Dimitri Ivánovich Mendeléiev. El profeta que ordenó los elementos químicos

Abstract

La revista Anales de Química de la RSEQ publicó un número monográfico especial dedicado a los elementos químicos con ocasión de la celebración del Año Internacional de la Tabla Periódica de los Elementos Químicos. Los 118 elementos fueron precedidos por un artículo en honor a Mendeléiev (1834-1907) con una extensión de cuatro páginas en el que se recoge de una manera abreviada la vida y obra del genial químico ruso, padre de la tabla periódica moderna.

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Dimitri Ivánovich Mendeléiev (Tobolsk, Siberia, Rusia,
8 de febrero de 1834 – San Petersburgo, 2 de febrero de
1907, 72 años), químico ruso, padre de la tabla periódica,
gran cientíco, pensador, inventor y patriota. Formuló la
ley periódica de los elementos químicos basada en el orden
creciente de sus pesos atómicos. Usó esta ley para corregir
las propiedades de algunos elementos ya descubiertos y pre-
decir las propiedades de hasta ocho nuevos elementos.[1,2]
La idea de celebrar un Año Internacional de la Tabla
Periódica de los Elementos Químicos partió del profesor
de la Universidad de Nottingham, sir Martyn Poliakoff,
quien escribió una carta en julio de 2016 a la presiden-
ta de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada
(IUPAC), Natalia Tarásova, recordándole que en 2019 se
celebraría el 150 aniversario de la publicación de la prime-
ra versión de la tabla periódica moderna por el químico
ruso Dimitri Ivánovich Mendeléiev. Sugería que la IUPAC
podría realizar una solicitud para hacer que 2019 fuese el
Año Internacional de la Tabla Periódica. La Academia de
Ciencias Rusa se dirigió al Secretariado de la IUPAC lide-
rando esta solicitud. A esta iniciativa se unieron otras insti-
tuciones cientícas y más de 80 organizaciones nacionales
adheridas a la IUPAC, academias de ciencias, sociedades
químicas e institutos de investigación. El 20 de diciembre
de 2017 la Asamblea General de la ONU declaró 2019 el
Año Internacional de la Tabla Periódica de los Elementos
Químicos (IYPT2019, en sus siglas en inglés) (Figura 1).[3]
Dimitri Ivánovich Mendeléiev (Figura 2) nació el 8 de
febrero de 1834 (el 27 de enero, según el calendario julia-
no) en la ciudad siberiana de Tobolsk. Fue el benjamín de
la familia Mendeléiev compuesta por diecisiete hermanos
(tres murieron en el parto), y fue el decimocuarto en re-
cibir el bautismo. Sus padres fueron Iván Pávlovich Men-
deléiev (1783-1847) y María Dímitrievna Kornilieva (1793-
1850). Su padre se graduó en el Instituto Pedagógico de
San Petersburgo y fue profesor de varias escuelas. Se casó
en 1809 y en la década de 1820 regresó a Tobolsk como
director del Instituto hasta 1834, año en el que perdió la
vista. Se tuvo que retirar con una escasa pensión. Su esposa
trató de sacar adelante a la familia regentando la fábrica
de vidrio familiar sin mucho éxito. Dimitri ingresó en el
Instituto de Tobolsk a los 7 años, un año antes de lo que
estaba permitido. Se graduó a los 15 años, pero sus profeso-
res certicaron que tenía 16 años para evitarle problemas
administrativos. Su padre falleció cuando tenía 13 años.
Dimitri Ivánovich Mendeléiev
El profeta que ordenó los elementos químicos
Figura 2. Dimitri I. Mendeléiev (foto del dominio público)
[bit.ly/2VxApA5, visitada el 14/04/2019]
Figura 1. Logotipo del IYPT2019[3]
Dimitri era un estudiante aventajado en ciencias, historia
y geografía; sin embargo, tuvo dicultades con las lenguas
clásicas obligatorias -el latín y el griego- y la teología. Du-
rante su formación, hubo algunas personas del entorno fa-
miliar que inuyeron en él, como Timofei, el químico de
la fábrica de vidrio de quien aprendió conceptos sobre la
manufactura y el soplado del vidrio. Su cuñado Bessargin,
esposo de su hermana mayor Olga, también ejerció una
gran inuencia sobre él. Había sido desterrado a Siberia
por sus ideas políticas, por pertenecer al movimiento revo-
lucionario de los decembristas. Su madre tuvo una inuen-
cia decisiva en Dimitri: era su hijo preferido, y desde hacía
muchos años había empezado a ahorrar para que Dimitri
fuera a la universidad. La fábrica de vidrio se incendió y un
poco después murió su esposo.
