Geoquimica recreativa - Alexandr Fersman.pdf

8/13/2019 Geoquimica recreativa - Alexandr Fersman.pdf

1/540

Geoqumica Recreativa www.librosmaravillosos.com Alexander Fersman

Preparado por Patricio Barros1


2/540



INTRODUCCIN

Hace varios aos escrib el libro Mineraloga recreativa. Con ese motivo recib

decenas, centenares de cartas procedentes de estudiantes, obreros y especialistasdiversos. Cunta pasin viva y sincera por las piedras, su estudio e historia de suutilizacin vi en esas cartas! En algunas, escritas por nios, se notaba tanto ardor

juvenil, audacia, bro, energa...! Me entusiasmaron dichas cartas y decid escribirun segundo libro para la juventud, para nuestra futura generacin.En estos ltimos aos mi pensamiento ha ido a otra rama de la ciencia, mucho msdifcil, mucho ms abstracta, a un mundo maravilloso, al mundo de los corpsculospequesimos, de magnitud nfima, que constituyen toda la naturaleza y el propiohombre.Durante los ltimos veinte aos tom parte en la creacin de una nueva ciencia,que llamamos Geoqumica. La creamos no sobre el papel, sentados en un cmodogabinete; esta ciencia naci a base de numerosas investigaciones precisas,experimentos, mediciones; naci en la lucha por la comprensin nueva de la vida yde la naturaleza. Qu admirables eran aquellos minutos, cuando terminbamosnuevos captulos de esta ciencia del futuro!

Qu puede haber de recreativo en lo que voy a contarles sobre la Geoqumica? Dequ trata esta ciencia? Por qu la llamamos Geoqumica y no simplementeQumica?, Por qu escribe sobre ella, no un qumico, sino un gelogo,mineralogista, cristalgrafo?En realidad, la respuesta a esta pregunta la recibir el lector no en el primercaptulo, no; en l se hablar de muchas cosas, pero de forma concisa. Slodespus de leer hasta el final este libro, comprender la profundidad y lointeresante de la Geoqumica.Entonces dir: "He aqu en qu consiste la Geoqumica, qu interesante, pero qudifcil es esta ciencia! Qu poco conozco la Qumica, la Geologa y la Mineralogapara llegar a comprenderla por completo!"Sin embargo, merece la pena comprenderla, puesto que el futuro de la Geoqumicaes mucho ms importante de lo que se piensa; es la que, junto con la Fsica y la


3/540



Qumica, subordinar a la voluntad del hombre las grandiosas reservas de energa yde materia existentes.Antes de terminar esta introduccin, quisiera dirigirme a los lectores con ciertosconsejos sobre cmo debe leerse este libro. No basta simplemente con decir qu es

necesario leer; con frecuencia es mucho ms importante decir cmo hay que leer,de qu modo hay que estudiar los libros y saber, al mismo tiempo, sacar de ellos elmximo provecho. Unos libros se leen de un tirn, cuando se trata de un relatointeresante que le apasiona y que no puede usted abandonar hasta haber ledo lasltimas pginas. As se leen las novelas recreativas de aventuras. Otros libros hayque estudiarlos, cundo en ellos se describe una ciencia completa o cuestionescientficas aisladas; cuando se exponen sucesivamente datos cientficos, sedescriben los fenmenos de la naturaleza, se hacen conclusiones cientficas.Semejantes libros hay que leerlos profundizando en cada palabra, sin omitir ningndetalle.

Nuestro libro no es una novela seductora, ni tampoco un tratado cientfico. Estescrito segn un plan especial. En las cuatro partes de que consta se pasapaulatinamente desde las nociones fundamentales de Fsica y Qumica a lascuestiones de la Geoqumica y su futuro. El lector poco experimentado en estasciencias, deber leer el libro con mucha atencin, sin apresuramiento. Es posibleque lea por segunda vez aquellas pginas que considere ms interesantes o que sucomprensin le haya sido difcil. Pero si el lector posee conocimientos de Fsica yQumica, puede pasar por alto aquellos apartados que ya conozca. El autor haprocurado hacer de cada apartado un todo nico, independiente en lo posible de laspartes restantes. El libro es apto tambin para profundizar en los conocimientos deQumica o Geologa.A los estudiantes les ser muy til leer algunos captulos sueltos de este libro,

simultneamente con sus estudios del curso general de Qumica, puesto que cadauno de estos captulos puede servirle de suplemento, ilustrando en muchos casosaquellas pginas ridas del texto de Qumica.Al estudiar los metaloides, paralelamente puede leer los captulos que hablan delfsforo y del azufre. Al estudiar los metales ferrosos conviene ver los captulos quese ocupan del hierro y el vanadio.


4/540



Al estudiar la Geologa, deben emplearse asimismo los captulos correspondientesde esta obra que tratan de importantes cuestiones qumicas acerca de ladistribucin y difusin de los elementos en la corteza terrestre. Inters especial aeste respecto presentan los captulos que describen la corteza terrestre y

principalmente la tercera parte: Historia del tomo en la naturaleza.Los que estudian Qumica observarn que en la exposicin que hago me ocuponicamente de unos cuantos elementos qumicos, slo describo con algn detallequince elementos. No he tratado de dar la caracterstica qumica completa y lahistoria de todos los elementos del universo, de los existentes en las profundidadesde la corteza terrestre, en la superficie de la Tierra y de los que ordinariamenteutiliza el hombre.He querido slo aclarar ciertos rasgos aislados, los ms significativos, sobre elcomportamiento de los elementos ms corrientes y tiles cuyas complicadastransformaciones qumicas se desarrollan en el seno de los procesos qumicosimperceptibles y continuos que se verifican en la Tierra. Sobre cada elementopueden escribirse muchas y largas pginas. Es posible que al lector le surja el deseode probar a escribir la historia de algn otro elemento que no menciono. Si alguien,al ver un trozo de cromo, se interesara por conocer su origen, posiblestransformaciones y el papel que desempea en la industria, y pudiera escribir varias

pginas interesantes sobre la historia de este elemento y aclarar el comportamientode este tomo perteneciente a la familia del hierro, esto sera a mi parecer unatarea prctica utilsima.Puedo aconsejar al lector, que al estudiar este libro, se interese por las cuestionesrelacionadas con el anlisis amplio de la naturaleza, que pruebe a cumplir esta tareay contine estas pginas que he escrito sobre los elementos ms importantes queconstituyen la Tierra.


5/540



PREFACIO

En el libro "Geoqumica Recreativa", el acadmico Alexander Fersman expone en

forma literaria los resultados de sus trabajos durante muchos aos, dedicados a lacreacin de una nueva rama de la ciencia geolgica, la Geoqumica, con objeto demostrar, a base de su riqusima imaginacin y experiencia cientfica, la vida qumicade nuestro planeta.Con su admirable arte de popularizador explica de forma sencilla y atrayente lasideas ms complicadas. El lector se convence de que la comprensin de laestructura del tomo es absolutamente necesaria para el estudio de los elementosqumicos que forman la corteza terrestre.

A. E. Fersman, con la fuerza expresivapropia de un literato y la erudicin de uncientfico consumado, describe en lasegunda parte de su libro cmo fueronhallados en la naturaleza los distintoselementos qumicos y da a conocer sus

cualidades. Al estudiar la migracin deestos elementos en la corteza terrestrey describir las condiciones de suacumulacin, el autor las relaciona conla prctica, es decir, con lo necesariasque son las distintas clases de materiasprimas naturales para la construccinsocialista. Muestra brillantemente loscampos de aplicacin de os elementos

qumicos e incluso habla de su futuro. El mismo dice que "... la idea creadora delhombre busca nuevas vas de aprovechamiento de las materias primas naturales".Pero solamente con el socialismo es posible que esta idea dirija las riquezas


6/540


7/540



El joven, cautivado al principio por la belleza exterior de las piedras, poco a poco,comenz a interesarse por las cuestiones relacionadas con su composicin y origen.Terminada la segunda enseanza, continu sus estudios en la Universidad deMosc, donde asisti a numerosas conferencias sobre Mineraloga y tom parte en

varios trabajos dirigidos por Vladimir Vernadski.Hasta la poca de V. Vernadski, la Mineraloga se enseaba en la Universidad deforma pobre, rida. Los mineralogistas de finos del siglo XIX se ocupabanpreferentemente de la descripcin de los minerales, del estudio de sus formascristalogrficas y de su sistematizacin.V. Vernadski aport a esta Mineraloga descriptiva un aliento de vida. Comenz aestudiar los minerales como productos de reacciones qumicas naturales (terrestres)y a interesarse por las condiciones en que se forman: su origen, vida ytransformacin en otros minerales.Esta ya no era la Mineraloga antigua que describa con indiferencia las curiosidadesde las entraas de la Tierra. Los investigadores jvenes vivan nuevas pasiones,nuevas ideas. No eran simples mineralogistas, sino qumicos-mineralogistas. "Esonos ense nuestro maestro, recordaba despus A. Fersman, a relacionar laQumica con la naturaleza, las hiptesis qumicas con los mtodos del naturalista.Era una escuela de Ciencias Naturales de nuevo tipo, basadas en datos cientficos

precisos sobre la vida qumica de la Tierra". El trabajo cientfico se realizaba en laUniversidad, no slo en los gabinetes y laboratorios, sino principalmente en el senode la propia naturaleza. Cada paso en el estudio iba acompaado de excursiones yexpediciones. Ms de una vez las recordaba despus A. Fersman. Los aos pasaban.Los conocimientos iban adquirindose basndose en trabajo tenaz. Los jvenesinvestigadores se pasaban da y noche estudiando los resultados obtenidos. Aveces, durante varios das no salan del edificio universitario.En 1907 Alexander Fersman termin sus estudios en la Universidad de Mosc.Siendo todava estudiante realiz y public 5 trabajos cientficos sobre cuestiones deCristalografa, Qumica y Mineraloga, bajo la direccin de V. Vernadski.Por estos trabajos recibi la medalla de oro A. Antipov con la cual la SociedadMineralgica condecoraba a los jvenes hombres de ciencia.


