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Johann Dobereiner observó que el peso atómico del estroncio era aproximadamente la media entre los pesos del calcio y del bario, elementos que poseen propiedades químicas similares.

En 1829, propuso que en la naturaleza existían tríadas de elementos de forma que el central tenía propiedades que eran un promedio de los otros dos miembros de la tríada.

Esta nueva idea de tríadas se convirtió en un área de estudio muy popular. Entre 1829 y 1858 varios científicos encontraron que estos tipos de relaciones químicas iban más allá de las tríadas.

Durante este tiempo se agregó el flúor al grupo de los halógenos; se agruparon oxígeno, azufre, selenio y teluro en una familia mientras que nitrógeno, fósforo, arsénico, antimonio y bismuto fueron clasificados en otra.

Las investigaciones realizadas presentaban la dificultad de que no siempre se obtenían valores exactos para las masas atómicas y se hacía difícil la búsqueda de regularidades.

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De Chancourtois dispuso los elementos según el orden creciente de sus pesos atómicos sobre una curva helicoidal en el espacio, de manera que los puntos que se correspondían sobre las sucesivas vueltas de la hélice, diferían en 16 unidades de peso atómico. Los elementos análogos, estaban situados en tales puntos, lo que sugería una repetición periódica de las propiedades. Esta disposición se conoce como tornillo telúrico.

Esto hizo que Chancourtois proponga que las propiedades de los elementos son las propiedades de los números. De Chancourtois fue el primero en observar que las propiedades se repetían cada siete elementos, y usando esta representación pudo predecir la estequiometría de varios óxidos metálicos. Desgraciadamente, incluyó en su clasificación algunos iones y compuestos además de los elementos.

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John Newlands, un químico inglés, clasificó a los 56 elementos estableciendo 11 grupos basados en propiedades físicas similares, y mencionaba que en muchos pares de elementos similares existían diferencias en la masa atómica relacionadas con algún múltiplo de ocho.

En 1864 Newlands publicó su versión de la tabla periódica y propuso la Ley de las Octavas. Esta ley establecía que un elemento dado presentaría unas propiedades análogas al octavo elemento siguiendo la tabla.

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Un libro de texto de Meyer publicado en 1864 incluía una versión abreviada de una tabla periódica para clasificar los elementos. La tabla comprendía la mitad de los elementos conocidos organizados en orden de su masa atómica y mostraba una periodicidad en función de ésta.
En 1868, Meyer construyó una tabla extendida que entregó a un colega para su evaluación. Desgraciadamente para Meyer, la tabla de Mendeleiev se publicó en 1869, un año antes de que apareciera la suya.

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Tras pasar los años 1859 y 1860 en Alemania ampliando sus estudios retornó a su puesto de profesor en el que estuvo hasta 1890.

En este periodo escribió un libro de texto sobre química inorgánica, Principios de Química, que tuvo trece ediciones (la última en 1947) en el que organizaba los elementos conocidos en familias que presentaban propiedades similares. La primera parte del texto se consagró a la química, bien conocida, de los halógenos.

Luego, comenzó con la química de los elementos metálicos ordenándolos según su poder de combinación: metales alcalinos primero (poder de combinación de uno), los alcalinotérreos (dos), etc. Sin embargo, era difícil clasificar metales como cobre y mercurio que a veces presentaban valor 1 y otras veces 2.

Mendeleiev encontró relaciones entre las propiedades y los pesos atómicos de los halógenos, los metales alcalinos y los metales alcalinotérreos, concretamente en las series Cl-K-Ca, Br-Rb-Sr y I-Cs-Ba. En un esfuerzo por generalizar este comportamiento a otros elementos, creó una ficha para cada uno de los 63 elementos conocidos en la que presentaba el símbolo del elemento, su peso atómico y sus propiedades físicas y químicas características.