En el verano de 1849, María tomó a sus hijos más pe-
queños Dimitri y Elisabeta (o Lisa) y se dirigió a Moscú,
distante más de 2.000 kilómetros. Dimitri fue rechazado en
la Universidad de Moscú por su origen siberiano. Al año
siguiente se dirigieron a San Petersburgo para que Dimitri
ingresara en su universidad, que también lo rechazó.[1,2]
Finalmente, gracias a los ocios de Plenov, director del
Instituto Pedagógico de San Petersburgo y amigo de su pa-
dre, pudo ingresar en el verano de 1850. Obtuvo una beca,
pero el 20 de septiembre murió su madre de agotamiento
físico y tuberculosis. En 1852 falleció su hermana Lisa, y
él mismo estuvo gravemente enfermo. Le diagnosticaron
erróneamente tuberculosis. Tras unos comienzos con po-
bres calicaciones se graduó en 1855 con medalla de oro
por sus excelentes notas. Su primer trabajo cientíco lo
público en alemán en 1854 sobre el análisis de un mine-
ral de Finlandia y fue supervisado, entre otros profesores,
por el químico Alexander Voskresenski. Este fue discípulo
del gran químico alemán Liebig, y es considerado como

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el abuelo de la química rusa, y Mendeléiev el padre de
la química rusa. Ejerció una gran inuencia académica y
cientíca en Mendeléiev. Más tarde jugó un importante
papel en la vida de Dimitri.
Mendeléiev impresionó a los miembros del tribunal
por su profundo conocimiento y los administradores del
Instituto Pedagógico de San Petersburgo pensaron en que
se quedara para preparar el Máster. Sin embargo, Mende-
léiev, siguiendo los consejos del doctor Zdekauer, obtuvo
una posición de profesor en Odesa, donde el clima era me-
jor para su salud. Por un error administrativo fue enviado
a la ciudad de Simferopol, donde llegó el 25 de agosto de
1855. El lugar era muy peligroso por la guerra de Crimea,
pero allí conoció al cirujano Nicolás Pigorov, que dirigía
los servicios médicos de las tropas rusas, quien examinó
a Dimitri y le comunicó que no tenía tuberculosis.[1,2] Los
vómitos procedían de una leve lesión cardiaca sin gravedad
y no corría peligro. Esta noticia devolvió el ánimo a Men-
deléiev quien, a los 21 años, decidió dedicarse a la cien-
cia para, de este modo, servir al pueblo ruso. De regreso
a Odesa, enseñó durante seis meses matemáticas, física y
ciencias naturales en su instituto mientras preparaba su
trabajo de Máster sobre el isomorsmo y los volúmenes es-
pecícos que defendería en la Universidad de San Peters-
burgo. El 9 de septiembre de 1856 pasó los exámenes para
llegar a ser maestro de física y química. Poco después com-
pletó un segundo Máster, necesario para obtener el puesto
de docente, sobre la estructura de las combinaciones silí-
ceas. Defendió su grado el 21 de octubre de 1856, y en ene-
ro de 1857, sin haber cumplido todavía los veintitrés años,
era encargado de curso de la Universidad Imperial de San
Petersburgo para impartir docencia de química orgánica.
Pero como sus ingresos eran insucientes se vio obligado
a aceptar una plaza de profesor de química en el Instituto
Pedagógico Central, y también a dar clases particulares.[1]
En enero de 1859, el Ministerio de Instrucción Pública
convocó becas para que los jóvenes rusos se formaran en
los países europeos más avanzados. Mendeléiev obtuvo una
de estas becas por su excelente currículo. A partir del 14
de abril de 1859 permaneció 22 meses en el extranjero.
Los dos primeros meses los dedicó a recorrer una docena
de universidades europeas. En París conoció a Berthelot,
Wurtz y Dumas; en Múnich se encontró con Liebig, pero
nalmente decidió permanecer en la Universidad de Hei-
delberg al lado de los profesores Bunsen, Erlenmeyer y Kir-
chhoff, y también de la importante colonia de estudiantes
rusos que se formaban en la ciudad de Heidelberg.[2] En
el laboratorio de Bunsen no se encontraba a gusto por su
escaso equipamiento y decidió montar un laboratorio en
su propio apartamento para continuar sus estudios sobre
la capilaridad y la tensión supercial. Midió los volúmenes
especícos de series de líquidos y determinó la temperatu-
ra absoluta de ebullición, hoy conocida como temperatura
crítica, porque no dependía de la presión.
