En este año de 2019, tanto la ONU, como la UNESCO, desean conmemorar el 150º aniversario de la ordenación metódica, por primera vez, de los elementos químicos, conforme a su número atómico (número de protones), y a ciertas características y singularidades de sus átomos, realizada por el químico ruso Dimitri Mendeléjeff (Tobolsk, 1834 - San Petersburgo, 1907), en 1869.
Otras asociaciones que promueven el IYPT2019 son la Unión Internacional de Física Pura y Aplicada (IUPAP), la Sociedad Europea de Química (EuChemS), el Consejo Internacional para la Ciencia (ICSU), la Unión Astronómica Internacional (IAU) y la Unión Internacional de Historia y Filosofía de la Ciencia y la Tecnología (IUHPS).
En la comunidad científica, hace muchos años que se ha llegado al convencimiento de que La Tabla Periódica de Elementos Químicos, es uno de los instrumentos más significativos de la ciencia, y que ha permitido a los científicos predecir la apariencia y las propiedades de la materia que compone el universo.
Tablas periódicas
Pero en la historia de la ciencia no encontramos únicamente esta tabla inicial concebida por Mendeléjeff, otros científicos, han ido haciendo posteriormente nuevas aportaciones.
Podemos recordar al científico español Miguel Catalán, que en 1949 publicó una nueva tabla, basada en sus estudios sobre la estructura del átomo de los distintos elementos.
En el libro Memoria Viva, redacté una biografía de Miguel Catalán, en la que, en el epígrafe 7.9, me refería ampliamente a sus estudios sobre esta tabla, y del que reproduciremos diferentes párrafos.
Su constante inquietud, le llevó a comparar los resultados espectrales obtenidos para cada átomo y, no satisfecho con la clasificación existente, llegó a proponer una nueva Tabla Periódica de los elementos, basada en sus estudios sobre la estructura atómica. En la Tabla de Catalán, las propiedades químicas de cada elemento quedan sistematizadas y directamente ligadas al número y ordenación de los electrones del átomo correspondiente.
Ya en su artículo: La órbita fundamental de los Átomos de 1923 (ASEFQ 21, 162-165), se advierte cómo utilizaba la clasificación de los elementos en sus estudios, y busca una correlación entre la posición relativa del elemento en las tablas existentes, el espectro de ese elemento, y los niveles energéticos de los electrones de ese átomo.
En la página 238 de su biografía: Memoria Viva, he representado la tabla de Miguel Catalán sobre el Sistema Periódico, basado en la configuración electrónica de los elementos químicos.
El profesor Velasco, en el artículo titulado: Los Multipletes y el sistema periódico de los elementos, publicado en la revista de Óptica Pura y Aplicada, editada en homenaje a Miguel Catalán en 1972, expresaba: En 1923 Catalán publicó un trabajo titulado “Los espectros y la clasificación periódica de los elementos”, y en 1925 escribía “... es interesante hacer notar que no solamente se encuentra periodicidad entre las dos mitades de los elementos de la fila del hierro por lo que se refiere al número azimutal de cuantos de sus términos fundamentales, sino también por el conjunto entero del espectro.”
Ese título y esa frase resumen el interés que desde el momento del descubrimiento de los multipletes, y quizá antes, Catalán tuvo por encontrar relaciones entre los espectros de los átomos neutros y su posición en el Sistema Periódico de los elementos. Así, en otro trabajo publica una tabla donde de nuevo resalta la estrecha relación entre las multiplicidades espectrales y la sucesión de elementos en el Sistema Periódico. (Velasco, Rafael: Los Multipletes y el sistema periódico de los elementos. Trabajos presentados a la III Reunión Nacional de Espectroscopia, Revista de Óptica Pura y Aplicada, 1972, editada en homenaje a Miguel Catalán).
Sistema Periódico de Catalán
Este interés de Catalán por relacionar la estructura de los espectros con el Sistema Periódico culminó en 1949 con la publicación simultánea, en Estados Unidos y en España de un Sistema Periódico basado en el análisis de los espectros atómicos. Y su discurso de ingreso en la Academia de Ciencias, que no pudo llegar a pronunciar, tenía también como tema el Sistema Periódico, (Barceló, Gabriel, Memoria Viva. Editorial Arpegio. Barcelona 2012, página 198)
El profesor Rico reiteraba este interés: Los sistemas periódicos clásicos: Werner, Mendeléjeff, Hubbert y Meggers no le satisfacen. La tabla periódica retuvo su interés hasta el punto que pensaba que constituyera el tema de su discurso de Ingreso en la Real Academia de Ciencias.