8/540



A los 27 aos Alexander Fersman fue nombrado profesor de Mineraloga y en 1912,por primera vez en la historia de las ciencias, comenz a dar conferencias sobre unanueva asignatura: la Geoqumica.

En sus conferencias Fersman remarcaba: " Debemos ser los qumicos de la cortezaterrestre. Debemos estudiar no slo la distribucin y formacin de los minerales,esas combinaciones temporalmente estables de los elementos, debemos estudiartambin los propios elementos, su dislocacin, sus transformaciones, su vida ".A partir de aquel ao comenz la actividad de Fersman en la Academia de Cienciasde la URSS, primero en Petersburgo, despus en Mosc, sin interrumpirla hasta elfinal de su vida.La Gran Revolucin Socialista de Octubre cre condiciones propicias, completamente

nuevas, para los trabajos de investigacin cientfica, hasta entonces inexistentes.Ante Fersman surgieron posibilidades ilimitadas para poner de relieve todo sutalento y se entreg totalmente a la resolucin de cuestiones relacionadas con lastareas propuestas por el Partido Comunista y el gobierno, siguiendo las indicacioneshistricas expuestas por V. I. Lenin en los artculos Las tareas inmediatas del Podersovitico1 y Borrador del plan de trabajos tcnico-cientficos 2, dedicados al estudio oinvestigaciones sistemticas de las fuerzas productivas naturales del pas.Como investigador profundo, dotado de gran penetracin, A. Fersman fue en aqueltiempo uno de los ms vehementes y persuadidos partidarios de la actividadaplicada, llamando incansablemente a los hombres de ciencia a ocuparse de losproblemas de inters prctico y econmico del pas.En 1919, a los 35 aos de edad, A. Fersman fue elegido miembro de nmero de laAcademia de Ciencias de la URSS y simultneamente ocup el cargo de director delMuseo Mineralgico anexo a la Academia de Ciencias.Al apreciar la labor creadora de Fersman, asombra la enorme variedad de sus

aficiones cientficas y prcticas, as como su capacidad extraordinaria de trabajo.Desarrollando los fundamentos cientficos de la Geoqumica y de la Mineraloga,Fersman colocaba siempre en primer plano las investigaciones efectuadasdirectamente sobre el terreno. Particip en numerosas expediciones y visit las

1 V. I. Lenin. Obras escogidas. t. V, pg. 147, Editorial Cartago, Buenos, Aires, 19652 V. I. Lenin. Obras escogidas, t. V. pg. 191, dem


9/540



regiones ms diversas del pas: la tundra de Jibini en la pennsula de Kola, el vallefloreciente de Fergan, las arenas trridas de Kara-Kumi y de Kyzyl-Kumi en el AsiaCentral, la extensa taiga de la regin del Baikal y de la Transbaikalia, las vertientesforestales orientales de los Urales, Alti, Ucrania, Crimea, el Cucaso del Norte, la

Transcaucasia y otras.Tiene un inters verdaderamente extraordinario la epopeya heroica de laexploracin y estudio de la pennsula de Kola, que Fersman inici en 1920 en Jibiniy en 1930 en la tundra de Monche y que se prolong hasta los ltimos aos de suvida.Su mayor xito fue el descubrimiento de yacimientos de apatito, de importanciamundial, y de mineral de nquel.Como resultado de grandes trabajos, llevados a cabo por Fersman y otrosespecialistas, la pennsula de Kola proporcion al pas yacimientos riqusimos denumerosos minerales valiosos.En 1929 se inici la explotacin, en escala industrial, de las riquezas naturales de lapennsula de Kola. Ese rincn del Norte lejano, hasta entonces perdido, salvaje, casisin estudiar, se convirti en una riqusima regin industrial-minera. En la regindesrtica surgieron, como por encanto, nuevas ciudades: primero Jibinogorsk(Krovsk), ms tarde Monchegorsk y otras.

He aqu lo que escribe A. Fersman sobre los trabajos en la pennsula de Kola:"Entre todas las impresiones del pasado, entre los diversos cuadros de lanaturaleza, del hombre, de la economa, el sentimiento ms vivo queconservo es Jibini: una poesa pica cientfica completa, que durante casiveinte aos embarg toda mi alma, fuerzas, energa, conquist todo mi ser,agudiz mi voluntad, pensamiento cientfico, deseos, esperanzas... Solamentecon perseverancia y obstinacin, nicamente a base de un trabajo enorme en

Jibini, pudimos conseguir resultados positivos en este pas maravilloso, pasque, como en las fbulas, abri ante nosotros sus riquezas ".

La brillante epopeya de Jibini no ensombreci otras investigaciones de Fersman. Suenerga inagotable le bastaba para todo.


10/540



En 1924 comenzaron sus trabajos en el Asia Central, y su inters por esta empresano se aminor hasta el fin de su vida. En 1925 emprendi un viaje audaz a la zonacentral de Kara-Kumi, entonces casi desconocida, e investig los ricos yacimientosde azufre nativo all existentes, que se convirtieron en una fortuna para la industria

sovitica. Con su colaboracin, fue construida en esa regin una fbrica, quefunciona hasta la actualidad, para extraer y purificar el azufre utilizando el materialnativo.A. E. Fersman trabaj mucho y fructuosamente en la investigacin del procesopegmattico. Desde los primeros pasos de su actividad cientfica independiente sededic a estudiar los filones de pegmatita, es decir, los focos derivados de las rocasfundidas y especialmente de las granticas. A este estudio consagr toda su vida.Fersman consider los filones de pegmatita como producto de la cristalizacinproducida al enfriarse las ltimas porciones de granito fundido, el cual, impulsadopor las fuerzas que sobre l presionaban, se introduca en los intersticios producidosen el propio granito o en la corteza que lo rodeaba y solidificaba formandoconglomerados de granulacin gruesa, cuya composicin es muy parecida a la delos granitos.Entre los cuerpos pegmatticos se encuentran grandes cristales de diferentesminerales. En la naturaleza se conocen diversos filones de pegmatita, los cuales se

diferencian entre s tanto por su composicin como por el carcter de los mineralesque los forman.En su monografa capital "Las Pegmatitas", que se public por primera vez en el ao1931, A. E. Fersman no slo se ocupa del proceso de formacin de las pegmatitas,sino que describe los diferentes tipos de filones pegmatticos o indica la granimportancia que tienen los mismos como fuente de materia prima de gran valorpara el desarrollo de la industria.Desde 1934 a 1939 Fersman escribi su Geoqumica, obra fundamental en cuatrotomos, dedicada a la qumica de los elementos de la corteza terrestre, libroexcelente por su fuerza y provisin creadora, en el que presenta, basndose en lasleyes fisicoqumicas, un amplio anlisis de las leyes que rigen los movimientos queexperimentan los tomos en la corteza del globo terrqueo. Esta obra concedi aFersman y, en su persona, a la Geoqumica rusa, renombre mundial.


11/540



En 1940 termina la obra Las riquezas minerales de la pennsula de Kola. En estetrabajo muestra un ejemplo brillante del modo de abordar, desde el punto de vistageoqumico, los problemas referentes a la investigacin de las riquezas naturalesseala el descubrimiento de varios nuevos yacimientos minerales.

El legado escrito de Fersman es enorme. Public cerca de 1.500 artculos, libros,extensas monografas. Adems de sus trabajos sobre Cristalografa, Mineraloga,Geologa, Qumica, Geoqumica, Geografa, Fotografa area, dej tambin otrossobre Astronoma, Filosofa, Arte, Arqueologa, Agrologa, Biologa, etc.Alexander Fersman fue no slo un sabio, era tambin hombre pblico.Hay que remarcar especialmente la actividad de Fersman como escritor de talento,popularizador de las ciencias geolgicas. El "poeta de las piedras", as le llamaba A.Tolstoi.En 1928 apareci la primera edicin de la Mineraloga recreativa, ms tardetraducida a muchos idiomas extranjeros, que alcanz 25 ediciones. En 1940 sepublicaron SUS Memorias sobre las piedras. Despus de la muerte de A. Fersmanfueron impresos Mis viajes, Relatos sobre las gemas preciosas y Geoqumicarecreativa.Todos estos libros dieron a Alexander Fersman gran popularidad entre los lectoresde todas las edades.

Semejantes libros no nacen repentinamente. Son resultado de largos aos detrabajo literario y experimental, en ellos se refleja toda la vida d 1 sabio y susaficiones cientficas. A su vez son libros escritos por un pedagogo experimentado detalento, que tiene en alta estima la educacin de la juventud cientfica, de nuestrafutura generacin. Con su palabra ardiente y apasionada de escritor y orador, A.Fersman despert, en toda una legin de jvenes, el cario hacia la Mineraloga yGeologa y arrastr consigo a gran nmero de colaboradores cientficos,orientndolos hacia nuevas investigaciones y bsquedas.Quiero particularmente remarcar su amor inmenso a la Patria, perceptible en cadauno de sus artculos y en todas sus manifestaciones. Sus publicaciones son unhimno a la hazaa laboriosa, que llama a dominar, a transformar la naturaleza delpas, a base de conocimientos cientficos precisos.


12/540



"No queremos, deca Fersman, ser fotgrafos de la naturaleza, de la tierra yde sus riquezas. Queremos ser investigadores, forjadores de nuevas ideas,queremos ser conquistadores de la naturaleza, luchadores por susubordinacin al hombre, a su cultura, a su economa.

No queremos ser simples observadores, turistas imparciales que registran susimpresiones en el libro de notas. Queremos vivir profundamente los procesosde la naturaleza. Queremos que del estudio reflexivo de la naturaleza nazca,no slo la idea, sino tambin la accin. No debemos simplemente pasearnos

por los grandes espacios de nuestra Patria, debemos participar en sureorganizacin y crear una nueva vida ".

El 20 de mayo de 1945 falleci despus de una grave enfermedad."Infinitos o inmortales, dijo el acadmico D. Beliankin, son los mritos de AlexanderFersman ante la ciencia y la Patria. Por la magnitud de sus intereses cientficos,conjugados con su preocupacin constante en provecho y en gloria de nuestraPatria, nos recuerda a nuestros inmortales Lomonsov y Mendelev. No en vanoestos nombres eran tan sagrados para l".

