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Cualquiera que vea una tabla periódica moderna notará que casi siempre es muy colorida. Además, al comparar varias tablas entre sí, también notará que, a pesar de que los colores pueden ser distintos, siempre siguen el mismo patrón. Esto se debe a que la tabla periódica está codificada por colores, con aquellos átomos que comparten propiedades físicas o químicas entre sí compartiendo también el mismo color. Este color es diferente del color de otros átomos que exhiben un comportamiento distinto.
En las siguientes secciones discutiremos por qué los elementos en la tabla periódica se codifican por colores y cuál es la importancia de esta codificación. Sin embargo, para dar mayor contexto a dicha discusión, comencemos por un breve comentario acerca de la importancia de la tabla periódica en la química y la ciencia en general.
Importancia de la tabla periódica
La tabla periódica es uno de los instrumentos más importantes con los que cuentan los químicos. Representa la culminación y resumen de siglos de investigación científica en torno a la composición y las propiedades de la materia en general, y de los elementos químicos en particular.
Desde que el químico ruso Dmitri Mendeléyev propusiera su modelo de la tabla periódica en 1869, esta se ha venido completando con el descubrimiento o la síntesis de nuevos elementos hasta que, hoy en día, tenemos una tabla con 118 elementos diferentes ordenados por su número atómico en grupos y períodos.
La forma en la que están organizados los elementos en la tabla periódica nos permite predecir de manera confiable la mayoría de las propiedades físicas y químicas de los elementos al compararlos con los demás miembros de su grupo. Muchas propiedades como la carga nuclear efectiva, las valencias más comunes, el radio atómico y iónico, la energía de ionización y la afinidad electrónica varían de manera predecible a lo largo de un grupo o un período. Esta información resulta extremadamente útil para predecir el tipo de compuestos químicos que se formarán cuando un elemento se combina con otro, e incluso para predecir el tipo de enlace químico que se formará entre los mismos.
¿Por qué la tabla periódica está codificada por colores?
La cantidad de información que poseemos hoy en día respecto a cada elemento es muy grande y resulta poco práctico y hasta imposible comprimir toda esta información en un pequeño recuadro de no mucho más que 1 cm2 de área. Esto hace que sea necesario buscar formas creativas de codificar la información, para permitir la incorporación de más información en el mismo espacio. El uso de códigos de colores es una de las maneras más simples y visualmente efectivas de lograrlo.
¿Cómo se codifican por colores los elementos en la tabla periódica?
Existen diferentes formas de codificar la tabla periódica por colores. Algunas se basan en las propiedades físicas y el carácter metálico de los elementos, otras se basan en la familia o grupo de elementos a la cual pertenece, mientras que otras se relacionan con los valores de algunas propiedades periódicas tales como la electronegatividad. A continuación, se explican algunas de las formas más comunes de codificar la tabla periódica por color.
Codificación por carácter metálico
La manera más común de codificar la tabla periódica es en función del carácter metálico de los distintos elementos. Según este criterio, los elementos se clasifican a grandes rasgos en metales, no metales, metaloides y gases nobles, pero también se pueden hacer subdivisiones dentro de estos grandes grupos. La siguiente tabla muestra esta subdivisión resaltada por medio del uso de colores distintos:
En esta codificación de colores, la cual, por cierto, es la más común, podemos notar 11 colores diferentes. En esta codificación particular, los colores más cálidos se le asignan a los elementos con mayor carácter metálico, mientras que los colores más fríos se asignan a los de menor carácter metálico, aunque esto no es estrictamente necesario.
Como se observa en la leyenda, el grupo de elementos de color naranja corresponde a los metales alcalinos, el que está a su derecha corresponde a los alcalinotérreos y los elementos del bloque central se denominan metales de transición o elementos del bloque d (como lo indica el bloque azul en el pequeño inserto con forma de tabla periódica que se encuentra abajo y a la izquierda en la figura anterior).
Las dos filas de elementos separados de la tabla periódica que poseen distintas tonalidades de verde claro corresponden a los metales de transición interna (también conocidos como tierras raras o elementos del bloque f, como lo indica el bloque amarillo en el inserto).