Y añadía el profesor Rico: Esta periodicidad está relacionada con la espectroscopia, recordad los problemas que indicaba en su carta a Don Ángel sobre las distintas multiplicidades esperadas y encontradas en el Mn respecto a su posición en la Tabla Periódica. En 1949 publica su Tabla en “Atomic Energy Levels” de Ch. E. Moore del National Bureau of Standars, al mismo tiempo en el libro de física de Don Juan Cabrera. El Sistema Periódico de Catalán es sencillo, útil y congruente, (no expulsa del Sistema a las Tierras raras). Conocido el lugar que ocupa un elemento en este sistema periódico, se pueden deducir sus configuraciones electrónicas, (no sólo la fundamental), y por la tanto, pueden predecirse una buena parte de sus propiedades químicas. (Rico Rodríguez, Fernando R.: Miguel A. Catalán, Aula de Cultura Científica. Conferencia pronunciada el día 25 de noviembre de 1980, en la Fundación Marcelino Botín, dentro del ciclo “Física Española”. También en la Biblioteca Nacional. Publicado en 1983 por Amigos de la Cultura Científica, página 18).
En el artículo citado del profesor Velasco se hace un amplio análisis de esta aportación, terminando así: Es decir, que desde el punto de vistas de los MULTIPLETES sigue existiendo un verdadero SISTEMA PERIÓDICO, como Catalán había ya preconizado hace muchos años.
Diego Catalán nos describe la publicación de esta nueva aportación de su padre: Durante su estancia en Washington, vería, además, la luz, en la circular 497 del “National Bureau of Standards”, su propuesta de reordenación del Sistema Periódico de Elementos Químicos, basada en la adaptación de la famosa tabla de Mendeléjeff a los progresos en el conocimiento de los átomos que había proporcionado la espectrografía, (Catalán, Diego: El Archivo del Romancero. Fundación Ramón Menéndez-Pidal. 2001).
Fue también Rafael Velasco quien nos describió este hallazgo de nuestro profesor, en una clase de física, pues como ya hemos comentado en otras ocasiones, Catalán era renuente a hablar de sus propios descubrimientos. En el ejemplar de la revista Alción de 1972, dedicado a Miguel Catalán, los redactores escriben: Muchas veces en clase de química hemos oído hablar de la tabla de los elementos naturales agrupados según la teoría de Multipletes de Miguel. A Catalán…
Catalán indagó todos los rincones de la Ciencia. Y buscó siempre, y logró, la mayor claridad en la exposición y eficacia didáctica. Lo que le llevó entre otros muchísimos trabajos a postular una Tabla Periódica de los elementos químicos, diferente de las conocidas del tipo Werner, más lógica, más intuitiva. En ella caben todos los elementos conocidos y por conocer, no hay interrupciones ni espacios vacíos, ni salen de ella grupos de elementos por falta de acomodo como ocurre en las clásicas. (Bufala Balmaseda, Carlos y Oliart D. Torres, Antonio: Revista Alción. Número extraordinario dedicado a Miguel Catalán, 1972).
Era pues, una tabla realizada a partir de un profundo conocimiento de la estructura atómica de los distintos elementos que componen la materia, estableciendo sus atributos en función del número de protones del núcleo y del número de electrones orbitales, estableciendo una relación de continuidad entre estos y las propiedades químicas de cada elemento.
Así lo explicaba Rafael Velasco, máximo defensor de esta clasificación innovadora en aquel momento: Creemos que esta tabla por su sencillez y fácil manejo, puede ser útil para la enseñanza de la Química y también como tabla de referencia para los estudiantes, (Velasco, Rafael: Espectros, átomos y estrellas. Revista Luz. Nº 3. Año 1961).
Para el profesor Velasco la simplicidad era el carácter más destacable: La simplicidad se deduce de la sola observación del cuadro. Todos los elementos están situados en los sitios que “naturalmente” les corresponden, y además en la ordenación no se incluyen más datos que los imprescindibles para identificar a cada elemento. (Velasco, Rafael: Los Multipletes y el sistema periódico de los elementos. Revista de Óptica Pura y Aplicada, Pág. 90,1972).
El propio Catalán expresaba así su criterio sobre su propuesta de clasificación del Sistema Periódico: Ya hemos visto pues, como el análisis de los espectros ópticos, que nos proporciona cuatro números cuánticos y la explicación del Principio de Pauli, nos permite deducir los elementos químicos que deben existir y además su clasificación de un modo racional. Todos los elementos conocidos encuentran su lugar en la tabla presentada y no queda ninguno fuera de ella. Es poco científico el separar las tierras raras fuera de la clasificación, como si no fueran elementos como los demás.