Acadmico D. Scherbakov.


13/540



Captulo 1DE QUE SE OCUPA LA GEOQUMICA?

De qu se ocupa la Geoqumica? Esta es la primera pregunta a la que hay que

contestar para llegar a comprender todo lo que vamos a exponer en nuestro libro.Sabemos de qu trata la Geologa; esta ciencia estudia la Tierra, la cortezaterrestre, su historia, sus transformaciones, cmo se forman las montaas, ros ymares, cmo surgen los volcanes y lavas y cmo crecen lentamente los sedimentosde limo y arena en el fondo de los ocanos.Para todos est claro que la Mineraloga estudia los diferentes minerales.En mi libro Mineraloga recreativa escriba: "El mineral es una combinacin deelementos qumicos que se origina por va natural, sin la intervencin del hombre.Es una especie de edificio construido de ladrillitosdeterminados en cantidades variables, pero no setrata de un montn desordenado de esos ladrillitos,sino que constituye precisamente una obra edificadasegn leyes definidas de la naturaleza. Se comprendeperfectamente que con ladrillitos idnticos, tomadosen igual cantidad, pueden construirse distintos

edificios. Exactamente igual, un mismo mineral puedeexistir en la naturaleza en las formas ms diversas, a pesar de que su composicinqumica sea la misma.Contamos con cerca de cien especies de estos ladrillitos, de los cuales estconstituida toda la naturaleza que nos rodea.Estos elementos qumicos pueden ser gases: oxgeno, nitrgeno, hidrgeno;metales: sodio, magnesio, hierro, mercurio, oro y otras substancias, como silicio,cloro, bromo, etc.Las combinaciones de los elementos, en proporciones diferentes, constituyen lo quellamamos minerales. Por ejemplo, el cloro y el sodio forman la sal comn; la unindel oxgeno, en doble cantidad, con el silicio origina la slice o cuarzo, y assucesivamente.


14/540



... As, de las diversas combinaciones de elementos qumicos estn formados tresmil minerales distintos existentes en la tierra (cuarzo, sal, feldespato, etc.). Laagregacin de partculas minerales forma lo que llamamos rocas (por ejemplo:granito, caliza, basalto, arena, etc.).

La ciencia que estudia los minerales se denomina Mineraloga; la que describe lasrocas, Petrografa, y la que estudia los propios ladrillitos y sus "peregrinaciones" por

la naturaleza, Geoqumica..."La Geoqumica es una ciencia todava joven, que se hadestacado durante los ltimos decenios.Su misin consiste en seguir y aclarar el destino y elcomportamiento en la Tierra de los elementos qumicosconstituyentes de la naturaleza que nos rodea. Si sedistribuyen estos elementos en un orden determinado

forman la admirable tabla de Mendelev.En Geoqumica, la unidad fundamental de investigacin es el elemento qumico y sutomo.En cada casilla del sistema de Mendelev, por lo general, se halla un elementoqumico, un tomo, y cada casilla tiene su nmero de orden correspondiente. Elnmero primero corresponde al elemento ms ligero, el hidrgeno. El elemento

qumico de mayor peso, con nmero de orden 92, se denomina uranio y es 238veces ms pesado que el hidrgeno. (Aqu no se mencionan aquellos elementostransurnicos que fueron obtenidos por va artificial y ms tarde hallados en lanaturaleza, si bien es verdad, en cantidades nfimas (Red.).Las dimensiones de los tomos son extraordinariamente pequeas Si losimaginamos en forma de bolitas, el dimetro del tomo ser una diezmillonsima demilmetro. Pero los tomos no se parecen en absoluto a bolitas macizas, sino queconstituyen sistemas complejos, compuestos de un ncleo a cuyo alrededor gira unnmero determinado, distinto para los diferentes tipos de tomos, de partculaselctricas, llamadas electrones.En los diversos tipos de tomos, de elementos qumicos, el nmero de electrones esdistinto. Debido a esto, los tomos se diferencian por sus propiedades qumicas.


15/540



Cuando los tomos intercambian sus electrones forman combinaciones, lasmolculas.En la tabla de Mendelev se definen varias familias naturales de elementos, que seencuentran juntos, no slo en la tabla, sino tambin en la propia naturaleza.

La grandeza del sistema de Mendelev consiste precisamente en que no se trata deun esquema terico, sino que representa a expresin de las relaciones mutuasnaturales existentes entre elementos aislados, que son las que definen susemejanza, diferencia, dislocacin y formas de migracin en la tierra. En unapalabra, la tabla de Mendelev es, al mismo tiempo, una tabla geoqumica, que,como brjula precisa y segura, ayuda a los geoqumicos en sus trabajos deexploracin.

Figura 1.1 Cristales de cuarzo ahumado en el feldespato

Nuevas ideas se engendran donde el pensamiento del hombre de ciencia trata deaplicar la ley de Mendelev al anlisis de los fenmenos naturales.


16/540



Pero, en qu consiste la Geoqumica? Qu representa esta nueva ciencia quedurante los ltimos aos ha apasionado a tan gran nmero de jvenesinvestigadores?Como su denominacin indica, la Geoqumica estudia los procesos qumicos que se

desarrollan en la Tierra.Los elementos qumicos, a modo de unidadesnaturales independientes, se trasladan,"viajan", se combinan; en una palabra, migranpor la corteza terrestre. El estudio de las leyesque rigen las combinaciones de los elementosy de los minerales, verificadas a diferentespresiones y temperaturas en las diversaszonas de la corteza terrestre, constituye losproblemas de que se ocupa de investigar laGeoqumica moderna.

Algunos elementos qumicos (por ejemplo: el escandio, el hafnio) no son capaces deformar acumulaciones y, a veces, se hallan tan dispersos en la naturaleza, que suporcentaje en la composicin de las rocas no pasa de una cienmillonsima.Tales elementos podramos denominarlos ultradispersos y procedemos a su

extraccin de los minerales que los contienen nicamente en el caso de que poseanun valor especial para los trabajos prcticos.Actualmente, suponemos que en cada metro cbico de cualquier roca podramosencontrar todos los elementos de la tabla de Mendelev, si los mtodos analticos deque disponemos fueran lo suficiente precisos para descubrir su presencia. No hayque olvidar que, en la historia de la ciencia, los mtodos nuevos tienen todava msimportancia que las nuevas teoras.Otros elementos (por ejemplo: el plomo, el hierro), por el contrario, durante suproceso constante de desplazamiento, experimentan una especie de paros y formancombinaciones capaces de acumularse con facilidad, de conservarse largo tiempo yoriginan, independientemente de los cambios complejos que se verifican en lacorteza terrestre en el transcurso de su transformacin geolgica, grandesconcentraciones y son perfectamente accesibles para su utilizacin industrial.


17/540



Figura 1.2 Estructuras cristalinas de los elementos qumicos dispuestos en lascasillas correspondientes de la tabla de Mendelev. La colocacin de las bolitas,muestra cmo se distribuyen los tomos en el cuerpo slido simple. En primer

plano, a la izquierda, se ve el esquema de la distribucin de los tomos de silicio yda oxgeno en el cuarzo. (Exposicin en el Museo del Instituto de Minas de

Leningrado.)

La Geoqumica estudia las leyes de la distribucin y migracin de los elementosqumicos no slo en el conjunto de la Tierra y del Universo; los estudia encondiciones geolgicas definidas en regiones determinadas del pas, como, porejemplo, en el Cucaso, en los Urales, marcando al mismo tiempo el camino aseguir para la bsqueda y exploracin de yacimientos minerales.


18/540



Figura 1.3 Desfiladero "Levi Talgar" en Zailiski Alatau, RSS de Kazajia

De esta forma, las directrices tericas fundamentales de la Geoqumica moderna seenlazan cada vez ms con los problemas de carcter prctico.

Basndose en ciertas leyes generales, la Geoqumica trata de mostrar dnde puedeexistir cualquier elemento qumico, dnde y en qu condiciones pueden esperarseacumulaciones de los mismos, por ejemplo, de vanadio o de wolframio; qu metalespueden "de buen grado" encontrarse juntos, por ejemplo, el bario y el potasio;cules "huyen uno del otro, como el telurio y el tantalio.La Geoqumica estudia el comportamiento de cada elemento, pero, para poder

juzgar este comportamiento, esta ciencia debe conocer a la perfeccin laspropiedades de los elementos, sus particularidades especficas, sus tendencias acombinarse con otros elementos o, por el contrario, a separarse de ellos.El geoqumico se convierte, por consiguiente, en un buscador-explorador, indicaaquellos lugares de la corteza terrestre donde puede haber minerales de hierro y demanganeso, explica cmo entre las serpentinas pueden hallarse Nacimientos deplatino y aclara el por qu; orienta a los gelogos en la bsqueda de arsnico y


19/540



antimonio en las formaciones rocosas recientes y en las cordilleras montaosas ypredice el fracaso, si se intenta buscar estos metales en aquellos lugares donde noexisten condiciones propicias para su concentracin.

Figura 1.4 Un joven geoqumico investigalos afloramientos de la cuenca de Kar-Shor, RSS de Turkmenia

Pero todo esto es posible cuando se ha estudiado a fondo el "comportamiento" delelemento en cuestin, de la misma forma que, cuando se conoce detalladamente el

comportamiento de una persona determinada en la vida, pueden considerarse todassus acciones, as como tambin puede predecirse su conducta en diferentescircunstancias.He aqu en qu consiste la significacin prctica importantsima que posee estanueva ciencia!


20/540



Por consiguiente, la Geoqumica marcha ntimamente ligada a las cienciasgeolgicas y qumicas.

* * * *

No quiero sobrecargarles a Uds. con multitud de hechos, clculos, ejemplos... nitampoco trato de ensearles toda la sabidura de la Geoqumica. No, deseonicamente que se interesen, se apasionen por esta nueva ciencia, nacida hacerelativamente pocos aos, con objeto de que Uds. mismos se convenzan al leerestos captulos y conozcan las peregrinaciones" que efectan los elementos por elmundo, y vean que ante la Geoqumica, a pesar de ser una ciencia nueva, se abrenamplsimas perspectivas en el futuro y que este futuro debe ser conquistado.