Por otro lado, los elementos de color amarillo más intenso que están a la derecha de los metales de transición son los metales del bloque p. Los elementos de color verde intenso son elementos que poseen propiedades tanto de metales como de no metales, por lo que se denominan metaloides o semimetales. Los morados corresponden a los no metales y los rosados corresponden a los halógenos (que también son no metales, aunque en esta tabla se identifican por separado).
Finalmente, el grupo de elementos azules corresponde a los gases nobles y los elementos de color gris son elementos sintéticos de los que se desconocen sus propiedades por lo que no se pueden clasificar en ninguno de los demás grupos.
Codificación por bloques
Algunas tablas periódicas vienen codificadas de manera tal que el color representa el bloque al que pertenece cada elemento, como se muestra en la siguiente figura:
En este caso, el código busca facilitar el reconocimiento del tipo de orbital o subnivel en el que se encuentran los electrones de valencia más externos. Dicho de otra forma, indica el último subnivel (y por lo tanto el número cuántico secundario) en el que se encuentran los últimos electrones que llenan la configuración electrónica de un elemento. Existen solo cuatro subniveles en los que los átomos en su estado fundamental ubican electrones, que son los subniveles s, p, d y f, que dan origen a los cuatro respectivos bloques homónimos.
Así, los dos primeros grupos de la tabla periódica (los metales alcalinos y alcalinotérreos) así como el hidrógeno y el helio, conforman el bloque s de la tabla periódica (elementos color naranja intenso). Luego, los elementos de color amarillo, que forman los grupos 13 al 18 (sin incluir al helio), corresponden al bloque p (bloque de color amarillo).
Los elementos del bloque central corresponden a los elementos del bloque d (que están llenando orbitales d o que forma fácilmente iones con orbitales d parcialmente llenos) y finalmente, los lantánidos y actínidos (en color verde) forman el bloque f de los metales de transición interna, como se mencionó anteriormente.
Codificación por grupo o familia de elementos
Otra forma relativamente común de codificar los elementos es dándole importancia únicamente al grupo al que pertenece. A estos grupos se les suele denominar familias de elementos y se caracterizan por tener configuraciones de capa de valencia iguales o similares. La siguiente tabla periódica muestra esta codificación, y la leyenda muestra el nombre de cada familia, algunas de las cuales poseen nombres particulares, mientras que en el caso de los metales de transición, la familia se nombra según el primer elemento del respectivo grupo.
Codificación por electronegatividad
Además de los grupos de colores mencionados anteriormente, algunas tablas periódicas particulares utilizan un código de color ajustado a alguna escala que representa una propiedad periódica física o química. Tal es el caso de la tabla periódica de electronegatividades que se presenta a continuación.
En casos como este se suele asignar un color específico a cada valor de la propiedad en cuestión (en este caso la electronegatividad) o a cada rango de valores. Los colores pueden ser arbitrarios (como en el caso de esta imagen) o se pueden asignar utilizando alguna función matemática de la propiedad que se busca codificar.
Por ejemplo, se puede asignar un único color y variar el tono del mismo en función del valor de la electronegatividad, así, con solo mirar los colores, es evidente cuáles elementos tienen una electronegatividad mayor y cuáles tienen una menor.
Referencias
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Chang, R. (2012). Química (11.a ed.). McGraw-Hill Education.
Elementos Org. (2022, 13 marzo). Tabla Periódica de los Elementos. https://elementos.org.es/tabla-periodica
Hernández, L. (2012, 25 agosto). Cuidado con los colores de la tabla periódica. Ciencia Online. https://www.cienciaonline.com/2012/08/25/cuidado-con-los-colores-de-la-tabla-periodica/
Les Kanaris. (s. f.). ¿Por qué se codifica el color de la tabla periódica? https://us.leskanaris.com/2735-what-is-the-importance-of-color-on-the-periodic-tabl.html
Poco.Es. (2021, 14 julio). Colores de la tabla periodica de los elementos. Proco.es. https://proco.es/arte-y-diseno/colores-de-la-tabla-periodica-de-los-elementos/