La tabla presentada no pretende ser un modo intuitivo de recordar las propiedades de los elementos, como en algunos libros se escribe, de la tabla periódica. La tabla periódica de Mendeléjeff, fue un paso decisivo en la ordenación científica de los elementos, y ahora con los arreglos nuevos, como el aquí presentado, no se pretende alterar la esencia de aquella genial concepción, sino sólo adaptarla a los progresos en el conocimiento de los átomos, (Velasco, Rafael: Los Multipletes y el sistema periódico de los elementos. Revista de Óptica Pura y Aplicada, Pág. 93,1972). Cuando el 30 de marzo de 1955 la Real Academia de Ciencias lo designó como académico de número, eligió como título de su discurso de ingreso: Los elementos Atómicos y la Clasificación Periódica de los Elementos. Para el profesor Velasco, este era un tema muy apropiado: Con él Catalán recordaba de nuevo sus orígenes químicos y trataba de hacer resaltar la repercusión de los trabajos espectroscópicos en una mejor ordenación del Sistema Periódico, y en la relación entre configuraciones electrónicas y posición de los elementos en el Sistema, (Velasco, Rafael: Los Multipletes y el sistema periódico de los elementos. Revista de Óptica Pura y Aplicada,1972, y también referido por González Bardavio, José Carlos: Vida y Obra de Miguel A. Catalán. Breve biografía inédita, página 44).
El texto que había iniciado describía los elementos químicos y la evolución histórica de sus descubrimientos, siendo lógico que terminase con su propuesta de clasificación basada en sus estudios espectroscópicos.
Esta nueva concepción de la Tabla Periódica de los Elementos ideada por Miguel Catalán fue olvidada, incluso en España. Cuando hoy día se hacen comentarios o reseñas históricas sobre esta clasificación científica de la materia, las revistas, incluso las españolas, o en los discursos y ponencias, no se acuerdan ya de la obra de Miguel Catalán, ni se vindica su labor científica en esta materia.
Un ejemplo de este olvido lo hemos podido comprobar en un reciente acto de la Residencia de Estudiantes, celebrado en conmemoración de este 150º aniversario, y del nombramiento de 2019, como Año Mundial de la Tabla Periódica, aunque Miguel Catalán fue residente, y activo miembro de la referida Residencia.
Otras asociaciones que promueven el IYPT2019 son la Unión Internacional de Física Pura y Aplicada (IUPAP), la Sociedad Europea de Química (EuChemS), el Consejo Internacional para la Ciencia (ICSU), la Unión Astronómica Internacional (IAU) y la Unión Internacional de Historia y Filosofía de la Ciencia y la Tecnología (IUHPS).
En la comunidad científica, hace muchos años que se ha llegado al convencimiento de que La Tabla Periódica de Elementos Químicos, es uno de los instrumentos más significativos de la ciencia, y que ha permitido a los científicos predecir la apariencia y las propiedades de la materia que compone el universo.
Tablas periódicas
Pero en la historia de la ciencia no encontramos únicamente esta tabla inicial concebida por Mendeléjeff, otros científicos, han ido haciendo posteriormente nuevas aportaciones.
Podemos recordar al científico español Miguel Catalán, que en 1949 publicó una nueva tabla, basada en sus estudios sobre la estructura del átomo de los distintos elementos.
En el libro Memoria Viva, redacté una biografía de Miguel Catalán, en la que, en el epígrafe 7.9, me refería ampliamente a sus estudios sobre esta tabla, y del que reproduciremos diferentes párrafos.
Su constante inquietud, le llevó a comparar los resultados espectrales obtenidos para cada átomo y, no satisfecho con la clasificación existente, llegó a proponer una nueva Tabla Periódica de los elementos, basada en sus estudios sobre la estructura atómica. En la Tabla de Catalán, las propiedades químicas de cada elemento quedan sistematizadas y directamente ligadas al número y ordenación de los electrones del átomo correspondiente.
Ya en su artículo: La órbita fundamental de los Átomos de 1923 (ASEFQ 21, 162-165), se advierte cómo utilizaba la clasificación de los elementos en sus estudios, y busca una correlación entre la posición relativa del elemento en las tablas existentes, el espectro de ese elemento, y los niveles energéticos de los electrones de ese átomo.
En la página 238 de su biografía: Memoria Viva, he representado la tabla de Miguel Catalán sobre el Sistema Periódico, basado en la configuración electrónica de los elementos químicos.