En el mundo de las ideas cientficas, como siempre en lavida, el progreso y la verdad no triunfan de repente;hay que luchar para conseguirlos, movilizar todas lasfuerzas, se requiere poseer aspiraciones concretasclaramente orientadas, energa, gran confianza en la

justeza de su causa y firme conviccin en la victoria.Triunfa no la idea abstracta, infructuosa, inactiva, sino

la idea combativa, ardiente por nuevas bsquedas, laidea que vaya ntimamente ligada a la propia vida y a

sus problemas.Los qumicos que se ocupan del estudio de la corteza terrestre disponen en nuestropas de un campo de accin inmenso para la investigacin.Necesitamos todava una cantidad enorme de hechos; los necesitamos, segnpalabras del sabio ruso Ivn Pavlov, lo mismo que el aire hace falta para sostenerlas alas de los pjaros.Pero el pjaro, como el aeroplano, se sostiene en el aire, no slo debido a las masasareas, sino, y principalmente, gracias a su movimiento de avance y de ascensin.Precisamente estos movimientos de avance y de ascensin son los que mantienen atoda ciencia: sta se apoya en el trabajo tenaz y creador, en el ardor de las


21/540



bsquedas audaces, ligados simultneamente con un anlisis fro y sensato de losxitos obtenidos.En la industria an no se utilizan todos los elementos qumicos, hay que trabajartodava mucho y con perseverancia para conseguir que todos los elementos de la

tabla de Mendelev lleguen a emplearse eficazmente en provecho de la humanidadlaboriosa.


22/540



Captulo 2EL MUNDO DE LO INVISIBLE. EL TOMO Y EL ELEMENTO QUMICO

Deme la mano, lector. Voy a conducirle al mundo de las magnitudes pequesimas

que en la vida ordinaria no percibimos. He aqu un laboratorio para efectuaraumentos y disminuciones. Entremos en l. Nos estn ya esperando. Esta persona,vestida con traje de trabajo, aunque todava no es anciana y su aspecto es de loms corriente, es, sin embargo, un inventor eminente. Escuchmosle.

"Entren en la cabina, el material de que est construida es transparente paralos rayos de cualquier longitud de onda, incluso para los rayos csmicos demnima longitud de onda. Si se gira la palanca a la derecha, nuestro tamaocomienza a disminuir. El proceso de empequeecimiento no es muyagradable, se verifica proporcionalmente siguiendo las indicaciones delcronmetro, cada cuatro minutos nuestro tamao disminuye mil veces. Alcabo de cuatro minutos nos detenemos, salimos de la Cabina y vemos elmundo que nos circunda como si lo observramos a travs del mejormicroscopio. Despus volvemos a la cabina y probamos a disminuir nuestrasdimensiones en mil veces ms".

Giramos la palanca y nuestra estatura decrece, adquiriendo el tamao de unahormiga... Ahora percibimos los sonidos de modo distinto, debido a que nuestrorgano del odo ya no reacciona ante las ondas areas... Slo ciertos ruidos,zumbidos, chasquidos y el murmullo suave llegan hasta nuestro sentido. Peronuestra capacidad de visin se conserva, puesto que en la naturaleza existen losrayos X con longitud de onda mil veces menores que los luminosos. El aspectoexterno de los objetos ha cambiado de forma inesperada: la mayora de los cuerposson ahora transparentes e incluso los metales se han convertido en cuerpos concolores vivos, semejantes a cristales coloreados... Por el contrario, el cristal, laresina, el mbar han oscurecido y se parecen a los metales.Vemos las clulas de las plantas, repletas de jugo pulsatorio y de granitos dealmidn. Si deseamos podemos introducir la mano en los estomas de las hojas. En


23/540



la sangre observamos cmo nadan los glbulos sanguneos del tamao de un kopek,las bacterias de la tuberculosis tienen la forma de clavos doblados sin cabeza... Lasbacterias del clera son como habas diminutas con un rabito que se agitarpidamente... Las molculas no se ven todava, solamente una vibracin continua

de las paredes y ligeras punzadas en el rostro debidas al aire, como si soplaraviento polvoriento de frente, nos anuncian que estamos ya prximos al lmite dedivisibilidad de la materia...

Figura 2.1

Regresamos de nuevo a la cabina y desplazamos la palanca una divisin ms. Todose oscurece, nuestra cabina comienza a trepidar como si ocurriera un terremoto.Cuando volvimos en s, la cabina segua trepidando, daba la sensacin como si anuestro alrededor se hubiera desencadenado una tormenta de granizo. Notbamosque algo as como guisantes nos golpeaba constantemente. Podra pensarse quedisparaban contra nosotros mil ametralladoras...Inesperadamente nuestro gua comenz a decir:

"De la cabina no se puede salir. Nuestras dimensiones han disminuido unmilln de veces y nuestra estatura se mide ahora en milsimas de milmetro,mide nada ms que un micrn y medio.


24/540



El espesor de nuestros cabellos ahora es igual a una cienmillonsima decentmetro. Esta magnitud se llama angstrom y se emplea para medir lasmolculas y los tomos. El dimetro de las molculas de los gasescomponentes del aire es

aproximadamente de un angstrom.Estas molculas se mueven con enormevelocidad y bombardean nuestracabina.

Al salir la primera vez de la cabinanotamos ya que el aire nos azotaba lacara como si fuera arena: se deba a lainfluencia de molculas aisladas. Ahorasomos mucho ms pequeos y elmovimiento de las molculas es peligrossimo para nosotros, lo mismo que sia una persona le dispararan con arena.Miren a travs de la ventana y vern partculas de polvo de un micrn dedimetro, o sea, casi tan grandes como nosotros mismos. Cmo danzan entodas direcciones al golpear contra ellas, de modo desigual, los torbellinosmoleculares! Desgraciadamente, no podemos observarlos.

Se mueven a velocidad rapidsima... Pero, ya es hora de regresar. Las ondasultracortas, gracias a las cuales vemos las molculas, son perniciosas paranuestra vista".

Dichas estas palabras, nuestro gua gir la palanca en sentido contrario...Nuestro viaje, naturalmente, es slo fruto de nuestra imaginacin. Pero el cuadroque acabamos de exponer se aproxima mucho a la realidad.La experiencia muestra que cualquiera que sea el mtodo analtico que empleamos,llegamos siempre, como resultado del anlisis de cuerpos complejos, hasta ciertassubstancias simples que, por va qumica, no pueden ser divididas en otras partescomponentes ms sencillas.A estos cuerpos simples indivisibles, que constituyen todos los cuerpos existentesen la naturaleza, los llamamos elementos qumicos.


25/540



El hombre, en contacto continuo con los cuerpos circundantes de la naturaleza,vivos y muertos, lquidos, slidos y gaseosos, lleg a una de sus generalizacionesms importantes: a la concepcin de la sustancia, de la materia. Qu propiedadesposee esta materia? Cul es su estructura? He aqu la cuestin que debe

plantearse todo el que se dedica al estudio de la naturaleza.

Figura 2.2 Microscopio electrnico, que amplifica hasta 500.000 veces. El objeto quese observa es iluminado por un chorro de electrones. Las lentes consisten en

potentes electroimanes.

La primera impresin que recibimos, como resultado de la observacin directa, es lacontinuidad aparente de la substancia. Pero esta impresin es simplemente lailusin de nuestros sentidos. Con ayuda del microscopio, con frecuencia


26/540



descubrimos la existencia de poros en la substancia, o sea, la existencia de huecosdiminutos, imperceptibles a simple vista.Incluso para sustancias como el agua, el alcohol y otros lquidos, as como losgases, que en principio no deben tener poros, tenemos que reconocer la existencia

de intersticios entre sus partculas constituyentes, pues, en caso contrario, seraincomprensible por qu estas substancias se comprimen al presionarlas y se dilatanal calentarlas.La materia tiene siempre estructura granulada. Los granitos ms pequeos desustancia fueron denominados tomos y molculas. En el agua lquida, por ejemplo,se ha demostrado que las molculas ocupan aproximadamente slo la tercera ocuarta parte del volumen total. El resto lo constituyen los poros.Sabemos que al aproximarse los tomos surgen entre ellos fuerzas de repulsin ylos tomos no pueden unirse ntimamente unos con otros. Alrededor de cada tomopuede describirse una "esfera de impenetrabilidad" en cuyo interior, en condicionesordinarias, no puede infiltrarse otra materia. Por tanto, los tomos, junto con estaesfera, pueden ser considerados como bolitas elsticas impenetrables. Cadaelemento posee una esfera impenetrable determinada, cuyo radio se expresa enunidades angstrom. Por ejemplo, dicho radio en el carbono es de 0,16 angstrom, enel silicio, de 0,42, esto es, de magnitud pequea; en el hierro es de 0,74, en el

calcio, de 0,99, es decir, de magnitud media. En el oxgeno su magnitud es de 1,32,o sea, grande. (Vase la Figura 7.2, en el que estn representados los elementos enforma de circulitos de tamao proporcional a las dimensiones de los radios de susesferas.)Si colocamos las bolitas en un espacio cualquiera, por ejemplo, en un cajn, ladistribucin desordenada de las mismas ocupar un volumen mayor que en el casode que esta distribucin se haga ordenadamente. La distribucin que ocupa elvolumen mnimo se llama el empaquetamiento ms compacto. Esteempaquetamiento es fcil de conseguir, por ejemplo, haciendo el experimentosiguiente. Tomemos varias decenas de bolitas de acero (de cojinete), coloqumoslasen un plato y golpeemos ste ligeramente. En virtud de que todas las bolitastendern a dirigirse hacia el centro del plato, se apretarn unas contra otras yquedarn rpidamente dispuestas en filas, formando entro s ngulos de 60. Por el


27/540



contorno exterior se distribuirn segn los lados de un hexgono regular. Este ser,considerado en el plano, el empaquetamiento ms compacto para bolitas de idnticadimensin.

