Johann Wolfgang Döbereiner (1780-1849) fue un químico alemán conocido por su trabajo en la clasificación de los elementos químicos, especialmente por la ley de las triadas, que fue uno de los primeros intentos de encontrar patrones en la tabla periódica. Propuso formalmente este ley en un artículo publicado en 1829, aunque en él dice que empezó los estudios en 1817.
La ley establece que ciertos grupos de tres elementos químicos, llamados triadas, con propiedades químicas similares cumplen que el peso atómico del elemento que se encuentra en el centro de la tríada es el promedio de los pesos atómicos de los otros dos. Por ejemplo, el calcio, el estroncio y el bario forman una triada porque tienen propiedades químicas parecidas y el peso atómico del estroncio es el promedio de los pesos atómicos del calcio y del bario.
Las tríadas
Döbereiner propuso varias tríadas de elementos químicos, pero las más conocidas son:
- Cloro (Cl), bromo (Br) y yodo (I)
- Azufre (S), selenio (Se) y telurio (Te)
- Litio (Li), sodio (Na) y potasio (K)
- Calcio (Ca), estroncio (Sr) y bario (Ba)
En cada una de esas tríadas, efectivamente, el peso atómico del elemento central es aproximadamente el promedio de los pesos atómicos de los elementos de los extremos. Por ejemplo, el peso atómico del Na (~23) es aproximadamente la media de los pesos atómicos del litio (~7) y del potasio (~40) (la media es ~23,5). Otro ejemplo: para la triada cloro-bromo-yodo, los pesos atómicos son aproximadamente 35, 80 y 126; la media de 35 y 126 es 80,5.
Tríadas y números atómicos
En la época de Döbereiner no se conocía el concepto de número atómico, pero hoy día sí podemos relacionarlo con las tríadas. Así como en las tríadas de Döbereiner la masa atómica del átomo central de la tríada coincide aproximadamente con el promedio de las masas atómicas de los átomos extremos, si manejamos números atómicos la coincidencia es exacta:
- Cloro (17), bromo (35) y yodo (53)
- Azufre (16), selenio (34) y telurio (52)
- Litio (3), sodio (11) y potasio (19)
- Calcio (20), estroncio (38) y bario (56)
Tríadas «horizontales»
También propuso acertadamente la tríada del osmio, el iridio y el platino (Os-Ir-Pt) y la del rutenio, el rodio y el paladio (Ru-Rh-Pd). No obstante, a diferencia de las cuatro tríadas anterioes, que podríamos llamar verticales porque los tres elementos se hallan en la misma columna de la tabla periódica (no conocida por Döbereiner) en cada caso, la de Ag, Pb y Hg podríamos llamarla tríada horizontal porque los tres elementos se encuentran en la misma fila (periodo) de la tabla.
Una tríada descartada por Döbereiner
Para construir sus tríadas, Döbereiner utilizaba los pesos atómicos y las densidades (gravedades específicas) y razonaba de forma semejante a esta:
Si el azufre, el selenio y el telurio pertenecen a un grupo, lo que bien puede suponerse, ya que la gravedad específica del selenio es exactamente la media aritmética de las gravedades específicas del azufre y el telurio, y las tres sustancias se combinan con el hidrógeno para formar ácidos de hidrógeno característicos, entonces el selenio forma el miembro medio, ya que [32.239(=S) + 129.243(=Te)]/2 = 80.741 y el valor atómico encontrado empíricamente para el selenio es 79.263.
Sin embargo, descartó la tríada C-N-O porque no vio relaciones entre las propiedades de estos tres elementos:
El hecho de que la media aritmética de los pesos atómicos del oxígeno (16,026) y del carbono (12,256) exprese el peso atómico del nitrógeno (14,138) no puede considerarse aquí, porque no se producen analogías entre estas tres sustancias.
