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Mendeleyev (1869) organizó los elementos principalmente por masa atómica y notó que las propiedades reaparecían — tanto, que dejó huecosy predijo las propiedades de elementos aún no descubiertos (su "eka-silicio" resultó ser el germanio). Moseley (1913) estableció mediante espectros de rayos X que el criterio de orden correcto es el número atómico , es decir, la cantidad de protones; la carga nuclear es . Esa es la base de la ley periódica moderna:
En química, "periódica" significa que al recorrer ciertas configuraciones y propiedades vuelven a parecerse. No es una función periódica matemática con un intervalo fijo: los períodos contienen 2, 8, 8, 18, 18, 32 y 32 elementos. Cada fila principal representa uno de esos períodos, con el bloque f separado por comodidad.
La repetición tiene causa electrónica. Cada período comienza al ocuparse un nuevo nivel principal , aunque durante su recorrido también se llenan subniveles y . En los elementos representativos, un grupo comparte un patrón de valencia y por eso muestra química semejante: los alcalinos terminan en y tienden a perder un electrón; los halógenos, en ; y los gases nobles tienen capas cerradas, aunque los más pesados sí pueden formar compuestos.
Los bloques s, p, d y f indican el subnivel que recibe el electrón diferenciador. El bloque f es el motivo de las dos filas separadas de abajo: si lantánidos y actínidos se dibujaran en su lugar real, la tabla tendría 32 columnas y sería inmanejable. Por eso en la columna 3 verás los marcadores 57–71 y 89–103: hacé clic para resaltar cómo se insertan esas series en la forma larga. La asignación exacta del grupo 3 puede variar entre tablas publicadas.
Casi todas las tendencias se explican con una sola idea: la carga nuclear efectiva , la carga que un electrón externo "siente" después de que los electrones internos apantallan al núcleo. Hacia la derecha de un período se agregan protones pero la capa es la misma, así que crece; hacia abajo se agrega una capa entera y el electrón externo queda más lejos y más apantallado.
Las tres magnitudes de la tríada clásica se pueden colorear en la tabla desde "Colorear por → Propiedad":
NIST publica la energía de ionización por átomo, en eV; la tabla la expresa por mol de átomos multiplicando por la constante de Avogadro y la carga elemental, ambas exactas en el SI:
Cuando existe un peso atómico estándar, el valor tabulado es el promedio ponderado de los isótopos presentes en materiales terrestres según su abundancia :
Calculá una composición concreta en Masa atómica promedio e isótopos.
Por eso el cloro "pesa" 35.45 u: es ~76% y ~24% , no un isótopo de masa 35.45. Y cuando veas la masa entre corchetes — [97] para Tc, [223] para Fr o [294] para Og — el elemento no tiene un peso atómico estándar. Siguiendo a IUPAC, se muestra el número másico del núclido con la vida media confirmada más larga; no depende simplemente de que el elemento pueda aparecer en trazas naturales.
A 25 °C y 1 atm solo dos elementos son líquidos: Hg y Br. Pero el galio se funde a 29.8 °C y el cesio a 28.4 °C. El modo "Estado a T" usa un modelo didáctico a 1 atm, no un diagrama de fases completo:
En el punto exacto de una transición coexisten fases; la visualización elige por convención la de mayor temperatura. Tres elementos no siguen ese esquema a 1 atm. El helio no se solidifica por enfriamiento: su "fusión" a −272.2 °C exige unas 25 atm. El arsénico sublima a 616 °C y el carbono (grafito) a 3825 °C; sus fusiones, 817 °C y 4489 °C, ocurren en el punto triple, a 3.7 y 10.3 MPa. Por eso esos valores no entran en los mapas de fusión y ebullición. El modelo tampoco representa plasma, ionización ni cambios alotrópicos.
La densidad se colorea por cuantiles: cada franja de color agrupa la misma cantidad de elementos. Con 5 órdenes de magnitud entre el H gaseoso y el osmio, una escala lineal o logarítmica dejaría a casi todos los sólidos del mismo azul. Las densidades de gases se convierten desde valores a condiciones estándar; el mapa sirve para comparar rangos, no como medición a una única temperatura.
El gris indica que faltan datos. El símbolo ≈ marca valores teóricos, estimados o extrapolados: propiedades de los superpesados, del astato y del francio (nunca se obtuvo una muestra visible), radios covalentes desde el berkelio, energías de ionización que NIST da como semiempíricas o calculadas, electronegatividades que las compilaciones solo dan como rango o valor genérico, y configuraciones electrónicas desde el rutherfordio, que provienen de cálculos. Las energías de ionización se muestran solo con las cifras que respalda su incertidumbre: el dubnio, con ±0.5 eV, figura como 660 kJ/mol.
Las masas atómicas de esta tabla son las que usa Estequiometría Avanzada para calcular masas molares. Los estados de oxidación de cada ficha son el punto de partida del balanceo redox por semirreacciones. Y la electronegatividad anticipa el tipo de enlace que verás en esos compuestos.