telefonía móbil de carácter interactivo e didáctico, descargables do Google Play, destacaremos: a) “Tabla Periódica” de Socratica LLC, unha app para aprender sobre a Táboa Periódica xogando, con actividades sobre os símbolos dos elementos, vídeos, etc; b) “Tabla Periódica 2019-Química” de August Software que ademais de proporcionar imaxes dos elementos químicos e información sobre as súas propiedades, contén referencias directas de Wikipedia para cada un deles.

4. REFERENCIAS

1. https://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/actualidad/2019-ano-internacional-tabla- periodica_ 13722/3. Consultada o 25 de xaneiro de 2019. 2. R. Boyle, “The sceptical chymist”; J. M. Dent & sons, Ltd.: Londres, 1661. 228 Boletín das Ciencias

3. A. L. Lavoisier, “Traité Élémentaire de Chimie”, Chez Cuchet: París, 1789. 4. J. Dalton, “A New System of Chemical Philosophy” Part I; William Dawson & Sons, Ltd.: Manchester, 1808. 5. J. Berzelius, Annals of Philosophy, 1813, 443-454. 6. J. W. Döbereiner, Poggendorf’s Annalen der Physik und Chemie, 1829, 15, 301-307. 7. A.-É. Béguyer de Chancourtois, Comptes rendus de l'Académie des sciences, 1862, 54, pp. 757–761, 840– 843, 967–971. 8. a) J. A. R. Newlands, Chemical News, 1864, 10, 94–95; b) J. A. R. Newlands, Chemical News, 1865, 12, 83. 9. a) D. I. Mendeléyev, J. Russ. Chem. Soc., 1869, 1, 60-77; b) D. Mendeléyev, Zeitschrift für Chemie, 1869, 12, 405-406. 10. L. Meyer, Justus Liebigs Annalen der Chemie, 1870, 7, 354–364. 11. P. González Duarte, Boletín das ciencias, 2009, nº 67, 83-97. 12. https://www.thingiverse.com/thing:2741581. Consultada o 19 de Decembro de 2018. 13. http://elements.wlonk.com/. Consultada o 5 de Novembro de 2018. 14. J. García Martínez, J. M. Salas Peregrín, Boletín das ciencias, 2009, nº 67, 179-189. 15. http://www.elementsales.com/ecoins.htm. Consultada o 5 de Novembro de 2018. 16. a) http://periodictable.com/Posters/index.cards.html. b) http://www.academicschoice.com/games/periodic-quest.php. c) https://montessori123.com/products/level-2-moveable-periodic-table-of-element-photograph- with-text-cards-set-with-control-chart. 17. M. A. Gómez Doval, A. Jover Ramos, J. Vázquez Tato, Boletín das ciencias, 2009, nº 67, 201-208. 18. Canal AsapSCIENCE: https://www.youtube.com/watch?v=rz4Dd1I_fX0; versión da canción con símbolos chineses: https://www.youtube.com/watch?v=MKn5FmWn_ME. Consultadas o 5 de Novembro de 2018. 19. A. J. Franco-Mariscal, J. M. Oliva-Martínez, Á. Blanco-López, E. España-Ramos, J. Chem. Educ., 2016, 93, 1173–1190 e referencias citadas. 20. A. Hoffman, M. Hennessy, J. Chem. Educ., 2018, 95 21. S. N. Collins, L. Appleby, J. Chem. Educ., 2018, 95 , 281−285. 22. J. N. Hennigan, W. T. Grubbs, J. Chem. Educ., 2013, 90, 1003-1008. , 1243−1244. 23. J. Selco, M. Bruno, S. Chan, J. Chem. Educ., 2013, 90, 995-1002. 24. http://ciencianosa.blogspot.com/. 25. http://www.funil.gal/. 26. http://www.usc.es/xuvenciencia/campus/gl. 27. M. J. Romero, R. Pedrido, A. M. González-Noya, M. R. Bermejo, C. Romero, L. González-Louro, M. Martínez, M. I. García-Seijo, Boletín das ciencias, 2009, nº 67, 161-178. 28. A. M. González Noya, M. R. Bermejo, Tecendo cultura - As mulleres nas artes e nas ciencias. Servizo de publicacións do Conservatorio Profesional Municipal de Música de Vilalba. 2016, Cap. 16, 185-199. 29. A. M. González Noya et al., “A introdución da perspectiva de xénero na Química a través da Táboa Periódica”, IV Xornada Universitaria Galega en Xénero. Santiago de Compostela, 2016. 30. S. Tejada, J. Palacios, J. Chem. Educ., 2013, 90, 1115-1002. 31. E. Bayir, J. Chem. Educ., 2014, 91, 531-535. 32. A. J. Franco-Mariscal, A. Tomás-Serrano, V. Jara-Cano, F. J. Ortíz-Tudela, Educ. Quím., 2010, 21, 78-84. 33. P. L. Granath, J. V. Russell, J. Chem. Educ., 1999, 76, 485-486. 229 Nº 87 – Xullo 2019