El profesor Velasco, en el artículo titulado: Los Multipletes y el sistema periódico de los elementos, publicado en la revista de Óptica Pura y Aplicada, editada en homenaje a Miguel Catalán en 1972, expresaba: En 1923 Catalán publicó un trabajo titulado “Los espectros y la clasificación periódica de los elementos”, y en 1925 escribía “... es interesante hacer notar que no solamente se encuentra periodicidad entre las dos mitades de los elementos de la fila del hierro por lo que se refiere al número azimutal de cuantos de sus términos fundamentales, sino también por el conjunto entero del espectro.”
Ese título y esa frase resumen el interés que desde el momento del descubrimiento de los multipletes, y quizá antes, Catalán tuvo por encontrar relaciones entre los espectros de los átomos neutros y su posición en el Sistema Periódico de los elementos. Así, en otro trabajo publica una tabla donde de nuevo resalta la estrecha relación entre las multiplicidades espectrales y la sucesión de elementos en el Sistema Periódico. (Velasco, Rafael: Los Multipletes y el sistema periódico de los elementos. Trabajos presentados a la III Reunión Nacional de Espectroscopia, Revista de Óptica Pura y Aplicada, 1972, editada en homenaje a Miguel Catalán).
Sistema Periódico de Catalán
Este interés de Catalán por relacionar la estructura de los espectros con el Sistema Periódico culminó en 1949 con la publicación simultánea, en Estados Unidos y en España de un Sistema Periódico basado en el análisis de los espectros atómicos. Y su discurso de ingreso en la Academia de Ciencias, que no pudo llegar a pronunciar, tenía también como tema el Sistema Periódico, (Barceló, Gabriel, Memoria Viva. Editorial Arpegio. Barcelona 2012, página 198)
El profesor Rico reiteraba este interés: Los sistemas periódicos clásicos: Werner, Mendeléjeff, Hubbert y Meggers no le satisfacen. La tabla periódica retuvo su interés hasta el punto que pensaba que constituyera el tema de su discurso de Ingreso en la Real Academia de Ciencias.
Y añadía el profesor Rico: Esta periodicidad está relacionada con la espectroscopia, recordad los problemas que indicaba en su carta a Don Ángel sobre las distintas multiplicidades esperadas y encontradas en el Mn respecto a su posición en la Tabla Periódica. En 1949 publica su Tabla en “Atomic Energy Levels” de Ch. E. Moore del National Bureau of Standars, al mismo tiempo en el libro de física de Don Juan Cabrera. El Sistema Periódico de Catalán es sencillo, útil y congruente, (no expulsa del Sistema a las Tierras raras). Conocido el lugar que ocupa un elemento en este sistema periódico, se pueden deducir sus configuraciones electrónicas, (no sólo la fundamental), y por la tanto, pueden predecirse una buena parte de sus propiedades químicas. (Rico Rodríguez, Fernando R.: Miguel A. Catalán, Aula de Cultura Científica. Conferencia pronunciada el día 25 de noviembre de 1980, en la Fundación Marcelino Botín, dentro del ciclo “Física Española”. También en la Biblioteca Nacional. Publicado en 1983 por Amigos de la Cultura Científica, página 18).
En el artículo citado del profesor Velasco se hace un amplio análisis de esta aportación, terminando así: Es decir, que desde el punto de vistas de los MULTIPLETES sigue existiendo un verdadero SISTEMA PERIÓDICO, como Catalán había ya preconizado hace muchos años.
Diego Catalán nos describe la publicación de esta nueva aportación de su padre: Durante su estancia en Washington, vería, además, la luz, en la circular 497 del “National Bureau of Standards”, su propuesta de reordenación del Sistema Periódico de Elementos Químicos, basada en la adaptación de la famosa tabla de Mendeléjeff a los progresos en el conocimiento de los átomos que había proporcionado la espectrografía, (Catalán, Diego: El Archivo del Romancero. Fundación Ramón Menéndez-Pidal. 2001).