Dudas sobre tríadas
También consideró que podrían formar una tríada el hierro, el cromo y el manganeso, en ese orden (Fe-Cr-Mn). A la luz de la tabla periódica actual podría admitirse que la tríada sería Fe-Mn-Cr, es decir, con el Mn en el puesto central, no el Cr. También evaluó la posibilidad de que la tríada del hierro fuera Fe-Mn-Co (no correcta en ese orden) y de que existiera esta otra: Ni-Cu-Zn. Esta última es correcta, a pesar de que Döbereiner se inclinó a pensar que no lo era. Modernamente se agrupan en una «tríada» por sus propiedades semejantes son el hierro, el cobalto y el níquel (Fe-Co-Ni).
Döbereiner expuso en su artículo estas opiniones:
Para el grupo que incluye fósforo y arsénico, falta el tercer miembro […]. No me atreveré a decidir si el estaño y el cadmio, el antimonio y el bismuto, el oro y el wolframio, o el wolframio y el tantalio, etc., pertenecen juntos, y cuáles pueden ser los miembros análogos que faltan.
Actualmente podríamos decir que el tercer miembro que faltaba a la pareja P-As es el antimonio (Sb). Y podríamos considerar las tríadas Cd-In-Sn y Hf-Ta-W (o Ta-W-Re).
Por otra parte, propuso una tríada para la plata, el plomo y el mercurio. Esta no es correcta.
Döbereiner y Goethe
Nacido en Hof, Baviera, Döbereiner comenzó su carrera como farmacéutico, pero rápidamente se interesó en la química. Después de completar sus estudios en la Universidad de Jena, se convirtió en profesor de química en el Gymnasium de esta ciudad en 1806, y posteriormente en la Universidad de Leipzig en 1810.
Döbereiner y el escritor Johann Wolfgang von Goethe tenían una relación cercana. Goethe se interesó por la ciencia y mantuvo correspondencia con varios científicos de la época, incluyendo a Döbereiner. En 1815, Goethe invitó a Döbereiner a Weimar para hablar con él sobre sus investigaciones en química.
Döbereiner se convirtió en amigo y protegido de Goethe y mantuvieron una relación cercana hasta la muerte de Goethe en 1832. Goethe apoyó y promovió el trabajo científico de Döbereiner y le ayudó a obtener un puesto en la Universidad de Jena. Además de su relación personal, Döbereiner también fue influido por las ideas científicas de Goethe, especialmente su teoría de la formación de las plantas y su idea de que todas las formas de la naturaleza están interconectadas. Estas ideas influyeron en el trabajo de Döbereiner sobre la clasificación de los elementos y en su búsqueda de patrones en la naturaleza.
Döbereiner también descubrió una serie de compuestos orgánicos y desarrolló un método para la síntesis de ácido nítrico a partir de nitrato de potasio y ácido sulfúrico.
A pesar de sus importantes contribuciones a la química, la vida de Döbereiner estuvo marcada por la pobreza y las dificultades financieras. Falleció en Jena en 1849.
Las octavas de Newlands
Medio siglo más tarde (1864), el químico inglés John Newlands propuso otro método de clasificación al observar que cuando los elementos se ordenaban según su peso atómico, cada octavo elemento tenía propiedades similares, recordando la repetición de notas en una escala musical. Se trata de la llamada ley de las octavas de Newlands. Ambos enfoques destacan la posibilidad de una relación periódica entre los elementos y sirvieron de base a la propuesta de ordenación de los elementos en su conocida tabla periódica.
Referencias
El artículo original (en alemán) en el Döbereiner expone la ley de las tríadas es:
Johann Wolfgang Döbereiner (1829): «Versuch zu einer Gruppirung der elementaren Stoffe nach ihrer Analogie». Poggendorf’s Annalen der Physik und Chemie 15 (2): 301 – 307.
Una traducción al inglés del artículo debida a Carmen Giunta está en Johann Wolfgang Döbereiner (lemoyne.edu).