34. Divertiquímica. S. Zúñiga, M. Augusto. Unidad de proyectos estratégicos. Instituto estatal de Educación Pública de Oaxaca, 2007. Fondo editorial identidades. 35. V. Martí-Centelles, J. Rubio-Magnieto, J. Chem. Educ., 2014, 91 36. http://www.retoquimica.byethost12.com/. Consultada o 28 de Decembro de 2018. , 868−871. 37. Acceso ao xogo en http://www.chemmend.uji.es; rexistro previo en: http://www.chemmend.uji.es/registration/source/register.php). Páxinas web consultadas o 27 de Decembro de 2018. 38.http://www.rsc.org/learn-chemistry/resource/res00001113/interactive-periodic-table- game?cmpid=CMP00002097. Consultada o 21 de Decembro de 2018. 39. http://www.periodicvideos.com/. Consultada o 21 de Decembro de 2018.

ANO XXXII

Nº 87 XULLO 2019 sumario PRÓLOGO Manuel R. Bermejo...... 5 2019 ANO INTERNACIONAL DA TÁBOA PERIÓDICA. UN PROXECTO PARA UN PAÍS Grupo de innovación docente CienciaNOSA...... 11 D. I. MENDÉLEIEV: UNHA APROXIMACIÓN AO CONTEXTO Ramón Cid Manzano...... 21 MIRANDO MÁIS ALÓ DO SISTEMA PERIÓDICO Sandra Fernández Fariña, Luis M. González Barcia, Miguel Martínez-Calvo, María J. Romero...... 49 BUSCADORES DE ELEMENTOS, CONSTRUTORES DO SISTEMA PERIÓDICO Constantino Armesto Ramón...... 63 LEGADO ESPAÑOL Á TÁBOA PERIÓDICA María Isabel Fernández-García, Esther Gómez-Fórneas, Laura Rodríguez-Silva, Lara Rouco... 73 A EVOLUCIÓN HISTÓRICA DA TÁBOA PERIÓDICA Concepción García Rodríguez...... 85 A IUPAC NA AXUDA DA CONFECCIÓN DO SISTEMA PERIÓDICO Manuel R. Bermejo, Marcelino Maneiro, Laura Rodríguez-Silva, M. Isabel Fernández-García... 103 A CLASIFICACIÓN DOS ELEMENTOS QUÍMICOS NO ENSINO DA QUÍMICA NO S. XIX NA UNIVERSIDADE DE SANTIAGO Ramón Cid Manzano...... 117 A METALURXIA NA HISTORIA DO SISTEMA PERIÓDICO Manuel R. Bermejo, Ana M. González-Noya, Marcelino Maneiro, Rosa Pedrido...... 129 O SISTEMA PERIÓDICO DENDE A PERSPECTIVA DUN QUÍMICO ORGÁNICO Diego Peña Gil...... 145 O GALICION FOI NOMEADO OGANESSON. A UTILIDADE DA PREDICIBILIDADE QUÍMICA DE MENDELEEV NA DIDÁCTICA DA AULA Manuel R. Bermejo, Ana M. González-Noya, Rosa Pedrido, María J. Romero...... 155 A TÁBOA PERIÓDICA EN YOUTUBE María Ángela Gómez Doval, José Vázquez Tato...... 167 O SISTEMA PERIÓDICO COMO FERRAMENTA NO ENSINO DA QUÍMICA Manuel R. Bermejo, Ana M. González-Noya, Marcelino Maneiro, Rosa Pedrido...... 195 TÁBOAS PERIÓDICAS PARA TODO TEMPO E LUGAR (2ª EDICIÓN) Ramón Cid Manzano...... 209 O SISTEMA PERIÓDICO NA DIDÁCTICA DA AULA María J. Romero, Carmen Romero, Sandra Fernández-Fariña, Luis M. González-Barcia...... 219