Figura 2.3 Modelo de estructura de la sal gema NaCl

De este modo, se distribuyen, por ejemplo, los tomos de muchos metales: cobre,oro, etc.Si las bolitas no son iguales, por ejemplo, de dos tamaos distintos, por lo generalsucede que las bolitas ms grandes (por ejemplo, el cloro en los cristales de salcomn) forman el empaquetamiento ms compacto y los tomos pequeos sedistribuyen ocupando los intervalos que quedan entre las bolitas grandes.De este modo, en la sal comn o en el mineral halita (NaCl), cada tomo de sodioest rodeado de seis tomos de cloro y cada tomo de cloro de seis de sodio. En

estas condiciones, la magnitud de las fuerzas de atraccin entre los iones de sodio yde cloro tiene el valor mximo.En resumen, los cuerpos que nos rodean, independientemente del grado decomplejidad o simplicidad que posean, estn formados por la combinacin departculas nfimas o tomos, imperceptibles a simple vista, de la misma manera queun edificio grande y bonito est construido de ladrillitos pequeos aislados.


28/540



Esta hiptesis data de tiempos remotos y el concepto de "tomo" (del griego"indivisible") lo empleaban ya los filsofos materialistas griegos Leucipo yDemcrito, 600-400 aos antes de nuestra era. Segn la concepcin moderna,cuyos fundamentos fueron establecidos en el siglo XIX, el elemento qumico en

estado libre, en forma de cuerpo simple, est integrado por el conjunto de tomoshomogneos, ulteriormente indivisibles, por lo menos sin llegar a perder lasparticularidades propias que caracterizan a la substancia dada.

Figura 2.4 Modelo de estructura de la pirita FeS,

Los tomos de un mismo elemento qumico tienen idntica estructura y poseen unamasa, o peso atmico, caracterstico para cada uno.A comienzos de nuestro siglo, los hombres de ciencia consideraban que en la Tierradeban existir 92 elementos distintos, lo que significa, 92 tipos diferentes detomos. En la actualidad, de estos 92 elementos qumicos se han conseguidoencontrar, a partir de los recursos naturales, 90 elementos y consecuentemente, 90tipos de tomos. Sin embargo, no dudamos que los elementos todava nodescubiertos existen tambin. Todos los cuerpos que conocemos en la naturaleza,estn constituidos por combinaciones de estos 92 tipos de tomos.


29/540



El ms pesado de todos los elementos conocidos hasta los ltimos tiempos es eluranio, al que corresponde el nmero 92.

Figura 2.5 Estructura de los tomos de hidrgeno, helio y berilio. Los crculosrepresentan las rbitas de los electrones. Los ncleos de los tomos se hallan en el

centro

En los ltimos aos, al estudiar la desintegracin de los elementos urnicos, se handescubierto elementos todava ms pesados, llamados transurnicos:

N 93 neptunio N 99 einstenio

N 94 plutonio N 100 fermioN 95 americio N 101 mendelevioN 96 curio N 102 nobelioN 97 berkelio N 103 laurencioN 98 californio N 104 kurchatovio

No sera extrao que existieran tomos todava ms pesados. Pero todos ellos sonmuy inestables, se encuentran en la naturaleza en cantidades pequesimas, portanto, al investigar la composicin de los cuerpos naturales de la tierra, podemosconsiderar, sin gran error, que todos ellos estn formados por 92 elementos.Los tomos de un mismo elemento, as como los tomos de elementos diferentes, alunirse unos con otros en distintas proporciones, pueden formar molculas desubstancias diversas. Al combinarse entre s los tomos y las molculas constituyen


30/540



toda la diversidad de cuerpos existentes en la naturaleza. El nmero de tomos ymolculas debe ser muy grande. Por ejemplo, si tomamos 18 gramos de agua, loque se llama molcula-gramo, el nmero de molculas que la integran es de 6,06 x1023.

Este nmero es enorme, miles de veces mayor que el nmero de granos de centenoy de trigo cosechados en el globo terrqueo durante todo el perodo de existenciade la vida vegetal.

Para hacerse una idea aproximada de lasdimensiones de las molculas, comparmoslas conlos organismos vivos ms pequeos, las bacterias,visibles slo a travs de un microscopio queamplifique alrededor de mil veces. La dimensin delas bacterias ms pequeas es de dosdiezmilsimas de milmetro. Son mil veces mayoresque las molculas de agua, lo que significa que enla bacteria ms minscula hay ms de dos milmillones de tomos.

La cadena formada por las molculas de agua, contenidas en tres gotas de estelquido, puede extenderse desde la Tierra hasta el Sol y en sentido contrario, casi

seis veces, puesto que esta distancia tiene una longitud total de 9.400.000.000 dekilmetros!Al principio se consideraba al tomo como partcula pequesima e indivisible. Sinembargo, al estudiarlo con ms atencin, y a medida que se perfeccionaban yprecisaban nuestros mtodos de investigacin, el tomo result poseer unaestructura muy compleja. La naturaleza del tomo se manifest, por primera vez,de forma evidente, cuando el hombre conoci los fenmenos de la radiactividad ycomenz a investigarlos.En el centro de cada tomo se halla el ncleo, cuyo dimetro es unas cien mil vecesms pequeo que el dimetro del tomo. El ncleo del tomo contieneprcticamente toda la masa del mismo. El ncleo posee carga elctrica positiva,cuya magnitud va creciendo al pasar de los elementos qumicos ligeros a lospesados. Alrededor de este ncleo cargado positivamente, giran los electrones, en


31/540



nmero igual al de cargas positivas del ncleo, debido a lo cual, en conjunto, eltomo es neutro desde el punto de vista elctrico.

Figura 2.6 Estructura de los tomos de sodio y de criptn

Los ncleos de los tomos de todos los elementos qumicos estn constituidos por laagregacin de dos clases de partculas elementales: el protn, o ncleo del tomode hidrgeno, y el neutrn, partcula de masa casi exactamente igual a la del

protn, pero privada de carga elctrica. Losprotones y neutrones estn fuertementeligados entre s, en virtud de lo cual los

ncleos atmicos resisten cualquier reaccinqumica y accin fsica, mantenindoseinvariables y estables.Estabilidad extraordinaria presenta lacombinacin formada por dos protones y dosneutrones, lo que constituye el tomo dehelio. Los ncleos de este elemento son tan

estables que se conservan invariables en los tomos de los elementos pesados yson despedidos, en forma de partculas alfa, durante la desintegracin radiactiva delos ncleos de dichos elementos.Las propiedades qumicas de los elementos dependen de la estructura ypropiedades de la capa electrnica externa de los tomos, de su capacidad de cedero aceptar electrones. La estructura del ncleo atmico casi no influye en las


32/540


33/540


34/540



Qu calizas maravillosas forman las rocas y las montaas! exclamara elmineralogista. Qu cantidad de decenas y cientos de miles de aos deben habertranscurrido para llegar a acumularse en el fondo de los ocanos sedimentos tangrandes de fango, conchas, cscaras, caparazones y para que se comprimieran

convirtindose en rocas calizas compactas, casi en mrmol! Tome usted una lupacorriente, que ampla 10 veces, y, an as, distinguir con dificultad los cristalesaislados y brillantes del espato calizo constituyentes de la roca".

Figura 3.1 Lago en las montaas de Tadzhikistn

Qu blancura y pureza la de esta caliza! dira el qumico tcnico. Esta es unamateria prima esplndida para la industria del cemento y para su conversin en cal,

esto es carbonato clcico casi puro, o sea, la combinacin de tomos de calcio,oxgeno y molculas de anhdrido carbnico. Observe usted cmo lo disuelvo en uncido dbil; el calcio se disuelve y el anhdrido carbnico se desprende conefervescencia".


35/540



"Pero se pueden hacer experimentos ms precisos todava, dira el geoqumico.Utilizando un espectroscopio, puede demostrarse que en esta caliza hay, adems,otros tomos: estroncio y bario, aluminio y silicio. Si efectuamos un anlisisultrapreciso y probamos a determinar los elementos ms escasos, cuyo porcentaje

en la roca es menor de una millonsima, podremos descubrir la presencia de zinc yplomo.Pero no crea que se trata de una propiedad especial de nuestra caliza: incluso en elmrmol ms puro que puede haber en el mundo, los qumicos experimentadoscalculan la existencia de 35 tomos diferentes.Actualmente nos inclinamos incluso a pensar que en cada metro cbico de piedra -granito o basalto, caliza o arcilla - pueden hallarse todos los elementos de la tablade Mendelev, nicamente que algunos de ellos seencuentran en cantidad pequesima: un billn deveces menor que la de calcio y oxgeno".El gelogo, mineralogista, qumico y geoqumico nosseducirn de tal forma con sus palabras que, en lugarde la simple caliza griscea, llegaremos a creer quenos encontramos ante una piedra misteriosa. Quisieraahondar ms profundamente en su naturaleza y

descifrar el enigma de su existencia, de su origen.