Del 3 al 5 septiembre de 1860, Mendeléiev participó en
el Primer Congreso Internacional de Químicos que había
sido organizado por Kekulé, Weltzien y Wurtz en la ciudad
alemana de Karlsruhe, próxima a Heidelberg. Participa-
ron 127 químicos de once países europeos y México. Entre
ellos hay que destacar la presencia de tres jóvenes y entu-
siastas químicos: el inglés William Odling, el alemán Julius
Lothar Meyer y el ruso Dimitri Ivánovich Mendeléiev. Los
tres contribuyeron al desarrollo de la tabla periódica de
los elementos químicos de forma simultánea y competitiva.
El congreso no logró sus objetivos de poner de acuerdo a
sus participantes sobre la denición de los conceptos de
átomo, molécula, equivalente, atomicidad y basicidad, y de
instituir una notación uniforme y una nomenclatura racio-
nal.[4] El gran triunfador del Congreso de Karlsruhe fue el
químico italiano Stanislao Cannizzaro, quien expuso con
total claridad sus ideas sobre la teoría atómica y aclaró los
conceptos de peso atómico y peso molecular. Estas ideas
las había publicado dos años antes en un folleto dirigido a
sus estudiantes titulado Sunto di un corso di losoa chimica.
Al nal del congreso, Meyer y Mendeléiev se hicieron con
una copia de tan valiosa publicación. Dimitri reconoció el
gran inujo que tuvo en el desarrollo de su ley periódica
las ideas expuestas por Cannizzaro. Meyer y Mendeléiev
compitieron por ser los primeros en establecer la primera
versión de la tabla periódica moderna.
El 14 de febrero de 1861, Mendeléiev regresó a San
Petersburgo y se encontró con que había perdido su pues-
to en la universidad y el Instituto Pedagógico había ce-
rrado. Se hallaba cargado de deudas y sin trabajo, por lo
que impartió clases particulares para poder sobrevivir. En
menos de cuatro meses después de su regreso, escribió el
libro Química Orgánica con el que obtuvo el premio Demi-
dov de 1862. La elevada cuantía del premio le permitió
pagar la mayor parte de sus deudas. En esta época, tam-
bién trabajó como traductor de textos de tecnología del
alemán al ruso.
Inuenciado por su hermana Olga y sin estar enamo-
rado, se casó el 22 de abril de 1862 con Feozva Nikitichna
Leshcheva, que era seis años mayor que él, y con quien
tuvo tres hijos: María, Vladímir y Olga. Este matrimonio
de conveniencia estaba condenado al fracaso. Desde 1871
estuvo prácticamente separado de su mujer, de la que se
divorció en 1881. En 1877, cuando contaba con 43 años,
Dimitri se enamoró de una joven estudiante de Bellas Artes
de 17 años que era amiga de su sobrina Nadiejda. Tras años
de zozobra y sufrimiento, al nal se casó en 1882 con Ana
Ivanova Popova. Tuvieron cuatro hijos: Liubov, Iván, Vasili
y María.[1,2]
Defendió su tesis doctoral el 31 de enero de 1865 con
el título “Sobre los compuestos de alcohol y agua”. Ese mis-
mo año se incorporó de nuevo a la universidad ocupando
diversas posiciones. En junio de 1865, Mendeléiev compró
una nca de 60 hectáreas en Boblovo, cerca de Moscú,
donde construyó la casa familiar con un laboratorio, tie-
rras de cultivo y una granja, y allí se dedicó a desarrollar sus
ideas sobre agricultura y ganadería con excelentes resulta-
dos económicos. En octubre de 1867 sustituyó al profesor
Voskresenski en la cátedra de Química Inorgánica hasta
1890, cuando dimitió de su cátedra por los compromisos
adquiridos con los estudiantes.[1,2]
En la década de 1860 contribuyó a la creación de la So-
ciedad Química Rusa, que fue aprobada en 1869. Para me-
jorar la enseñanza de su asignatura de Química Inorgánica,
comenzó a escribir su gran obra Principios de Química (1868-
1871), que apareció en fascículos entre 1868-69 (primera
parte) y 1870-1871 (segunda parte). Esta obra y la titulada
Química Orgánica fueron libros de texto durante muchos
años. Se publicaron 13 ediciones de Principios de Química
(8 en vida de Mendeléiev) y fue traducida al alemán, in-
glés y francés. Cada nueva edición era revisada, corregida y
expandida por su autor. Este libro y sus ulteriores mejoras
fueron la principal razón del nacimiento y futuro desarro-
llo de la tabla periódica.[2]

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El 1 de marzo de 1869 (según el calendario gregoria-
no), Mendeléiev publicó su ley periódica basada en el or-
den creciente de los pesos atómicos y la tabla periódica
que recogía los 63 elementos químicos conocidos entonces
(Figura 3).[5] La ley periódica de Mendeléiev indicaba que
era preciso introducir cambios en los pesos atómicos de
ciertos elementos que señalaba con signos de interroga-
ción, y lo que era más importante, debían existir nuevos
elementos que todavía no habían sido descubiertos para
los que propuso sus pesos atómicos y sus propiedades. El
carácter predictivo de la ley periódica de Mendeléiev supu-
so un reto para los cientícos de la época, que les animó a
buscar dichos elementos.