Fue también Rafael Velasco quien nos describió este hallazgo de nuestro profesor, en una clase de física, pues como ya hemos comentado en otras ocasiones, Catalán era renuente a hablar de sus propios descubrimientos. En el ejemplar de la revista Alción de 1972, dedicado a Miguel Catalán, los redactores escriben: Muchas veces en clase de química hemos oído hablar de la tabla de los elementos naturales agrupados según la teoría de Multipletes de Miguel. A Catalán…
Catalán indagó todos los rincones de la Ciencia. Y buscó siempre, y logró, la mayor claridad en la exposición y eficacia didáctica. Lo que le llevó entre otros muchísimos trabajos a postular una Tabla Periódica de los elementos químicos, diferente de las conocidas del tipo Werner, más lógica, más intuitiva. En ella caben todos los elementos conocidos y por conocer, no hay interrupciones ni espacios vacíos, ni salen de ella grupos de elementos por falta de acomodo como ocurre en las clásicas. (Bufala Balmaseda, Carlos y Oliart D. Torres, Antonio: Revista Alción. Número extraordinario dedicado a Miguel Catalán, 1972).
Era pues, una tabla realizada a partir de un profundo conocimiento de la estructura atómica de los distintos elementos que componen la materia, estableciendo sus atributos en función del número de protones del núcleo y del número de electrones orbitales, estableciendo una relación de continuidad entre estos y las propiedades químicas de cada elemento.
Así lo explicaba Rafael Velasco, máximo defensor de esta clasificación innovadora en aquel momento: Creemos que esta tabla por su sencillez y fácil manejo, puede ser útil para la enseñanza de la Química y también como tabla de referencia para los estudiantes, (Velasco, Rafael: Espectros, átomos y estrellas. Revista Luz. Nº 3. Año 1961).
Para el profesor Velasco la simplicidad era el carácter más destacable: La simplicidad se deduce de la sola observación del cuadro. Todos los elementos están situados en los sitios que “naturalmente” les corresponden, y además en la ordenación no se incluyen más datos que los imprescindibles para identificar a cada elemento. (Velasco, Rafael: Los Multipletes y el sistema periódico de los elementos. Revista de Óptica Pura y Aplicada, Pág. 90,1972).
El propio Catalán expresaba así su criterio sobre su propuesta de clasificación del Sistema Periódico: Ya hemos visto pues, como el análisis de los espectros ópticos, que nos proporciona cuatro números cuánticos y la explicación del Principio de Pauli, nos permite deducir los elementos químicos que deben existir y además su clasificación de un modo racional. Todos los elementos conocidos encuentran su lugar en la tabla presentada y no queda ninguno fuera de ella. Es poco científico el separar las tierras raras fuera de la clasificación, como si no fueran elementos como los demás.
La tabla presentada no pretende ser un modo intuitivo de recordar las propiedades de los elementos, como en algunos libros se escribe, de la tabla periódica. La tabla periódica de Mendeléjeff, fue un paso decisivo en la ordenación científica de los elementos, y ahora con los arreglos nuevos, como el aquí presentado, no se pretende alterar la esencia de aquella genial concepción, sino sólo adaptarla a los progresos en el conocimiento de los átomos, (Velasco, Rafael: Los Multipletes y el sistema periódico de los elementos. Revista de Óptica Pura y Aplicada, Pág. 93,1972). Cuando el 30 de marzo de 1955 la Real Academia de Ciencias lo designó como académico de número, eligió como título de su discurso de ingreso: Los elementos Atómicos y la Clasificación Periódica de los Elementos. Para el profesor Velasco, este era un tema muy apropiado: Con él Catalán recordaba de nuevo sus orígenes químicos y trataba de hacer resaltar la repercusión de los trabajos espectroscópicos en una mejor ordenación del Sistema Periódico, y en la relación entre configuraciones electrónicas y posición de los elementos en el Sistema, (Velasco, Rafael: Los Multipletes y el sistema periódico de los elementos. Revista de Óptica Pura y Aplicada,1972, y también referido por González Bardavio, José Carlos: Vida y Obra de Miguel A. Catalán. Breve biografía inédita, página 44).
El texto que había iniciado describía los elementos químicos y la evolución histórica de sus descubrimientos, siendo lógico que terminase con su propuesta de clasificación basada en sus estudios espectroscópicos.
Esta nueva concepción de la Tabla Periódica de los Elementos ideada por Miguel Catalán fue olvidada, incluso en España. Cuando hoy día se hacen comentarios o reseñas históricas sobre esta clasificación científica de la materia, las revistas, incluso las españolas, o en los discursos y ponencias, no se acuerdan ya de la obra de Miguel Catalán, ni se vindica su labor científica en esta materia.
Un ejemplo de este olvido lo hemos podido comprobar en un reciente acto de la Residencia de Estudiantes, celebrado en conmemoración de este 150º aniversario, y del nombramiento de 2019, como Año Mundial de la Tabla Periódica, aunque Miguel Catalán fue residente, y activo miembro de la referida Residencia.
