El 1 de marzo de 1869, Dmitri Ivánovich Mendeléyev, profesor de química de la Universidad de San Petersburgo, presentó a la Sociedad Química Rusa una tabla de clasificación de los elementos conocidos. Sesenta y tres elementos estaban ordenados por masa atómica creciente. Y, sobre todo, tres casillas quedaron vacías. Mendeléyev anunció que esas casillas correspondían a elementos todavía desconocidos, cuyas propiedades predijo. Esta predicción, audaz para la época, se convertiría en la prueba decisiva de la periodicidad química.
El método: interpolación entre vecinos
Mendeléyev partió de una hipótesis fuerte: las propiedades de un elemento son una función periódica de su masa atómica. Si una casilla está vacía entre dos elementos conocidos, el elemento que falta debería tener propiedades intermedias. Pero no solo eso: también debe ser coherente con sus vecinos verticales (del mismo grupo).
Mendeléyev aplicó esta doble interpolación, horizontal (período) y vertical (grupo), para estimar numéricamente la masa atómica, la densidad, el punto de fusión, el carácter metálico y los compuestos típicos de los tres elementos que faltaban. Los llamó provisionalmente eka-boro (por descubrir debajo del boro), eka-aluminio (debajo del aluminio) y eka-silicio (debajo del silicio), donde «eka» significa «uno» en sánscrito.
Predicción 1: el eka-aluminio (1871)
Mendeléyev predijo para el eka-aluminio:
| Propiedad | Predicha (1871) | Medida (1875, galio) |
|---|---|---|
| Masa atómica | ~68 | 69.7 |
| Densidad | 5.9 g/cm³ | 5.91 g/cm³ |
| Punto de fusión | bajo (Tf < 100 °C) | 29.8 °C |
| Cloruro | Ea₂Cl₆ volátil | Ga₂Cl₆ volátil |
| Método de descubrimiento | espectroscopía | espectroscopía |
En 1875, el francés Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran, al analizar una muestra de esfalerita, identificó un nuevo elemento por sus líneas espectrales características. Lo llamó galio (por Gallia, el nombre latino de Francia) y publicó sus propiedades. Mendeléyev leyó el artículo, notó la notable concordancia con sus predicciones y escribió a Lecoq de Boisbaudran sugiriéndole que volviera a medir la densidad, que este había informado algo baja (4.7 en el primer informe). Tras la nueva medición, el valor correcto era 5.91 g/cm³: exactamente la predicción de Mendeléyev. La comunidad química quedó atónita.
Predicción 2: el eka-silicio (1871)
Para el eka-silicio, debajo del silicio:
| Propiedad | Predicha (1871) | Medida (1886, germanio) |
|---|---|---|
| Masa atómica | ~72 | 72.6 |
| Densidad | 5.5 g/cm³ | 5.32 g/cm³ |
| Color | gris oscuro | blanco grisáceo |
| Punto de fusión | alto (~800 °C) | 938 °C |
| Óxido | EsO₂, blanco, Tf alto | GeO₂, blanco, Tf 1115 °C |
| Cloruro | EsCl₄ líquido volátil, d ~1.9 | GeCl₄ líquido, d = 1.87 g/cm³, Te 86 °C |
El alemán Clemens Winkler, en 1886, aisló un nuevo elemento a partir de la argirodita (sulfuro de plata y germanio). Publicó sus propiedades y llamó al elemento germanio en honor a su país. La coincidencia con las predicciones de Mendeléyev fue aún más sorprendente que en el caso del galio. Winkler reconoció públicamente su deuda: «Esta correspondencia demuestra cuán exacta es la ley periódica».
Predicción 3: el eka-boro (1871)
Para el eka-boro:
| Propiedad | Predicha (1871) | Medida (1879, escandio) |
|---|---|---|
| Masa atómica | ~44 | 44.96 |
| Densidad (óxido) | ~3.5 g/cm³ | 3.86 g/cm³ |
| Carácter ácido | fuertemente básico | fuertemente básico |
El sueco Lars Fredrik Nilson, en 1879, aisló un nuevo elemento a partir de los minerales escandinavos euxenita y gadolinita. Lo llamó escandio por Escandinavia. Cleve, su colega, estableció la conexión con el eka-boro predicho ocho años antes y publicó un reconocimiento.
Resultado: tres de tres
En 15 años, las tres casillas vacías de la tabla de 1869 se llenaron, exactamente como se había predicho. Y lo más importante: los valores numéricos de masa atómica, densidad y punto de fusión coincidieron con un margen de unos pocos por ciento. Para la comunidad científica del siglo XIX, esto fue la prueba de que una ley subyacente gobernaba el orden de los elementos, aunque la causa física de esa ley (la mecánica cuántica) no se esclarecería hasta 60 años después.
Lo que Mendeléyev no predijo
Mendeléyev también se equivocó, y conviene señalarlo:
- No predijo la existencia de los gases nobles. Cuando William Ramsay los descubrió (1894-1898), Mendeléyev se negó al principio a creerlo: su tabla no tenía lugar para ellos. Al final los aceptó y añadió un nuevo «grupo 0».
- Colocó mal varios lantánidos, que en ese momento no podía distinguir de la subcapa d.
- Durante años defendió una posición contra la masa atómica del telurio (127.6 > yodo 126.9), que parecía contradecir el orden por masa. Tenía razón en cuanto a la periodicidad (Te antes de I), pero el criterio correcto (el número atómico, no la masa atómica) no sería propuesto hasta 1913 por Henry Moseley.
El legado
El éxito de las predicciones de Mendeléyev convirtió a la tabla periódica en el arquetipo de una ley predictiva en la ciencia: una representación gráfica que contiene información suficiente para anticipar lo desconocido. Esta propiedad la hace un objeto pedagógico único, y no es casualidad que casi todos los libros de texto de química en 2025 comiencen con ella.
Mendeléyev murió en 1907, seis años antes de que Moseley reordenara definitivamente los elementos por número atómico, aportando la base teórica de la tabla moderna. Cuando murió, la tabla tenía 86 elementos. Hoy tiene 118. Pero su estructura de 1869, con columnas según la periodicidad y predicción por interpolación, se ha mantenido intacta. Es una de las construcciones más duraderas de la historia de la ciencia.