En vida de Mendeléiev fueron descubiertos por quí-
micos europeos tres de los elementos predichos por él. El
carácter predictivo de sus tablas periódicas le condujeron
a sus primeros grandes éxitos y reconocimientos. En 1875,
con ayuda de las técnicas espectroscópicas, el químico
francés Paul Émile Lecoq de Boisbaudran comunicó a la
Academia de Ciencias de París el descubrimiento de un
nuevo elemento que se hallaba en un mineral de esfalerita
(sulfuro de zinc) procedente de una mina de Pierrette en
los Pirineos franceses al que llamó galio para honrar a su
país Francia (Gallia, en latín). Mendeléiev le había dado el
nombre de eka-aluminio. En 1879, el químico sueco Lars
Fredrick Nilson descubrió el escandio, un nuevo elemento
que llamó así para honrar a su patria, Escandinavia. El quí-
mico sueco Per Teodor Cleve fue el primero en percatarse
de que las propiedades de este elemento coincidían con
las predichas por Mendeléiev para el eka-boro. En 1886,
diecisiete años después de que Mendeléiev propusiera la
primera versión de su tabla periódica, el químico alemán
Clemens Alexander Winkler halló un nuevo metal en una
muestra del mineral argirodita (Ag8GeS6, sulfuro de plata y
germanio), que se había encontrado en una mina de plata
cerca de Freiberg (Sajonia). Al nuevo elemento lo llamó
germanio, para honrar a su país Alemania (Germania, en
latín), que coincidía con el eka-silicio predicho por el quí-
mico ruso.[6] Mendeléiev anunció la existencia de dieciséis
nuevos elementos, acertó en ocho de ellos y falló en otros
tantos.[7]
Mendeléiev y Lothar Meyer fueron reconocidos por la
Royal Society de Londres en 1882 con la Medalla Davy “por
sus descubrimientos de las relaciones periódicas de los pe-
sos atómicos”. En 1889, Mendeléiev fue nombrado socio
extranjero de la Royal Society y recibió la Medalla Faraday de
la Chemical Society de Gran Bretaña. En 1905 fue distinguido
con la Medalla Copley de la Royal Society de Londres. Sin
embargo, Mendeléiev no recibió el premio Nobel de Quí-
mica en 1906. Aquel año lo consiguió el químico francés
Henry Moissan, y Mendeléiev fue propuesto para el premio
Nobel de Química de 1907. La fecha límite era el 31 de
enero, pero fue demasiado tarde, porque Mendeléiev mu-
rió de gripe el 2 de febrero de aquel año, unos días antes
de cumplir los 73 años.[1,2] Mendeléiev fue enterrado en el
cementerio de Vólkovo en San Petersburgo. Sobre su lápi-
da de granito rojo solo aparece la inscripción en cirílico
con su nombre "Dimitri Ivánovich Mendeléiev" (Figura 4).
A su muerte se conocían 86 elementos químicos.
Aunque Mendeléiev revisó su tabla periódica hasta su
muerte, los problemas comenzaron a aparecer a nales del
siglo . El químico checo Bohuslav Brauner le ayudó a
ubicar las tierras raras al pie de la tabla periódica en la serie
octava. En la década de 1890 se descubrió una serie de nue-
vos elementos que no tenían cabida en la tabla periódica:
los gases nobles. Fue William Ramsay quien descubrió la
mayoría de los gases nobles, y el que propuso introducir el
grupo 0 para alojar a los gases inertes.