* * * *

Ocupmonos ahora de la fbrica. Qu edificios tan raros, extraordinarios por sutamao y forma! Torres-columnas gigantes, llenas de mineral, de carbn y depiedra. A estas torres llegan tubos de enormes dimensiones, que suministran airecomprimido y caliente. Con qu objeto? Para qu se funde el metal en el interior,arde el carbn y se inflaman las nubes densas de gases incandescentes al salir a laatmsfera?Seguramente se sorprender si le digo que esto es un laboratorio de tomos. Lostomos de hierro, en el mineral, estn fuertemente unidos con otras bolitas de


36/540



mayor tamao, con los tomos de oxgeno, que impiden a los tomos de hierroagruparse y formar el metal pesado forjado,el hierro...El mineral no posee, en absoluto, las

propiedades de este metal, a pesar de quecontiene el 70% del mismo. Por tanto, esnecesario expulsar al oxgeno. Pero, eso noes tan fcil de conseguir!Recuerde, lector, el cuento ruso, cmo lahermanita Alinushka tuvo necesidad de

elegir y extraer de un montn de granos todas las partculas de arena; cmo llama sus amigas, las hormigas, para que le ayudaran en esta labor, y cmo lashormigas cumplieron con xito la complicada tarea. Pero, entonces, se trataba degranos de arena, cuyo dimetro es un milln de veces mayor que el de los tomosde oxgeno! "Tarea difcil, s, y poco probable de cumplir", dira usted.Efectivamente, mucho trabajo y energa humanos se han requerido para resolvereste rompecabezas.Sin embargo, est resuelto!Para ello, el genio humano llam en su auxilio, no a las hormigas, sino a los tomos

de otros cuerpos qumicos y, en alianza conlos elementos de la naturaleza, el fuego y elviento, oblig a dichos tomos adesembarazar al hierro del oxgeno y elevar aeste ltimo, junto con el aire caliente, hasta lasuperficie de la masa fundida que hierve en elinterior del horno.Qu tomos-amigos son los que vencen aloxgeno? Son dos, el silicio y el carbono. Ambos se apoderan del oxgeno con msfuerza que el hierro y forman con l edificios estables. Ambos se ayudanmutuamente. El carbono, cuando arde, se combina con el oxgeno y en este procesose desarrolla una temperatura enorme. Pero l slo no es suficiente, pues el mineral


37/540



slido de hierro es muy refractario, pesado, y los tomos de carbono no puedenpenetrar en el interior de los trozos compactos de mineral.En su ayuda viene el silicio, elemento activo, pequeo de tamao y origina escoriasfusibles, disuelve al mineral, le quita el oxgeno y se lo entrega al carbono. Parte de

este ltimo se disuelve en el hierro y le transmite movilidad y facilidad de fusin.

Figura 3.2 Fbrica metalrgica

En este momento intervienen los elementos de la naturaleza: el fuego increment lamovilidad de la masa fundida; todas las sustancias ligeras, junto con los gases,suben a la superficie; las pesadas descienden y... se verifica el milagro. Los tomos


38/540



se han separado, el hierro, con cierta cantidad de carbono disuelto, se acumula enla parte baja del horno, las escorias, livianas, que se han llevado todo el oxgenocontenido en el mineral, nadan en la superficie del metal fundido y pueden serextradas y vertidas all donde indique la mano del maestro- operador...

Figura 3.3 En el taller de montaje de la fbrica de automviles de Gorki

Cuntos conocimientos es necesario acumular!; qu sutilmente es precisocomprender el carcter y los caprichos de cada tomo, para poder, en escalascolosales, seleccionarlos correctamente, de acuerdo con nuestros deseos.

* * * *

Examinemos ahora la tercera fotografa, un automvil moderno. Constituye tambinuna combinacin de tomos, elegidos convenientemente para un fin nico: obtenerun coche incansable, potente, silencioso y rpido.


39/540


40/540


41/540



del terreno, en cambio, la fbrica y el automvil, son la sinfona industrial acerca delpodero del genio humano, acerca de sus trabajos y conocimiento.


42/540



Captulo 4NACIMIENTO Y COMPORTAMIENTO DEL TOMO EN EL UNIVERSO

Me acude a la memoria una tarde serena, admirable de Crimea. Parece como si toda

la naturaleza se hubiera dormido y nada turbase la superficie del mar en calma.Incluso las estrellas no parpadeaban en el negro cielomeridional y brillaban con rayos resplandecientes. Seapag la vida a nuestro alrededor y semejaba que elmundo hubiese cesado en su movimiento y seencerrase en el eterno silencio de las noches del sur.Pero cun lejos est todo esto de la realidad y quengaosos son el silencio y la quietud de lanaturaleza que nos circunda!Basta con aproximarse al radiorreceptor y comenzar agirar lentamente la manecilla para ver que todo elmundo est penetrado de miradas de ondas

electromagnticas portadoras de sonidos. Mensurables bien en algunos metros, bienen miles de kilmetros, las ondas impetuosas del mundo etreo se alzan hasta laaltura de las capas oznicas y s precipitan nuevamente hacia la tierra.

Superponindose unas a otras, estas ondas llenan el mundo entero con vibracionesimperceptibles par nuestro odo.Y las estrellas, que parecen tan inmutables en la bveda celeste se mueven en elespacio sideral con velocidades vertiginosas de ciento y miles de kilmetros porsegundo. Una estrella-sol se precipita a un lado de la galaxia, arrastrando consigotorrentes enteros de cuerpo que no alcanza nuestra vista; otras dan vueltas a unritmo todava ms rpido, originando enormes nebulosas; otras se alejan a laszonas desconocidas del Universo.A velocidades de miles de kilmetros por segundo se mueven los vapores desustancias incandescentes en la atmsfera de las estrellas y en unos cuantosminutos crecen inmensas columnas de gases de miles de kilmetros de altura,formando en el disco solar flgidas protuberancias.


43/540


44/540



La Tierra vive tambin su vida. Su superficie tranquila, silenciosa al parecer, est enrealidad llena de actividad. Millones de diminutas bacterias pueblan cada centmetrocbico de terreno. El microscopio, ampliando los lmites de la investigacin,

descubre nuevos mundos con ms diminutos seresvivos, los virus en movimiento constante, y se discute siconsiderarlos como seres vivos o como molculas rarasde la naturaleza muerta.Eternamente se desplazan las molculas en losmovimientos trmicos del mar, y el anlisis cientficodemuestra que en el agua del mar cada oscilacinefecta largos y complejos recorridos a velocidades quese miden en kilmetros por minuto.Eternamente se verifica el intercambio de tomos entreel aire y la tierra. Desde lo profundo de la Tierra seevaporan al aire los tomos de helio, la velocidad de su movimiento es tan grandeque contrarrestan la fuerza de la gravedad y marchan al espacio interplanetario.Los tomos activos del oxgeno del aire penetran en el organismo. Las molculas deanhdrido carbnico son captadas por las plantas, creando el cielo permanente del

carbono, y en las entraas de la Tierra, tratando de escapar a la superficie, hiervenan masas fundidas en ignicin de rocas pesadas.Ante nosotros tenemos un cristal duro, tranquilo, transparente y puro. Podrapensarse que los tomos sueltos de la sustancia se distribuyen en los nudos de unaretcula estable de forma invariable. Pero esto slo parece: en realidad los tomosse hallan en constante movimiento, girando alrededor de sus puntos de equilibrio,intercambiando constantemente sus electrones, bien los libres, como en los tomosde metal, bien los que estn unidos, y se mueven repetidamente por rbitas deconfiguracin compleja.Todo vive alrededor de nosotros. El cuadro de la tarde serena de Crimea es falso.Cuanto ms la ciencia va dominando la naturaleza, tanto ms amplio se 'descubreante ella el panorama real de todos los movimientos de la substancia del mundoque nos rodea. Y cuando a la ciencia le fue posible medir los movimientos en


45/540



millonsimas de segundo, cuando con sus "manos" roentgenolgicas ella midemillonsimas de centmetro con tal precisin como no puede medir nuestra vista,cuando aprendi a ampliar las imgenes de la naturaleza en 200 y 300 mil veces ehizo asequibles al ojo humano, no slo los virus microscpicos, sino tambin las

molculas aisladas de substancia, se comprendi que en el mundo no hay nada enreposo, hay solamente un caos de movimientos constantes que buscan su equilibriotemporal.

Figura 4.2 Protuberancias en el Sol durante el eclipse del 28 de mayo de 1900. Elcrculo blanco muestra las dimensiones de la Tierra en la misma escala. Su dimetro

es de 12.750 kilmetros.

En tiempos remotos, antes del florecimiento de la antigua Grecia, en las islas delAsia Menor vivi el admirable filsofo Herclito. l supo penetrar en lasprofundidades del Universo con su inteligencia perspicaz y fueron dichas por l unaspalabras que Herzen calific como las palabras ms geniales en la historia de lahumanidad.Herclito dijo: "Panta rey", "Todo fluye", y coloc en la base de su sistema universal

la idea del movimiento perpetuo. Con esta idea pas el hombre todas las pocas desu historia. Basndose en ella, Lucrecio Caro cre su filosofa en el famoso poemasobre la naturaleza de las cosas y la historia del mundo. Basndose en ella, conextraordinaria clarividencia edific su fsica el genial sabio ruso M. Lomonsov,diciendo que cada punto en la naturaleza tiene tres movimientos: de avance, derotacin y de oscilacin. Y en la actualidad, cuando los nuevos xitos de la ciencia


46/540



corroboran esta vieja concepcin filosfica, debemos mirar con nuevos ojos almundo que nos circunda y a las leyes de la substancia.Las leyes de la distribucin de los tomos son paranosotros leyes sobre los movimientos infinitamente

complejos a diferentes velocidades, en distintasdirecciones y escalas diversas, que determinan la variedaddel mundo que nos rodea, toda la diversidad de tomossueltos que se agitan en l. Comenzamos ahora acomprender de una manera nueva el espacio universal quenos circunda.Las dimensiones del Universo estelar, accesibles paranuestra observacin, son colosales. No se pueden medir enkilmetros, sta es una unidad excesivamente pequea.Incluso la distancia entre el Sol y la Tierra, que es de 150 millones de kilmetros yla recorre la luz en ocho minutos y un tercio, a pesar de que cada segundo puededar la vuelta alrededor de nuestro globo siete veces y media, resulta tambin unaunidad pequea. Los hombres de ciencia han inventado una unidad especial, el "ao

de luz", o sea, la distancia que recorre la luz en un ao. Losmejores telescopios pueden distinguir estrellas cuya luz

llega hasta nosotros al cabo de millones de aos...Verdaderamente el Cosmos no tiene lmites! Para nosotrossus lmites se determinan slo por el grado de perfeccin denuestros telescopios...El cmulo de materia estelar en el espacio universal formaen algunos lugares condensaciones, se origina lo quedenominamos mundo visible. Mundos semejantes hayaproximadamente cien mil millones. En cada uno de elloshay cerca de cien mil millones de estrellas y en cada estrella

un uno seguido de 57 ceros de protones y neutrones (del orden de 10 -56), es decir,de las partculas pequesimas que constituyen todo el mundo, sin contar laspartculas menores an de electricidad, los electrones cargados negativamente.


