NOVA TÁBOA PERIÓDICA: UNHA ESPIRAL CADRADA

A táboa periódica é un dos logros máis importantes na historia da ciencia, especialmente no campo da química. A súa creación permitiu aos científicos organizar os elementos químicos coñecidos dunha maneira lóxica, baseada nas súas propiedades e características comúns. Este avance débese principalmente a Dmitri Mendeléyev, quen, en 1869, presentou a primeira versión da táboa periódica. Esta táboa non só organizaba os elementos segundo o seu peso atómico, senón que tamén predixo a existencia e propiedades de elementos que aínda non se descubriron.

A organización proposta por Mendeléyev non era a primeira en tentar clasificar os elementos, pero foi a que logrou unha coherencia tal que permitiu predicións precisas sobre elementos descoñecidos no seu tempo, como o xermanio e o galio. Ao longo dos anos, a táboa periódica evolucionou, integrando novos descubrimentos e axustes baseados nunha mellor comprensión da estrutura atómica e a mecánica cuántica. Hoxe en día, a táboa periódica moderna está organizada segundo o número atómico dos elementos, o que reflicte mellor a estrutura interna do átomo.

Recentemente, publicouse un artigo na revista Foundations of Chemistry que presenta unha innovadora proposta para reorganizar a táboa periódica en forma de espiral cadrada. Esta nova estrutura, desenvolta polos científicos españois Mario Rodríguez Peña e José Ángel García Guerra, busca resolver algunhas das limitacións que acompañaron ao deseño tradicional da táboa periódica durante máis dun século. O propio título do paper é toda unha declaración de intencións: "The periodic spiral of elements".

A táboa periódica é unha ferramenta esencial na química que organiza os elementos segundo as súas propiedades e comportamentos. Con todo, os científicos españois Mario Rodríguez Peña e José Ángel García Guerra sinalaron dous problemas importantes na disposición actual desta táboa. Primeiro, existen cortes artificiais entre os gases nobres e os metais alcalinos, así como a protrusión do bloque "f". Estas interrupcións dificultan a comprensión de como se relacionan os elementos e a súa organización natural.

Ademais, o hidróxeno, que ten características únicas, está situado no grupo dos metais alcalinos, a pesar de que tamén comparte propiedades cos halóxenos. Esta dualidade non se reflicte ben na súa posición actual, o que pode levar a confusións sobre o seu comportamento químico. Para abordar estes problemas, os autores propoñen un novo deseño en espiral cadrada que coloca ao hidróxeno no centro, destacando a súa natureza dual e eliminando os cortes artificiais. Este enfoque busca mellorar a representación dos elementos e facilitar unha comprensión máis clara das relacións químicas entre eles.

"A organización da táboa periódica actual non é exactamente a orixinal de Mendeleyev e o seu precursor anterior foi realmente a táboa ’left step’ de Janet quen dispuxo os elementos segundo os seus orbitais atómicos", comentou Mario Rodríguez. "Con todo, desde que a estudei, esta representación non me terminaba de convencer, principalmente porque tiña cortes ao pasar dun período a outro e en moitas ocasións os lantánidos e actínidos estaban a flotar tamén".

A disposición en espiral cadrada proposta por Mario Rodríguez Peña e José Ángel García Guerra diferénciase de representacións anteriores da táboa periódica en varios aspectos clave. En primeiro lugar, a diferenza das táboas tradicionais que presentan cortes artificiais e agrupacións que poden resultar confusas, a espiral cadrada organiza os elementos de maneira continua e fluída. Comeza co hidróxeno no centro e expándese cara a fóra nunha dirección contraria ás agullas do reloxo, o que permite unha representación máis natural do enchido dos orbitais electrónicos.

Ademais, esta nova disposición evita a necesidade de utilizar liñas descontinuas ou frechas para conectar elementos que comparten propiedades similares, como se facía nalgunhas representacións anteriores. En lugar diso, a espiral cadrada agrupa os bloques "s" e "p" na parte inferior, mentres que os bloques "d" e "f" organízanse nas súas propias seccións, o que facilita a identificación das relacións entre os elementos. Este deseño non só mellora a claridade visual, senón que tamén resalta a dualidade do hidróxeno, colocándoo nunha posición que reflicte mellor o seu comportamento químico tanto como metal alcalino como halóxeno.

