Elementos predichos por Mendeleev

Dmitri Mendeleev (o Mendeléyev) publicó una tabla periódica de los elementos químicos en 1869 basada en propiedades que aparecían con cierta regularidad a medida que disponía los elementos del más ligero al más pesado. Cuando Mendeleev propuso su tabla periódica, notó huecos en la tabla y predijo que existían elementos entonces desconocidos con propiedades apropiadas para llenar esos huecos. Los llamó eka-boro, eka-aluminio, eka-silicio y eka-manganeso, con masas atómicas respectivas de 44, 68, 72 y 100.

Prefijos

Para dar nombres provisionales a sus elementos predichos, Mendeleev usó los prefijos eka - / ˈ iː k ə -/, dvi - o dwi-, y tri -, de los nombres sánscritos de los dígitos 1, 2 y 3, dependiendo de si el el elemento predicho estaba uno, dos o tres lugares por debajo del elemento conocido del mismo grupo en su tabla. Por ejemplo, el germanio se denominó eka-silicio hasta su descubrimiento en 1886, y el renio se denominó dvi-manganeso antes de su descubrimiento en 1926.

El prefijo eka- fue utilizado por otros teóricos, y no sólo en las propias predicciones de Mendeleev. Antes del descubrimiento, el francio se denominaba eka-cesio y el astato como eka-yodo. A veces, eka- todavía se usa para referirse a algunos de los elementos transuránicos, por ejemplo, eka-radium para unbinilium. Pero la práctica oficial actual de la IUPAC es utilizar un nombre de elemento sistemático basado en el número atómico del elemento como nombre provisional, en lugar de basarse en su posición en la tabla periódica como requieren estos prefijos.

Predicciones originales

Elementos predichos de Mendeleev

Hidrógeno

Helio

Litio

Berilio

Boro

Carbón

Nitrógeno

Oxígeno

Flúor

Neón

Sodio

Magnesio

Aluminio

Silicio

Fósforo

Azufre

Cloro

Argón

Potasio

Calcio

Escandio

Titanio

Vanadio

Cromo

Manganeso

Hierro

Cobalto

Níquel

Cobre

Zinc

Galio

Germanio

Arsénico

Selenio

Bromo

Criptón

Rubidio

Estroncio

Itrio

Circonio

Niobio

Molibdeno

tecnecio

Rutenio

Rodio

Paladio

Plata

Cadmio

indio

Estaño

Antimonio

Telurio

Yodo

Xenón

Cesio

Bario

Lantano

Cerio

Praseodimio

neodimio

Prometeo

Samario

europio

gadolinio

Terbio

disprosio

holmio

erbio

Tulio

Iterbio

lutecio

Hafnio

tantalio

Tungsteno

renio

Osmio

iridio

Platino

Oro

Mercurio (elemento)

talio

Guiar

Bismuto

Polonio

astato

Radón

francio

Radio

Actinio

torio

Protactinio

Uranio

Neptunio

Plutonio

Americio

Curio

Berkelio

Californio

einstenio

fermio

Mendelevio

Nobelio

Lawrence

Rutherfordio

dubnio

seaborgio

Bohrio

Hassio

meitnerio

Darmstadtio

Roentgenio

Copernicio

nihonio

Flerovio

moscovio

Livermorio

Tennessee

Oganesson

(como se encuentra en la tabla periódica moderna)

Los cuatro elementos predichos son más ligeros que los elementos de tierras raras, eka-boro (Eb, bajo boro, B, 5), eka-aluminio (Ea o El, bajo Al, 13), eka-manganeso (Em, bajo Mn, 25) y eka-silicio (Es, bajo Si, 14), demostraron ser buenos predictores de las propiedades del escandio (Sc, 21), galio (Ga, 31), tecnecio (Tc, 43) y germanio (Ge, 32) respectivamente, cada uno de los cuales ocupa el lugar en la tabla periódica asignado por Mendeleev.

Los nombres fueron escritos por Dmitri Mendeleev como экаборъ (ekaborʺ), экаалюминій (ekaaljuminij), экамарганецъ (ekamarganecʺ) y экасилицій (ekasilicij) respectivamente, siguiendo la ortografía rusa anterior a 1917.

Las versiones iniciales de la tabla periódica no distinguían los elementos de tierras raras de los elementos de transición, lo que ayuda a explicar por qué las predicciones de Mendeleev para los elementos desconocidos más pesados ​​no fueron tan buenas como las de los más livianos y por qué no son tan conocidos o documentados.

El óxido de escandio fue aislado a fines de 1879 por Lars Fredrick Nilson; Per Teodor Cleve reconoció la correspondencia y notificó a Mendeleev a fines de ese año. Mendeleev había predicho una masa atómica de 44 para el eka-boro en 1871, mientras que el escandio tiene una masa atómica de 44,955908.

En 1871, Mendeleev predijo la existencia de un elemento aún no descubierto al que llamó eka-aluminio (debido a su proximidad al aluminio en la tabla periódica). La siguiente tabla compara las cualidades del elemento predicho por Mendeleev con las características reales del galio, que fue descubierto, poco después de que Mendeleev predijera su existencia, en 1875 por Paul Emile Lecoq de Boisbaudran.

