El alfabeto de la tabla periódica

03/11/2018 8 comentarios
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Se discuten las analogías entre el alfabeto y la construcción de palabras, y el lenguaje químico de símbolos de los elementos. Se plantea también el triple significado del concepto de elemento. El artículo puede ser útil para la introducción del lenguaje químico a alumnos neófitos.

La tabla periódica de los elementos es un icono para los químicos, y una importante herramienta para explicar la química a los que se introducen en ella por primera vez. Hay escuelas que hacen estudiar la tabla periódica de memoria, lo cual es en mi opinión una aberración. La memoria se tiene que ejercitar, pero con contenidos significativos. Conocí a un niño que se sabía de memoria centenares de pokemons, su nombre y sus características. Hay actualmente 807, y sólo de la primera generación son 151, y hay siete generaciones... Saberse de memoria la tabla periódica no creo que aporte mucho más, y es seguro que genera aversión a la química, porque el profesor que hace aprender la tabla periódica después hará aprender las valencias de los elementos, y después los nombres y la nomenclatura de los compuestos. Todo ello deben saberlo los químicos, pero quienes se enfrentan de entrada a la química deberían abordarla con otras metodologías.

Lo que es imprescindible es ayudar a hacer entender el lenguaje de la química. La tabla periódica tiene que venir una vez el estudiante asuma que hay sustancias, que muchas de ellas se pueden descomponer en otras sustancias, y que finalmente hay ciertas sustancias que ya no se pueden descomponer más. Estos son los elementos, o , mejor, las sustancias elementales. Y aquí es cuando hay que dar el gran paso, y comprender la esencia de la química. Hay que hacer entender que un elemento, y el símbolo que lo representa, es tres cosas diferentes a la vez. Y para explicarlo, hay que recurrir a una analogía.

Consideremos el alfabeto de cualquier lengua, y para este artículo el español. Consta de 27 letras diferentes, cinco de las cuales pueden modificarse con acentos diacríticos o diéresis, y los siguientes dígrafos: ll, rr, qu, gu, ch.

Veamos algunas características del lenguaje que irán bien para hablar después de química:


• Hay cuatro letras que son a la vez la denominación de la letra y además, palabras con significado: a, e o, u. Y otra letra con significado: la y, cuyo nombre es i griega o ye.
• La mayor parte de letras individuales no son palabras: r, t, n. Algunas pueden ser abreviaturas (m de metro, g de gramo, V de voltio) o siglas, como algunas matrículas de países (E, F, D).
• Ciertas combinaciones de diferente número de letras, repetidas o no, son palabras con significado: oro, coro, decoro...Algunas son peculiares, como la combinación pH, las matrículas de vehículos de países, como GB, CH, NL, LV, o las abreviaturas etc, km, min y tantas otras; o la mayor parte de siglas, como ONU, BMW u ONG.
• No obstante, la mayor parte de yuxtaposiciones de letras no forman palabras con significado: fli, lif, lfi.
• Hay palabras constituídas por un conjunto determinado de letras ordenadas que se pueden ordenar de otras formas dando palabras con significados diferentes. Son los anagramas, como roma, amor, mora, ramo y armo. Otras combinaciones con las mismas letras, en cambio, no tienen significado, como amro, roam, raom o rmao

Traslademos algunas de estas ideas al lenguaje químico, a la tabla periódica y a los símbolos, elementos, átomos y compuestos.

De entrada, la palabra elemento es polisémica. Cloro quiere decir una sustancia real existente, un gas verdoso sofocante, que sabemos que tiene por fórmula Cl2. Pero el término cloro también se refiere a un átomo -entidad abstracta ideal- formado por un núcleo de 17 protones y 18 o 20 neutrones, con 17 electrones en su entorno. Si decimos que el cloroformo, de fórmula CHCl3 está formado por carbono, cloro e hidrógeno, usamos el término cloro en una tercera acepción: los tres cloros de la molécula de cloroformo comparten un electrón cada uno con el átomo de carbono, y por lo tanto ya no son átomos de cloro genuinos, sino una entidad diferente que, por comodidad, seguimos denominando átomo de cloro, sin serlo en sentido estricto.