47/540



En el espacio universal el elemento ms abundante es el hidrgeno. Conocemos ungran nmero de nebulosas csmicas en cuya composicin entra casi exclusivamenteel hidrgeno. Los tomos de hidrgeno se renen influidos por la gravitacinuniversal, empujados por fuerzas especiales interatmicas, cuyo estudio slo se

inicia an.

Figura 4.3 Nebulosa M-101 en la constelacin de la Osa Mayor

Se originan enormes ovilles, en los que la cantidad de tomos integrantesconstituye un nmero del orden de 56 cifras: aparece la estrella. Pero lasdimensiones del universo son infinitamente grandes comparadas con el volumen de

los tomos formados. Sabemos que en mayor parte del espacio universal seencuentra realmente vaco, correspondiendo a cada metro cbico slo de 10 a 100partculas, tomos de substancia, lo que supone un enrarecimiento que es 10 10 veces menor que la presin normal de la atmsfera sobre la tierra. De estosespacios enrarecidos del universo podemos llegar hasta condensaciones nuncavistas, provocadas por las presiones existentes en las profundidades de las


48/540



estrellas, donde miles de millones de atmsferas se conjugan con temperaturas dedecenas o cientos de millones de grados. Precisamente all se encuentra ellaboratorio natural, donde surgen a partir del hidrgeno tomos nuevos, mspesados, y en primer lugar de helio.

En las estrellas que iluminan con deslumbradora luz blanca como, por ejemplo, elclebre satlite de Sirius, la substancia es tan compacta que su peso es mil vecesmayor que el del oro y platino. Para nosotros es difcil hasta imaginar qu clase desustancia es sta y cules son sus propiedades.Por una parte, tenemos espacios interplanetarios infinitos surcados por tomosaislados que se desplazan libremente. Aqu, dialcticamente se conjuga el reposouniversal con el movimiento impetuoso, aqu reinan temperaturas prximas al ceroabsoluto.Por otra parte, tenemos las zonas nucleares de las estrellas en las que millones degrados se acompaan por presiones de miles de millones de atmsferas, donde lostomos, venciendo la repulsin de los electrones, se congregan en una masacompacta de substancias nunca vistas en la Tierra. En estas condiciones se verificala evolucin de los elementos qumicos, tanto ms pesados y compactos, cuantomayor sea la masa de la estrella y ms elevadas la presin y temperatura de susregiones internas.

El elemento qumico originado, es el primer eslabn de la lucha contra el caos. Apartir de protones y electrones libres, sometidos a presiones y temperaturasfantsticas, pueden formarse ncleos ms pesados.De esta forma van apareciendo por distintos lugares edificios diversos, a los quellamamos elementos qumicos. Unos de ellos ms pesados, ms saturados deenerga, otros ligeros, que constan slo de varios protones y neutrones. Estoselementos ms ligeros son arrastrados en corrientes a la periferia de las estrellas, asu atmsfera, o se unen formando enormes nebulosas. Otros, dotados de menormovilidad, quedan en la superficie de los cuerpos incandescentes o fundidos.Radiaciones intenssimas destruyen ciertos edificios y erigen otros. Unos elementosse desintegran, otros se crean de nuevo hasta que los tomos ya formados caiganall, donde no existan fuerzas potentes, capaces de destruir sus tomos estables. Yentonces comienza la historia de la "peregrinacin" de tomos aislados en el


49/540



universo. Unos llenan los espacios interplanetarios, como, por ejemplo, los tomosde calcio y de sodio, que volando libremente surcan todo el espacio universal.Otros, ms pesados, ms estables, se acumulan enciertas partes de las nebulosas. Las temperaturas

descienden, los campos elctricos de los tomos seconjugan unos con otros, se forman molculas decombinaciones qumicas simples: carburos,hidrocarburos, partculas de acetileno, ciertas formasde cuerpos desconocidos en la Tierra que descubrenlos astrofsicos durante sus observaciones de lassuperficies incandescentes de las estrellas lejanascomo producto primario de las combinaciones detomos. De ellas, de estas molculas simples libres,

se van originando paulatinamente sistemas ms y mscomplicados. En condiciones de bajas temperaturas, fuerade los campos de destruccin y las profundidades csmicas,se origina el segundo eslabn de la estructuracin mundial,el cristal. El cristal es un edificio admirable, donde lostomos se distribuyen en un orden determinado como los

cubitos en una caja. El nacimiento del cristal es la etapasiguiente en la salida de la materia del caos. Para laformacin de un centmetro cbico de sustancia cristalinase unen entre s un nmero de tomos expresado por launidad seguida de 22 ceros. Aparecen nuevas propiedades,

las propiedades del cristal. Reinan ya no las leyes que seguan aquellos ovilleselectromagnticos de los cuales se formaron, no las leyes enigmticas an de laenerga de los ncleos, sino las nuevas leyes de la substancia, las leyes qumicas.No llevar ms adelante la descripcin de este cuadro. He querido nicamentemostrar que conocemos poco el mundo que nos rodea y que ste esextraordinariamente complejo, que su quietud es slo aparente, que todo l seencuentra lleno de movimiento; en el torbellino de los movimientos nace en elmundo la sustancia, tal como nosotros la conocemos aqu, en la tierra, tal como la


50/540



vemos en las rocas duras de la naturaleza que noscircunda. Mucho de lo que he relatado ha sido yademostrado por la ciencia actual, pero todava quedamucho enigmtico en nuestra figuracin de cmo nacen

del caos universal, primero el tomo y despus elcristal.De qu manera admirable fue descrito este panoramapor Lucrecio Caro, hace dos mil aos! Recordemosalgunas lneas de su poema:

Fue slo el caos y una tempestad furiosa,El comienzo de todo, de cuyo desorden deslavazadoTodos los intervalos, caminos, conjunciones, peso, golpes,Choques y movimientos enervaron, provocando una batalla,Ya que por fuerza de la diversidad en sus formas y figuras...No todos pudieron coexistir tranquilosNi construir un movimiento armonizado,Por lo que diversas partes se pusieron en diversin,Los semejantes se unieron a sus semejantes determinando el mundo,Cuyos miembros se separaron y dividieron en grandes partes.

Por consiguiente, no hay reposo en la naturaleza: todo cambia, aunque convelocidad distinta. Cambia la piedra, smbolo de solidez, pues los tomos que laconstituyen estn en movimiento perpetuo. A nosotros nos parece estable e inmvilsolamente porque no percibimos este movimiento, cuyo resultado se hace sensibledespus de largo tiempo en tanto que nosotros mismos cambiamosincomparablemente ms rpido.Durante mucho tiempo se consider que slo el tomo es inalterable, indivisible eindiferente a los cambios constantes de la naturaleza. Pero no, los tomos tambinobedecen al tiempo. Parte de ellos, que llamamos radiactivos, se transformanrpidamente; otros lo hacen con ms lentitud... Adems, sabemos ahora que lostomos tambin evolucionan, se crean en el trrido calor de las estrellas, sedesarrollan, mueren...


51/540



Y en la imaginacin humana tenemos el reflejo de ese mismo eterno movimiento ydesarrollo: al principio incomprensin, caos, desorden. Empero comienzan aaclararse los tipos de enlace de todas las partes del mundo, los movimientosresultan verificarse de acuerdo a leyes definidas; aparece el cuadro constructivo del

universo nico... As es el mundo, as nos lo descubre la ciencia actual.


52/540



Captulo 5COMO MENDELEV DESCUBRI SU LEY

En el antiguo edificio del laboratorio qumico de la Universidad de Petersburgo,

sentado a su mesa de trabajo, se encontraba el joven, pero ya renombrado profesorDmitri Ivanovich Mendelev. Acababa de obtener la ctedra de Qumica general dela Universidad y preparaba las conferencias para los alumnos. El objetivo quepersegua era hallar la forma ms cmoda y clara para explicar las leyes qumicas,para describir la historia de los elementos y meditaba con obstinacin sobre el modode desarrollar mejor su exposicin. Cmo relacionar entre s las narraciones sobre

el potasio, sodio y litio, sobre el hierro,manganeso y nquel? Mendelev ya presentala existencia de ciertos, pero todava noclaros, enlaces entre los diferentes elementosqumicos.Con objeto de hallar el orden ms adecuado,tom varias tarjetas y escribi en ellas concaracteres grandes la denominacin de loselementos, su peso atmico y algunas de sus

propiedades ms importantes. Seguidamente,las fue colocando sobre la mesa, agrupandolos elementos segn sus propiedades, de la

misma forma que nuestras abuelas distribuan las cartas de la baraja cuando hacansolitarios por las noches.Y hete aqu, que el profesor observ una regularidad interesantsima. Al colocartodos los elementos, ordenndolos segn su peso atmico creciente, result que, aexcepcin de poqusimos casos, las propiedades semejantes de los elementos serepetan despus de perodos determinados. Entonces dispuso las tarjetassiguientes debajo de la primera fila, fue formando una segunda lnea y, despus decolocar siete elementos ms, comenz con la tercera fila.En esta fila tuvo que incluir diecisiete elementos, para conseguir que los tomos depropiedades anlogas quedaran unos debajo de otros. Pero no todos coincidan


53/540



bien. Hubo necesidad de dejar vacos algunos lugares. Despus, coloc nuevamentediecisiete tarjetas y obtuvo la fila siguiente. Luego la tarea se complic, pues variostomos "no estaban conformes" en ningn sitio; sin embargo, la repeticin peridicade las propiedades se marcaba claramente.