Unha das innovacións máis significativas desta espiral cadrada é a colocación do hidróxeno no centro da espiral. Ao posicionalo aquí, destácase a súa capacidade para comportarse tanto como un metal alcalino (cando se combina con elementos do grupo 1) como un halóxeno (cando forma ligazóns con elementos do grupo 17). Ademais, esta posición central permite que o hidróxeno se conecte directamente co helio, o seguinte elemento na secuencia, sen pasar por outros elementos que non comparten as súas propiedades.

"Se se tenta ’conectar’ os extremos da táboa periódica para que non teña ’cortes’, obriga a dispoñelo en forma espiral", afirma Mario Rodríguez.

Iste enfoque non só resolve a ambigüidade na colocación do hidróxeno, senón que tamén mellora a continuidade e a lóxica interna da táboa periódica, permitindo unha transición máis natural entre os diferentes bloques de elementos. Ao facelo, facilítase o ensino e a aprendizaxe da química, e proporciónase aos científicos unha ferramenta máis coherente para comprender as propiedades e relacións entre os elementos.

A idea de usar unha espiral para organizar os elementos non é nova. Por exemplo, Janet e  Theodor Benfey xa propuxeran versións en espiral da táboa periódica. A proposta de Janet incluía unha clasificación helicoidal que evitaba os cortes artificiais, pero aínda colocaba ao hidróxeno na posición dos metais alcalinos, o que non abordaba completamente a dualidade deste elemento. Pola súa banda, Benfey desenvolveu o seu "caracol periódico", que combinaba ideas de espirais e lazos lemniscatos. Aínda que esta representación integraba algúns bloques de maneira máis fluída, seguía tendo complexidades na lectura e mantiña problemas coa localización do hidróxeno, que pasaba por encima de elementos como o berilio e o carbono, o cal non tiña relación coas súas propiedades.

A espiral cadrada proposta por Rodríguez Peña e García Guerra mellora significativamente algunhas das limitacións observadas nestes modelos anteriores:

- Simplicidade no deseño: A diferenza das espirais complexas ou as representacións tridimensionales, a espiral cadrada é máis fácil de debuxar e entender. O seu patrón regular elimina a necesidade de lazos complicados ou liñas descontinuas para conectar elementos, o que facilita o seu uso en contornas educativas e profesionais.  

- Representación efectiva da dualidade do hidróxeno: A espiral cadrada aborda de maneira efectiva a natureza dual do hidróxeno, colocándoo nunha posición central que permite a súa conexión tanto cos metais alcalinos como cos halóxenos, algo que ningunha das propostas anteriores había logrado de maneira tan clara.   

- Lectura natural dos elementos: A diferenza da "caracol periódico" de Benfey, que require ler algúns elementos de dereita a esquerda, a espiral cadrada segue unha dirección de lectura natural de esquerda a dereita, especialmente nos bloques "s" e "p", o que facilita a súa comprensión.

A pesar das súas moitas vantaxes, a espiral cadrada non está exenta de críticas e posibles desvantaxes:   

- Complexidade para a súa implementación inicial: Aínda que é máis fácil de interpretar que algúns modelos tridimensionales ou helicoidales, a espiral cadrada podería requirir un período de adaptación para os estudantes e científicos afeitos á táboa periódica tradicional. Ademais, podería ser necesaria a produción de novos materiais educativos e gráficos para facilitar esta transición.   

- Aceptación na comunidade científica: Como con calquera cambio significativo nunha ferramenta científica establecida, a aceptación da espiral cadrada dependerá da disposición da comunidade científica a adoptar unha nova forma de visualizar os elementos. Dado que a táboa periódica tradicional foi un piar na educación e a investigación durante máis dun século, pode haber resistencia a adoptar este novo modelo, a pesar das súas posibles vantaxes.Un dos problemas de implementar unha nova táboa periódica sería o período de adaptación longo nos plans de estudo.

Mario Rodríguez móstrase firme na proposta e a súa utilidade: "En canto ao interese que poida ter, considero que en ciencia sempre hai que adoptar modelos que representen mellor a realidade, aínda que implique vencer a resistencia para cambiar un amplamente establecido".

FONTE: Eugenio M. Fernández Aguilar/muyinteresante.es   Imaxes: es.wikipedia.org e Mario Rodríguez