Y en la tabla periódica, en la casilla 17, ¿qué significa el símbolo Cl? En sentido estricto, sólo la segunda de las acepciones citadas, es decir, la entidad abstracta "átomo de cloro". Pero en muchas tablas periódicas se suele poner en la casilla información sobre el punto de fusión, la densidad o el color de la sustancia, que se refieren entonces no al átomo en abstracto, sino a la sustancia elemental cloro. Es decir, las propiedades de la sustancia elemental Cl2.

Veamos ahora las características del lenguaje químico desde el punto de vista lingüístico, como antes veíamos con las letras del alfabeto.

• Hay 13 símbolos químicos que son de una sola letra: H, B, C, N, O, F, P, S, K, V, I, Y, W, U. El resto de símbolos (105 por hoy) tienen dos letras.

• Hay 7 símbolos que representan a la vez el símbolo del elemento y además la sustancia elemental. Es el caso de los gases nobles, He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn y -supuestamente- Og.

• En cambio, los otros 111 símbolos corresponden al átomo del elemento , que no corresponde a ninguna sustancia como tal en condiciones ordinarias. Para representar en la tabla periódica las sustancias elementales realmente existentes en las condiciones habituales, habría que escribir los símbolos de los elementos de la fila 2 como Lin, Ben, Bn, Cn, N2, O2, F2, Ne. Efectivamente, el hidrógeno gas es diatómico, como el nitrógeno, el oxígeno y el flúor. En cambio los metales litio, berilio y el semimetal boro forman redes cristalinas de núcleos de los átomos respectivos unidos por una nube de electrones compartidos entre todos los átomos. El carbono también forma redes cristalinas de distintos tipos (diamante, grafito, grafeno), pero en este caso sus átomos están unidos por fuertes enlaces covalentes. Hay también una forma de carbono de forma de pelota de fútbol, de fórmula C60. Los siguientes elementos de la tabla periódica tendrían un tratamiento similar: en condiciones ambientales, cloro (gas), bromo (líquido) y yodo (sólido) serían respectivamente Cl2, Br2 y I2; el fósforo tiene como fórmula molecular P4 y el azufre S8. El resto son elementos metálicos, de fórmula elemental general Mn, donde n es un valor elevadísimo.

• Ciertas agrupaciones de símbolos corresponden a sustancias realmente existentes. NO representa una molécula de óxido nítrico; H2O una de agua, y C12H22O11 una molécula de sacarosa, el azúcar de mesa. La conocida fórmula NaCl, que en sentido estricto se tendría que representar por (Na+Cl-)n, representa la estructura iónica del cloruro de sodio, donde aniones cloruro Cl- y cationes sodio Na+ se unen en redes cristalinas de grandes dimensiones, y de ahí el subíndice n.

• La mayor parte de combinaciones de símbolos yuxtapuestos no corresponden a sustancias realmente existentes; HeNd o FBrHf no corresponden a entidades químicas conocidas, al menos de momento.

• El equivalente a los anagramas, en química serían los isómeros. Hay fórmulas como C6H12O6 que corresponde a diferentes moléculas con estructuras diferentes: en este caso la fórmula corresponde a la glucosa (de la que hay distintas variantes), la fructosa, la galactosa y hasta quince sustancias más, todas ellas de propiedades diferentes, pero de la misma fórmula condensada. En el mundo de la química encontramos miles de isómeros, de diferentes clases. Cuantos más átomos tiene la sustancia, más isómeros puede tener.

Esta analogía entre el alfabeto y el lenguaje químico puede llevarse aún más lejos. Muchas personas se distraen resolviendo sopas de letras con los símbolos de la tabla periódica. Estas sopas son diferentes en cada idioma, naturalmente. Adjunto aquí una tabla periódica con algunas de las combinaciones de dos símbolos yuxtapuestos que forman palabras con sentido en español. Hay al menos otras diecisiete, teniendo en cuenta las horizontales, verticales y diagonales en ambos sentidos. He encontrado una palabra formada por tres símbolos, y ninguna de cuatro símbolos. El lector puede avanzar en esta idea inventando otros juegos basados en símbolos químicos: la palabra más larga hecha con símbolos químicos, sin o con repeticiones, párrafos hechos de símbolos...

¡ S U Er Te !

 Algunas palabras con 2 símbolos químicos