¿Cuándo fueron descubiertos los elementos químicos?


Antes de responder esta pregunta deberíamos recordar qué es un elemento químico. Se define como tal al átomo medio, generalmente constituido por dos o más isótopos o por un solo núclido; en el primer caso los núclidos que lo forman mantienen constante su composición o abundancia isotópica en las diferentes muestras terrestres. Por ejemplo, el elemento oxígeno está constituido por tres núclidos, isótopos entre sí, de índice de masa 16, 17 y 18. Por otra parte, en la naturaleza existen pocos elementos mononúclidos, entre ellos se encuentran el flúor (F) y la plata (Ag).

El idioma de la ciencia química tiene su propio alfabeto. Cada elemento químico tiene un nombre que se representa de manera abreviada por un símbolo que puede ser de una o dos letras. Las fórmulas de los compuestos químicos conocidos, que en la actualidad son varios millones, nos muestran numerosas y diversas combinaciones de esas letras. Pero las letras aisladas, es decir, los elementos, son mucho menos numerosos. Hasta octubre de 2010 estaba aceptada oficialmente la existencia de 112 elementos, de los que solamente 92 tienen presencia natural. El resto de los elementos conocidos en la actualidad ha sido obtenido artificialmente por los científicos, apoyándose fundamentalmente en reacciones nucleares.

La historia del descubrimiento de los elementos químicos es una parte importante de toda la historia de la química y también de la humanidad. Habría que decir también que una parte de los elementos no fue descubierta como tal, sino que existían desde la antigüedad.

Los elementos conocidos desde la antigüedad son los siguientes: hierro (Fe), carbono (C), oro (Au), plata (Ag), mercurio (Hg), estaño (Sn), cobre (Cu), plomo (Pb) y azufre (S).

La anterior lista de elementos no está conformada precisamente por aquellos que fueran más abundantes, como podría suponerse. Bastaría un ejemplo para confirmarlo: el hombre respiraba la sustancia simple del elemento oxígeno (O), relativamente abundante en la atmósfera y sin embargo, no fue hasta finales del siglo XVIII que se supo que este era un elemento químico. Algo parecido ocurre con el silicio (Si), que se encuentra formando parte de la corteza terrestre, está presente en la composición de la mayoría de las rocas y de manera abundante en la arena, pero fue descubierto en el siglo XIX.

Entonces, ¿por qué aquellos elementos son conocidos desde los tiempos remotos? Pues, a pesar de sus diferencias en cuanto a propiedades todos aquellos elementos tienen algo en común. La mayor parte de ellos se encuentra en la Tierra en estado natural, no como compuestos químicos sino como sustancias simples. Ese es el caso del oro, de la plata y del azufre. También se han encontrado en estado libre, aunque muy raramente, el cobre y el mercurio. Esta es la razón por la que estos se encuentran entre los primeros elementos que el hombre conoció. Para hallarlos no hacían falta operaciones químicas. La simple observación era suficiente.

El hierro dio nombre a una de las épocas del desarrollo de la humanidad, la edad del hierro. Muchos científicos consideran que el hombre conoció primero el hierro, encontrado en estado libre, procedente de los meteoritos. Más tarde los metalúrgicos de la antigüedad inventaron los métodos de fabricar el hierro a partir de los minerales. El estaño y el plomo también fueron fabricados de minerales. Los procesos utilizados para separar estos metales de los compuestos (procesos de reducción, diríamos ahora) son relativamente simples y resultaron ser dominados por los hombres que tuvieron la idea más primitiva sobre operaciones químicas.

La época del descubrimiento en masa de elementos químicos empezó en la segunda mitad del siglo XVIII. Decenas de siglos que la precedieron, presenciaron el descubrimiento de tan solo cinco elementos nuevos: arsénico (As), antimonio (Sb), bismuto (Bi), fósforo (P) y zinc (Zn). Estos fueron hallados accidentalmente por alquimistas en sus vanos intentos de encontrar la piedra filosofal. En este sentido ayudaron las propiedades de algunos de ellos, por ejemplo, la sorprendente luminiscencia del fósforo en la oscuridad.