Propiedad	Eka-aluminio	Galio
Masa atomica	68	69.723
Densidad (g/cm)	6.0	5.91
Punto de fusión (°C)	Bajo	29.76
Óxido	Fórmula	Ea 2 O 3	Ga 2 O 3
Densidad	5,5 g/cm2	5,88 g/cm2
Solubilidad	Soluble tanto en álcalis como en ácidos
Cloruro	Fórmula	Ea 2 Cl 6	Ga 2 Cl 6
Volatilidad	Volátil	Volátil

El tecnecio fue aislado por Carlo Perrier y Emilio Segrè en 1937, mucho después de la vida de Mendeleev, a partir de muestras de molibdeno que Ernest Lawrence había bombardeado con núcleos de deuterio en un ciclotrón. Mendeleev había predicho una masa atómica de 100 para eka-manganeso en 1871, y el isótopo más estable de tecnecio es Tc.

El germanio fue aislado en 1886 y proporcionó la mejor confirmación de la teoría hasta ese momento, debido a que contrastaba más claramente con sus elementos vecinos que las dos predicciones de Mendeleev previamente confirmadas con las de ellos.

Propiedad	Eka-silicio	Germanio
número atómico	72	72.630
Densidad (g/cm)	5.5	5.323
Punto de fusión (°C)	Alto	938
Color	Gris	Gris
Óxido	Escribe	Dióxido refractario
Densidad (g/cm)	4.7	4.228
Actividad	Débilmente básico	Débilmente básico
Cloruro	Punto de ebullición	Menos de 100 °C	86,5 °C (GeCl4)
Densidad (g/cm)	1.9	1.879

Otras predicciones

La existencia de un elemento entre el torio (90) y el uranio (92) fue predicha por Mendeleev en 1871. En 1900, William Crookes aisló el protactinio (91) como un material radiactivo derivado del uranio que no pudo identificar. Se identificaron diferentes isótopos de protactinio en Alemania en 1913 y en 1918, pero el nombre de protactinio no se dio hasta 1948. Desde la aceptación del concepto de actínido de Glenn T. Seaborg en 1945, el torio, el uranio y el protactinio se han clasificado como actínidos; por lo tanto, el protactinio no ocupa el lugar del eka-tantalio (menos de 73) en el grupo 5. El eka-tantalio es en realidad el elemento superpesado sintético dubnio (105).

La tabla de Mendeleev de 1869 había predicho implícitamente un análogo más pesado de titanio (22) y circonio (40), pero en 1871 colocó lantano (57) en ese lugar. El descubrimiento de 1923 del hafnio (72) validó la predicción original de 1869 de Mendeleev.

Mendelev	Nombres modernos	Masa atomica
eka-boro	escandio, SC	21
eka-aluminio	galio, Ga	31
eka-silicio	germanio, Ge	32
eka-manganeso	tecnecio, Tc	43
dvi-(tri)-manganeso	renio, Re	75
dvi-telurio	polonio, Po	84
dvi-cesio	francio, franco	87
eka-tantalio	protactinio, Pa	91
dvi-(eka)-molibdeno	tungsteno, W	74
dvi-(eka)-niobio	tantalio, Ta	73
dvi-(eka)-cadmio	mercurio, Hg	80
dvi-(eka)-yodo	astato, en	85
dvi-(eka)-cesio	francio, franco	87

Predicciones posteriores

En 1902, habiendo aceptado la evidencia de los elementos helio y argón, Mendeleev colocó estos gases nobles en el Grupo 0 en su disposición de los elementos. Como Mendeleev dudaba de la teoría atómica para explicar la ley de las proporciones definidas, no tenía ninguna razón a priori para creer que el hidrógeno era el elemento más ligero, y sugirió que un hipotético miembro más ligero de estos elementos químicamente inertes del Grupo 0 podría haber pasado desapercibido y ser responsable de la radiactividad. Actualmente, algunas tablas periódicas de elementos colocan neutrones solitarios en este lugar, y coincide bastante bien con las predicciones de Mendeleev.

El más pesado de los hipotéticos elementos de proto-helio que Mendeleev identificó con el coronio, llamado así por asociación con una línea espectral inexplicable en la corona del Sol. Una calibración defectuosa dio una longitud de onda de 531,68 nm, que finalmente se corrigió a 530,3 nm, que Grotrian y Edlén identificaron como originarios de Fe XIV en 1939.

Al más ligero de los gases del Grupo 0, el primero de la tabla periódica, se le asignó una masa atómica teórica entre 5,3×10 y 9,6×10. Mendeleev calculó que la velocidad cinética de este gas era de 2.500.000 metros por segundo. Casi sin masa, Mendeleev asumió que estos gases impregnaban toda la materia y rara vez interactuaban químicamente. La alta movilidad y la masa muy pequeña de los gases trans-hidrógeno darían como resultado la situación en la que podrían estar enrarecidos, aunque parezcan ser muy densos.

Mendeleev publicó más tarde una expresión teórica del éter en un pequeño folleto titulado A Chemical Conception of the Ether (1904). Su publicación de 1904 contenía nuevamente dos elementos atómicos más pequeños y livianos que el hidrógeno. Trató al "gas de éter" como una atmósfera interestelar compuesta por al menos dos elementos más livianos que el hidrógeno. Afirmó que estos gases se originaron debido a violentos bombardeos internos de las estrellas, siendo el Sol la fuente más prolífica de tales gases. Según el folleto de Mendeleev, la atmósfera interestelar probablemente estaba compuesta por varias especies elementales adicionales.