De este modo, todos los elementos conocidos por Mendelev quedaron distribuidosen forma de tabla especial. Todos ellos, con raras excepciones, se sucedan uno alotro en lneas horizontales, siguiendo el orden creciente de sus pesos atmicos. Loselementos semejantes quedaban encuadrados en varias columnas verticales.En marzo de 1869, Mendelev envi a la Sociedad Fisicoqumica de San Petersburgoel primer informe sobre su ley. Despus, previendo la importancia trascendental desu descubrimiento, comenz a trabajartenazmente sobre este problema, precisandoy corrigiendo su tabla. Rpidamente seconvenci de que en la tabla existan lugaresvacos."Para estos lugares vacos, situados acontinuacin del silicio, boro y aluminio, serndescubiertas nuevas substancias", dijo. Estaprediccin enseguida se confirm y las casillas

vacas de la tabla fueron ocupadas porelementos recin descubiertos, que recibieronlas denominaciones de galio, germanio yescandio.De esta forma, el qumico ruso D. Mendelev realiz uno de los ms importantesdescubrimientos en la historia de la Qumica. En aquel tiempo se conocan nada msque 62 elementos. Los pesos atmicos eran determinados sin gran precisin,algunas veces con bastante inexactitud. Sus propiedades estaban insuficientementeestudiadas. Fue necesario saber compenetrarse con la naturaleza de cada elemento,profundizar en su estudio, comprender las analogas existentes entre unos y otroselementos, adivinar la ruta de sus "peregrinaciones", su "amistad" o "enemistad" enla propia tierra.


54/540



Mendelev consigui recopilar todos los materiales existentes hasta l sobre laQumica de la Tierra y los estudi conjuntamente.El enlace entre los elementos, aunque en forma todava algo oscura e incompleta,fue sealado antes de l por otros sabios.

Pero la mayora de los sabios de aquel tiempo consideraba absurda la hiptesissobre la afinidad o parentesco entre los elementos. As, por ejemplo, cuando elqumico ingls J. A. Newlands, uno de los combatientes por la libertad de Italia enlas tropas de Garibaldi, present para su publicacin un trabajo relativo a larepeticin de las propiedades de algunos elementos al crecer el peso atmico, dichotrabajo fue rechazado por la Sociedad Qumica y uno de sus miembros dijo en tonode burla que Newlands podra haber hecho una conclusin, todava ms interesante,si hubiera distribuido todos los elementos en orden alfabtico de susdenominaciones.Pero todo esto eran simples detalles. Haca falta trabajar todava mucho. Serequera trazar un plan nico, establecer una ley fundamental de carcter universaly demostrar con hechos que dicha ley acta en todos los casos, que las propiedadesde cada elemento dependen de esta ley, se subordinan a ella, se deducen de ella.Para ello era necesario poseer una intuicin genial y habilidad para poner de relievelo comn en las contradicciones, dedicarse con perseverancia a la investigacin de

hechos concretos. Esta enorme tarea la realiz D. Mendelev.Mendelev present de forma tan evidente, precisa y sencilla el enlace mutuoexistente entre todos los tomos de la naturaleza, que nadie fue capaz de rebatir susistema. Se hall la ordenacin debida. Verdad es que todava seguan siendoenigmticos los enlaces que ligaban los elementos entre s, pero su ordenacin eratan evidente, que permiti a Mendelev anunciar una nueva ley de la naturaleza, laley peridica de los elementos qumicos.Han transcurrido ms de cien aos. Mendelev dedic casi cuarenta aos al estudiode esta ley, indagando en su laboratorio los misterios ms profundos de la Qumica.En la Cmara de Pesas y Medidas, que l diriga, investig y comprob, utilizandolos mtodos ms precisos, las diferentes propiedades de los metales, encontrandocada vez ms y ms confirmaciones de su descubrimiento.


55/540



Figura 5.1. D. I. Mendelev en el ao 1869

Viaj por los Urales, estudiando sus riquezas; consagr muchos aos a lascuestiones referentes al petrleo y su origen. En todas partes, en el laboratorio y enla naturaleza, vio a cada paso la confirmacin de su ley peridica. Tanto en losestudios tericos e investigaciones, como en la industria, dicha ley se convirti en'la brjula dirigente que, lo mismo que gua a los navegantes en el mar, orientaba alos sabios y a los investigadores prcticos en sus bsquedas.Hasta la misma muerte, Mendelev, sin cesar, perfeccion, corrigi y profundiz supequea tabla del ao 1869. Centenares de qumicos, siguiendo su ruta genial,descubrieron nuevos elementos, nuevas combinaciones, descifrando paulatinamenteel profundo sentido interno de la Tabla de Mendelev.En la actualidad esta Tabla tiene un aspecto completamente distinto.Resulta que la Tabla de Mendelev constituye un manual excelente para el estudiode las leyes que rigen la estructura de los espectros atmicos. Al estudiar los


56/540


57/540


58/540



En los tomos que poseen en sus capas externas tres, cuatro y cinco electrones, latendencia a formar iones, durante las reacciones qumicas, se manifiesta con menorintensidad.El peso del tomo y su grado de dispersin en la naturaleza, dependen de la

constitucin del ncleo. Las propiedadesqumicas del elemento y su espectrodependen del nmero de electrones yson muy semejantes en aquellos tomosen los que la estructura de la capaelectrnica cortical es anloga.Este es el secreto del tomo. Desde elmomento en que fue descubierto, losqumicos y fsicos, los geoqumicos yastrnomos, personal tcnico, todos comprendieron que la ley peridica deMendelev constituye una de las leyes ms importantes de la naturaleza.


59/540



Captulo 6EL SISTEMA PERIDICO DE LOS ELEMENTOS DE MENDELEV EN NUESTROS

DAS

Los investigadores propusieron muchos y diversos procedimientos para explicar conla mayor claridad y exactitud posibles los rasgos caractersticos de la Tabla deMendelev. Observe en los dibujos adjuntos, cmo fue representadaesquemticamente la gran ley de Mendelev en distintos tiempos: bien en forma defilas y columnas, bien a modo de espiral enrollada en el plano, bien como unconjunto de arcos y lneas entrelazados.Ms adelante volveremos a ocuparnos de la tentativa de representar la Tabla en

forma de espiral grandiosa, pero ahora vamos aexaminarla tal como la presenta la ciencia actual.Intentemos estudiar esta Tabla y tratemos decomprender su significado profundo.Primeramente, observamos numerosas casillas,dispuestas en siete filas horizontales y divididas porlneas verticales, formando diez y ocho columnas ogrupos, como les llaman los qumicos. Hay que hacer

notar, que en la mayora de los libros de texto, laTabla se representa en forma algo distinta (las filascomo si fueran dobles), sin embargo, a nosotros nos

es ms cmodo examinarla como acabamos de decir.En la primera fila hay slo 2 elementos, hidrgeno (H) y helio (He); la segunda ytercera tienen 8 elementos cada una; la cuarta, quinta y sexta tienen 18 elementoscada una. Las casillas correspondientes a estas seis filas deberan estar ocupadaspor 72 elementos, sin embargo, resulta que entre las casillas N 57 y N 72 estnincluidos 14 elemento semejantes al lantano, denominados lantnidos. Finalmente,la ltima fila tiene, por lo visto, 32 casillas, como la anterior, pero estn ocupa dasslo cierto nmero de ellas.Es difcil imaginarse que pueda existir cualquier elemento, dispuesto delante de laprimera casilla, ocupada por el hidrgeno, puesto que el ncleo de este elemento,


60/540



protn y neutrn, son los ladrillitos funda mentales de que estn constituidos losncleos de todos los dems tomos.

Figura 6.1. Representacin esquemtica del sistema peridico de D. I. Mendelev,

propuesta por Soddy, en 1914. Las lneas horizontales constituyen las filas deelementos con propiedades qumicas anlogas. Los grandes perodos en forma deochos. En los crculos blancos se hallan los metales, en los negros, los metaloides.Los crculos grises estn ocupados por los elementos neutros (gases nobles y los

elementos que forman xidos anfteros)

No hay duda de que el hidrgeno debe ocupar el primer puesto en la Tabla deMendelev. Mucho ms complicada es esta cuestin a final de la tabla. El ltimopuesto, lo ocup, durante largo tiempo, e metal uranio.

Sin embargo, despus de varios experimentos fueron obtenidos lo elementostransurnicos. Por consiguiente, con el uranio no termina la Tabla de Mendelev.Despus de l, fueron ocupadas, por los nuevo elementos descubiertos, docecasillas ms: neptunio (N 93), plutonio (N 94) americio (N 95), curio (N 96),berkelio (N 97), californio (N 98), einstenio (N 99), fermio (N 100) ymendelevio (N 101), nobelio (N 102), laurencio (N 103) y kurchatovio (N 104).


61/540



Como vemos por las cifras colocadas en la parte superior de cada casilla, todas ellasestn numeradas. Los nmeros van en orden creciente desde el 1 hasta el 104.Estos nmeros se llaman nmeros de orden de los elementos qumicos y estnrelacionados con la cantidad de partculas elctricas, contenidas en los elementos.

Por tanto, constituyen una propiedad primordial e imprescindible de cada casilla, decada elemento.Por ejemplo, el nmero 30 de la casilla ocupada por el metal zinc con peso atmico65,38, significa, por una parte el nmero de orden de la casilla y, por otro lado,indica que el tomo de zinc est constituido por el ncleo y treinta partculaselctricas, que giran a su alrededor, llamadas electrones.En vano trataron los qumicos de encontrar en la naturaleza los elementos N 43,N 61, N 85 y N 87, analizaron diversosminerales y sales, buscaron en el espectroscopioposibles nuevas lneas. Muchas veces seequivocaron, publicaron en revistas artculossensacionales sobre el descubrimiento deelementos, pero, en realidad, estos cuatroelementos no fueron hallados ni en la Tierra, nien los astros celestes. Actualmente, sin

embargo, se ha conseguido su preparacin porva artificial.Uno de ellos, el N 43, por sus propiedadesdeba ser parecido al manganeso. Mendelev lo llam eka-manganeso.En la actualidad este elemento ha sido sintetizado y se denomina tecnecio.El segundo, dispuesto debajo del yodo, se designa con el N 85. Debe tenerpropiedades fantsticas, debe ser todava ms voltil que el yodo. Mendelev lollam eka-yodo. Tambin ha sido sintetizado y se denomina astatino o astato.El tercer elemento, largo tiempo enigmtico, posee en la tabla el N 87. El propioMendelev predijo su existencia y lo llam eka-cesio. Fue sintetizad

Geoquimica recreativa - Alexandr Fersman.pdf

Documents

Transcript of Geoquimica recreativa - Alexandr Fersman.pdf