Utente:Zorro1024/sandbox

Una rappresentazione degli elementi di John Dalton ("A New System of Chemical Philosophy", 1808).

La necessità di ordinare le conoscenze che (grazie a ricerche teoriche) venivano accumulandosi sulle diverse sostanze venne sentita fin dai primordi della chimica, e Lavoisier propose (nel 1789) una prima forma di sistematica chimica. Bisogna però aspettare all'incirca il 1870 affinché si giunga allo schema che, con le opportune modifiche, è utilizzato ai giorni nostri.

La tavola periodica originaria fu creata prima della scoperta delle particelle subatomiche o della formulazione delle teorie attuali per quanto riguarda la meccanica quantistica e l'atomo.

Se gli elementi vengono disposti in ordine crescente di numero atomico, inserendo in seguito altre proprietà, si può notare una ricorrenza (o periodicità) di tali proprietà in funzione del numero atomico dell'elemento stesso. Il primo che riconobbe tale andamento delle proprietà fu il chimico tedesco Johann Wolfgang Döbereiner, che nel 1829 per primo notò una certa quantità di triadi, cioè gruppi di tre elementi con queste similarità.

A questa intuizione fece seguito l'inglese John Newlands, che sottolineò (nel 1865) come gli elementi di tipo simile fossero ricorrenti ad intervalli regolari di 8 posizioni, che lui assimilò alle ottave musicali, anche se questa sua cosiddetta legge delle ottave venne messa in ridicolo dai suoi contemporanei.

Fu proprio in quel periodo che Meyer e Mendeleev (indipendentemente l'uno dall'altro) assunsero il peso atomico come parametro per la classificazione periodica degli elementi, il che costituì un passo decisivo verso il più raffinato concetto di numero atomico (rispetto al quale, nella chimica odierna, le proprietà fisico-chimiche degli elementi sono considerate funzioni periodiche). Meyer pubblicò i propri risultati qualche mese dopo Mendeleev, ed è per questo che molto spesso ci si riferisce alla tavola periodica degli elementi col solo nome di quest'ultimo. Mendeleev ipotizzò inoltre che esistessero altri elementi, al momento non conosciuti, che occupavano le celle vuote della tabella; tale teoria trovò conferme con la scoperta della struttura elettronica degli elementi tra la fine del XIX e gli inizi del XX secolo.

Negli anni '40 Glenn Theodore Seaborg sintetizzò e separò con metodi radiochimici i primi 5 elementi transuranici, che sono stati sistemati all'interno della tabella (o in alcuni casi al di sotto, come si può vedere dallo schema). Negli anni successivi i primi di tali transuranici furono identificati in "ultratracce" nei minerali uraniferi, come prodotti naturali di attivazione. Dal 2003 la IUPAC ha attribuito il nome definitivo alla serie 4f dei lantanoidi Ln e 5f degli attinoidi An.

Il fatto che le proprietà si ripetono lungo serie di lunghezza diversa (con un numero di elementi pari a 2, 8, 8, 18, 18, 32, 32 andando dall'alto verso il basso della tavola periodica) è stata scoperta solo in seguito (ad opera principalmente di Niels Bohr), ed è da ricercarsi nella tendenza al massimo riempimento possibile degli orbitali atomici da parte degli elettroni, che ha valore diverso a seconda del tipo di orbitale interessato, e al modo in cui si susseguono i diversi tipi orbitali per numeri atomici crescenti; si hanno infatti al massimo due elettroni per orbitale di tipo s, sei elettroni per orbitali di tipo p, dieci elettroni per orbitali d e quattordici elettroni per orbitali tipo f; inoltre gli orbitali si possono susseguire solo nell'ordine: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p 8s (secondo la regola di Aufbau).

A diversi gradi di riempimento dell'orbitale più esterno corrisponde una diversa reattività dell'intero atomo, per cui ad orbitali "completi" corrisponde la configurazione energetica più stabile (e quindi una reattività nulla) e ad orbitale esterno parzialmente "completo" corrispondono reattività via via maggiori quanto più il numero di elettroni si allontana da quello di una configurazione stabile; questa diversa reattività a livello macroscopico determina molte delle proprietà chimiche dell'elemento, che si ripetono in modo simile al crescere del numero atomico Z. Pertanto a diversi numeri atomici (ossia ad elementi diversi ordinati per massa) corrispondono diverse proprietà chimiche macroscopiche, che si ripetono periodicamente in modo simile per configurazioni elettroniche che hanno una stabilità energetica comparabile e questo accade per analoghi gradi di riempimento dell'orbitale, che si ripetono con periodo variabile poiché variabile è il massimo riempimento dei vari orbitali.

La forma corretta della tavola periodica degli elementi fu pertanto inizialmente determinata solo da osservazioni macroscopiche, senza la presenza di un modello microscopico a cui fare riferimento. Successivamente questa forma è stata "confermata" con la scoperta della struttura microscopica degli atomi e quindi delle loro modalità di interazione.