Superman y la tabla periódica

Claudio H. Sánchez (*)

El Litoral

La película El hombre de acero, del año 2013, dirigida por Zack Snyder y con Henry Cavill en el papel protagónico, cuenta los primeros años de Superman en la Tierra: su infancia y adolescencia en la granja de la familia Kent, antes de convertirse en superhéroe.

En una de las escenas, el Sr. Kent le muestra a su hijo adoptivo la cápsula donde lo encontró cuando era un bebé procedente del planeta Kriptón. Le dice que la hizo analizar por un metalúrgico y que el material del que está hecha “ni siquiera figura en la tabla periódica”.

La idea de un material que no figura en la tabla periódica alude a una sustancia extremadamente exótica. Como el adamantium de las garras de Wolverine o el vibranium del escudo del Capitán América, se trataría de algo fuera de este mundo y, tal vez, de este universo. Sin embargo, así como está enunciada, la frase no tiene mucho sentido. De hecho, hay muchos materiales que no figuran en la tabla periódica. Por ejemplo, el acero, el vidrio, la madera o los plásticos. Y no figuran porque la tabla periódica no es un catálogo de todos los materiales posibles sino solamente de los llamados “elementos químicos”, sustancias formadas por un único tipo de átomos.

El acero no figura en la tabla periódica porque no es un elemento sino que está compuesto principalmente de hierro y carbono. Tampoco el vidrio, que es una combinación de silicio y oxígeno. Ni la madera o los plásticos, que son combinaciones bastante complejas de carbono, oxígeno, hidrógeno y otros elementos.

Los átomos que forman los elementos químicos consisten en un núcleo de cargas eléctricas positivas, rodeado de capas de cargas negativas. Tantas cargas positivas en el núcleo, como cargas negativas alrededor, de modo que el átomo se mantiene eléctricamente neutro. En la tabla periódica los elementos están ordenados según la cantidad de cargas en el núcleo. Así, en el primer casillero está el hidrógeno, con una única carga; en el segundo está el helio, con dos; en el tercero el litio, con tres; y así sucesivamente. En teoría, la tabla continúa indefinidamente, con átomos de cualquier número de cargas. Pero, aproximadamente a partir de las noventa cargas, los átomos se vuelven demasiado pesados e inestables y, tarde o temprano, emiten el exceso de cargas convirtiéndose en átomos más simples.

Si pensamos en los elementos estables, que son los únicos que podrían usarse como material de construcción, sin desintegrarse, no existen “elementos que no figuran en la tabla periódica”. Están todos. Si alguien descubriera una sustancia y sospechara que contiene un elemento nuevo, aún desconocido, debería analizarlo y contar la cantidad de cargas en sus átomos. Si, por ejemplo, contara veintiocho cargas, iría al casillero veintiocho y encontraría que ese lugar le corresponde al níquel. En otras palabras, en la tabla periódica no hay casilleros vacíos.

Esto no siempre fue así. En la antigüedad se conocían muy pocos elementos. Principalmente los metales, como el oro, el cobre o el hierro. Y, en realidad, el concepto de elemento químico, como lo entendemos ahora, no existía. Por ejemplo, el agua era considerada un elemento (todavía se la llama “el líquido elemento”) y no una sustancia compuesta, como sabemos hoy.

Cuando, a principios del siglo XIX, se empezó a tener una idea del concepto de átomo y se identificaron decenas de ellos, todos distintos, surgió el problema de clasificarlos. Se propusieron varios criterios pero el que prevaleció fue el del químico ruso Dimitri Mendeleiev.

Mendeleiev no podía clasificar los elementos según la cantidad de cargas eléctricas en sus átomos porque en sus tiempos no se sabía nada de la estructura interna de los átomos. Lo que hizo fue analizar diversas propiedades, como su peso específico, su temperatura de fusión o la mayor o menor facilidad con la que cada átomo se combinaba con los demás y construyó una tabla en la que estas propiedades variaban periódicamente a lo largo y a lo ancho de ella: la tabla periódica de los elementos.

Así, según las propiedades de un elemento, era la posición que debía ocupar en la tabla. Al revés, si uno señalaba un casillero cualquiera en la tabla, su posición definía las propiedades del elemento que lo ocupaba.

Pero cuando Mendeleiev publicó su primera tabla en 1869, hace ahora ciento cincuenta años, muchos de esos elementos todavía no habían sido descubiertos, Y por eso su tabla sí tenía casilleros vacíos. Por ejemplo, el casillero número veintiuno estaba vacío. Lo mismo que el treinta y uno, el treinta y dos y el cuarenta y tres.

Por la posición de esos casilleros en la tabla, Mendeleiev pudo deducir las propiedades de esos elementos aún por descubrir. En particular, el casillero número treinta y uno correspondía a un metal aproximadamente seis veces más pesado que el agua, de baja temperatura de fusión, alta temperatura de ebullición y con otras características bien definidas. En 1875 un químico francés llamado Paul Emil Lecoq de Boisbaudran identificó un nuevo elemento al que llamó galio y cuyas propiedades coincidían con las predichas por Mendeleiev para su casillero número treinta y uno. El elemento número veintiuno, el escandio, fue descubierto en 1879 y el treinta y dos, germanio, en 1886. Todos estos descubrimientos fueron hechos en vida de Mendeleiev, quien pudo así comprobar la efectividad de su tabla. El último hueco en la tabla periódica, el cuarenta y tres, corresponde a un elemento que no se encuentra en la naturaleza, pero fue producido artificialmente en 1937 y bautizado tecnecio.

Dimitri Mendeleiev murió en San Petersburgo el 2 de febrero de 1907. En ocasión de los ciento cincuenta años de la publicación de su tabla, la Asamblea General de la Organización de las Naciones Unidas declaró a 2019 Año Internacional de la Tabla Periódica.

Cuando Mendeleiev publicó su primera tabla en 1869, hace ahora ciento cincuenta años, muchos de esos elementos todavía no habían sido descubiertos, Y por eso su tabla sí tenía casilleros vacíos.

El último hueco en la tabla periódica, el cuarenta y tres, corresponde a un elemento que no se encuentra en la naturaleza, pero fue producido artificialmente en 1937 y bautizado tecnecio.

(*) Periodista y divulgador científico.