El descubrimiento de nuevos elementos químicos inició un camino en correspondencia con el desarrollo de la ciencia en general y de la química en particular, que comenzó a tomar forma de ciencia independiente con sus propios métodos de investigación. Los científicos aprendieron a determinar la composición de los minerales formados por elementos químicos conocidos y otros que no lo eran. Las necesidades de la técnica y la vida en general impusieron también un reto a los científicos, lo que al mismo tiempo propiciaba la aparición de nuevos conocimientos teóricos. Así se inició un prolongado período analítico en el desarrollo de la ciencia química.

Durante este período fue encontrada una parte considerable de los elementos que existían en la Tierra.

El desarrollo de la química neumática propició el descubrimiento del hidrógeno (H), el nitrógeno (N) y el oxígeno (O), lo que ocasionó un avance teórico extraordinario con el derrumbe de la teoría del flogisto y el desarrollo de la teoría de la oxidación.

El método químico analítico de investigación permitió descubrir un número considerable de elementos como resultado del análisis químico de minerales, principalmente. La química tomaba más y más la forma de una ciencia y su actividad dirigida al conocimiento, en primer lugar, de las sustancias inorgánicas iba creciendo. Es así como se descubrieron el cobalto (Co), el níquel (Ni), el manganeso (Mn), el bario (Ba), el molibdeno (Mo), el wolframio, también conocido como tungsteno (W), el telurio (Te), el estroncio (Sr), el circonio (Zr), el uranio (U), el titanio (Ti), el cromo (Cr), el berilio (Be), el niobio (Nb), el tantalio (Ta), el platino (Pt), el paladio (Pd), el rodio (Rh), el osmio (Os), el iridio (Ir), el rutenio (Ru), el flúor (F), el cloro (Cl), el bromo (Br), el yodo (I), el boro (B), el cadmio (Cd), el litio (Li), el selenio (Se), el silicio (Si), el aluminio (Al), el torio (Th) y el vanadio (V).

El método electroquímico, como parte del método químico analítico de investigación propició el descubrimiento de los elementos sodio (Na), potasio (K), magnesio (Mg) y calcio (Ca).

El análisis espectral permitió el descubrimiento de elementos como el cesio (Cs), el rubidio (Rb), el indio (In), el talio (Tl) y el galio (Ga). Los espectros ayudaron a descubrir también a los llamados gases nobles helio (He), neón (Ne), argón (Ar), kriptón (Kr) y Xenón (Xe).

El descubrimiento del fenómeno físico de la radioactividad permitió conocer nuevos elementos como el polonio (Po) y el radio (Ra), los que se agregaron a los ya conocidos torio  y uranio, que también tenían esta característica. 

Una época caracterizada por muchos desaciertos fue la que correspondió al descubrimiento de los elementos químicos conocidos como tierras raras. Sus características de presentar una semejanza química sorprendente ocasionaron no pocos obstáculos y dieron lugar a varios falsos descubrimientos. El período en el cual vieron la luz estos nuevos elementos duró más de un siglo y en él fueron descubiertos, entre otros, el terbio (Tb), el erbio (Er), el iterbio (Ib), el holmio (Ho), el tulio (Tm), el neodimio (Nd), el praseodimio (Pr), el gadolinio (Gd) y el disprosio (Dy).

A fines de la década de los años veinte del siglo pasado terminó el descubrimiento de los elementos químicos existentes en la naturaleza. Pero la historia del descubrimiento de nuevos elementos no terminó en esto, continuó con la búsqueda de aquellos que se obtienen artificialmente. Todos estos elementos son radioactivos y a veces solo viven fracciones de segundo, por lo que el estudio de sus propiedades ha constituido un enorme reto para los químicos.

Dentro de esos elementos químicos se encuentran los más recientes: rutherfordio (Rf), dubnio (Db), seaborgio (Sg), bohrio (Bh), hassio (Hs), meitnerio (Mt), darmstadtio (Ds), roentgenio (Rg), y el último descubierto, hasta octubre de 2010, que ocupa el lugar 112 en la Tabla Periódica, bautizado con el nombre de copernicio y tiene como símbolo Cn.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Humphry Davy, descubridor de los elementos potasio, sodio, magnesio, calcio, boro y bario.

Carl Wilhelm Scheele, descubridor de los elementos oxígeno, cloro, wolframio, bario, molibdeno y manganeso.

María Curie, descubridora de los elementos radio y polonio.

 

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