Por otro lado, se hallaron tres parejas de elementos en
las que el primer elemento tenía un peso atómico inferior al
segundo; estas eran: argón-potasio, cobalto-níquel y telurio-
yodo. Mendeléiev creía que era preciso realizar esta inver-
sión en el orden creciente de sus pesos atómicos para aco-
modar correctamente los elementos químicos en el grupo
que mejor les correspondía con el n de enfatizar sus pro-
piedades físicas y químicas, aunque siguió insistiendo en que
había que revisar los pesos atómicos de estos elementos.[6]
Figura 3. Primera versión de la tabla periódica moderna de los elementos químicos
propuesta por Mendeléiev (1869)[5]
Figura 4. Tumba de Mendeléiev en el cementerio de Vólkovo en San Petersburgo
(fotografía propiedad del autor)

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A partir de 1895 comenzaron a aparecer serios proble-
mas a la ley periódica de Mendeléiev con el advenimiento
de nuevos descubrimientos cientícos y teorías sobre la
estructura interna del átomo. Entre ellos destacan: el des-
cubrimiento de los rayos X por Wilhelm Conrad Röntgen
en la Universidad de Wurzburgo (1895); el hallazgo acci-
dental de la radiactividad natural por el físico francés An-
toine Henri Becquerel (1896); el descubrimiento de los
dos primeros elementos radiactivos por los esposos Curie
(1898): el polonio (en junio) y el radio (en diciembre); el
hallazgo e identicación del electrón por sir Joseph John
Thomson (1897). El descubrimiento de esta nueva par-
tícula causó una nueva decepción a Mendeléiev, ya que
los átomos podían dividirse en partículas más pequeñas
en contra del criterio del químico ruso;[6] así como la for-
mulación de los primeros modelos para justicar la es-
tructura atómica por Thomson, Rutherford y Bohr. Entre
1896 y 1913 se removieron los cimientos de la física con la
aparición de los nuevos conceptos asociados con las revo-
luciones cuántica y relativista. Mendeléiev creía que estos
descubrimientos representaban una grave amenaza para
su ley periódica. Su reacción desesperada le condujo a
clasicar los inexistentes elementos éter y coronio, que le
valió el descrédito de la comunidad cientíca.[1]
El abogado, matemático economista y físico aciona-
do holandés Antonius van den Broek fue quien denió el
concepto de número atómico en un artículo que publicó
en 1911 en la revista Nature de Londres. Cada elemento de
la tabla periódica tendría una carga nuclear igual a una
unidad más que la del elemento anterior. Aunque van den
Broek avanzó el concepto de número atómico, no pudo de-
mostrarlo. Es al joven físico británico Henry Gwyn Jeffreys
Moseley a quien se le atribuye el honor de haber descu-
bierto el número atómico con sus originales experimentos
llevados a cabo con la difracción de los rayos X sobre los
metales en 1913 y 1914. En el artículo de 1914 conrmó
la ley que lleva su nombre (o de los números atómicos),
en la que relacionaba la raíz cuadrada de la frecuencia de
las líneas espectrales de rayos X de los elementos quími-
cos con el número atómico, n = A (N – b)2, donde n es la
frecuencia de las líneas espectrales de los rayos X, N es el
número atómico (actualmente se representa por Z), y A y
b son dos constantes de las líneas espectrales.[8] Aunque su
estudio abarcó los elementos metálicos del aluminio al oro,
su ley permite predecir la existencia de nuevos elementos
con gran precisión, por los huecos que se generan en su
gráca (N = 43, 61 y 75) en la que representa los elemen-
tos químicos por su símbolo y número atómico frente a la
raíz cuadrada de la frecuencia de sus líneas espectrales de
rayosX (Figura 5).[8] La ley periódica de Moseley desplazó
a la ley periódica de Mendeléiev y sigue resistiendo el paso
del tiempo después de más de 105 años.
bibliografía
[1] P. Román Polo, Mendeléiev: el profeta del orden químico, 2.ª edi-
ción, Nivola libros y ediciones S. L., Tres Cantos, Madrid, 2008.
[2] E. V. Babaev, D. Mendeleev: A short CV, and a story of life, bit.
ly/2TBhp1V, visitada el 26/03/2019.
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Int., 2018, 40(2), 2–4.
[4] P. Román Polo, El sesquicentenario del Primer Congreso In-
ternacional de Químicos, An. Quím., 2010, 106(3), 231–239.
[5] D. Mendeleev, Sobre la relación de las propiedades de los
elementos con sus pesos atómicos (en ruso), Zhurnal, 1869,
1(2–3), 60–67.
[6] J. Elguero Bertolini, P. Goya Laza, P. Román Polo, La tabla pe-
riódica de los elementos químicos, Los Libros de la Catarata, CSIC,
Madrid, 2019.
[7] E. R. Scerri, The periodic table. A very short introduction, Oxford
University Press, Oxford, 2011.
[8] H. G. W. Moseley, LXXX, The high-frequency spectra of the
elements, Part II, Philos. Mag., 1914, 27(160), 703–713.
  
Sección Territorial del País Vasco de la RSEQ
Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea
Real Sociedad Bascongada de los Amigos del País
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Figura 5. La ley periódica de Moseley ordenada por el número atómico
creciente (Moseley, 1914)[8]