Cuando Mendeleiev colocó las tarjetas en una mesa en orden creciente de pesos atómicos disponiéndolas como en un solitario quedó formada la tabla periódica. En 1869 desarrolló la ley periódica y publicó su trabajo Relación de las Propiedades de los Elementos y sus Pesos Atómicos. La ventaja de la tabla de Mendeleiev sobre los intentos anteriores de clasificación era que no sólo presentaba similitudes en pequeños grupos como las tríadas, sino que mostraba similitudes en un amplio entramado de relaciones verticales, horizontales, y diagonales.

En el momento que Mendeleiev desarrolló su tabla periódica, las masas atómicas experimentalmente determinadas no siempre eran exactas, y reordenó de nuevo los elementos a pesar de sus masas aceptadas.
En total Mendeleiev tuvo que mover 17 elementos a nuevas posiciones para poner sus propiedades en correlación con otros elementos. Estos cambios indicaron que había errores en los pesos atómicos aceptados de algunos elementos y se rehicieron los cálculos para muchos de ellos.

Sin embargo, aún después de que las correcciones fueron hechas, algunos elementos todavía necesitaron ser colocados en un orden diferente del que se deducía de sus pesos atómicos. A partir de los huecos presentes en su tabla, Mendeleiev predijo la existencia y las propiedades de elementos desconocidos que él llamó eka-aluminio, eka-boro, y eka-silicio. Más tarde se descubrieron el galio, el escandio y el germanio coincidiendo con sus predicciones.

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En 1895 Lord Rayleigh informó del descubrimiento de un nuevo elemento gaseoso, llamado argón, que resultaba ser químicamente inerte. Este elemento no encajaba en ninguno de los grupos conocidos de la tabla periódica.

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En 1898, William Ramsey sugirió que el argón se colocara entre el cloro y el potasio en una familia con el helio, a pesar del hecho de que el peso atómico del argón era mayor que el del potasio. Este grupo fue llamado "grupo cero" debido a la valencia cero de estos elementos. Ramsey predijo con precisión el descubrimiento futuro del neón y sus propiedades.
El número atómico como criterio de ordenación

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Ernest Rutherford y Antonius van den Broek-1911

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Ernest Rutherford y Antonius van den Broek-1911

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En 1911 Ernest Rutherford (a la izquierda) publicó sus estudios sobre la emisión de partículas alfa por núcleos de átomos pesados que llevaron a la determinación de la carga nuclear. Demostró que la carga nuclear en un núcleo era proporcional al peso atómico del elemento.

También en 1911, A. van den Broek propuso que el peso atómico de un elemento era aproximadamente igual a la carga. Esta carga, más tarde llamada número atómico, podría usarse para numerar los elementos dentro de la tabla periódica.

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(foto de Antonius van den Broek)

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En 1913, Henry Moseley publicó los resultados de sus medidas de las longitudes de onda de las líneas espectrales de emisión de rayos X observando que la ordenación de los elementos por estas longitudes de onda coincidía con la ordenación obtenida con el criterio de los números atómicos.

Con el descubrimiento de isótopos de los elementos, se puso de manifiesto que el peso atómico no era el criterio que marcaba la ley periódica como Mendeleiev, Meyers y otros habían propuesto, sino que las propiedades de los elementos variaban periódicamente con número atómico.

La pregunta de por qué la ley periódica existe se contestó gracias al conocimiento y comprensión de la estructura electrónica de los elementos que comenzó con los estudios de Niels Bohr sobre la organización de los electrones en capas y con los descubrimientos de G.N. Lewis sobre los enlaces de pares de electrones.

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Los últimos cambios importantes en la tabla periódica son el resultado de los trabajos de Glenn Seaborg a mediados del siglo XX, empezando con su descubrimiento del plutonio en 1940 y, posteriormente, el de los elementos transuránidos del 94 al 102.

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Seaborg, premio Nobel de Química en 1951, reconfiguró la tabla periódica poniendo la serie de los actínidos debajo de la serie de los lantánidos.

En las tablas escolares suele representarse el símbolo, el nombre, el número atómico y la masa atómica de los elementos como datos básicos y, según su complejidad, algunos otros datos sobre los elementos.