La tabla periódica es una representación de la ordenación de los elementos que permite visualizar y predecir como varían sus propiedades físicas y químicas. La ley periódica surge en forma empírica antes de ser conocidos sus verdaderos fundamentos.
No se conoce la fecha exacta en que se comenzaron a analizar los elementos para conocer sus propiedades; poco a poco la humanidad fue familiarizándose con algunos de ellos, principalmente con los de características metálicas, ya que de alguna forma eran empleados en distintas actividades cotidianas. Las primeras informaciones que se tienen sobre el estudio de los elementos químicos (en la química moderna) datan de 1766, cuando el físico inglés Sir Henry Cavendish descubrió el hidrógeno y en 1783 el profesor francés Charles lo utilizó en el llenado de globos aerostáticos.
Desde la antigüedad, los hombres se han preguntado de qué están hechas las cosas. Tales de Mileto, en el siglo VII a.C. afirmo que todo estaba formado de agua, y que esta al combinarse o cambiar de estado formaba todas las sustancias conocidas. Posteriormente Anaxímenes, en el siglo VI a.C. afirmo que era el aire, Heráclito el fuego y Empédocles dijo que era la tierra.
La naturaleza atómica de la materia fue reconocida desde la antigua Grecia. Demócrito (470-380 a.C.) llamo átomos, voz griega que significa indivisibles a las partículas resultantes de la continua división de la materia y que alcanzan el menor tamaño posible. Esta doctrina se llamo atomismo y tuvo muchos detractores, que no estaban de acuerdo con que el “átomo” fuera indivisible, si no que sustentaban que toda la materia podía ser dividida infinitamente, uno de los principales retractores fue Aristóteles. Las ideas de Demócrito fueron retomadas dos mil años después.
En el siglo V, Empédocles reunió las teorías de sus predecesores y propuso los cuatro elementos por los cuales suponía estaba formada toda la materia, estos eran: aire, agua, tierra y fuego. La unión de estos cuatro elementos, en distinta proporción, daba lugar a todas las sustancias que se presentaban en la naturaleza, a su vez estos elementos presentaban cuatro propiedades: calor, frío, humedad y sequedad. Por ejemplo el aire resultaba de la combinación del calor y la humedad; el fuego, del calor y la sequedad; el agua era fría y húmeda, y la tierra fría y seca.
Aristóteles, añadió un quinto elemento al que llamo éter o quintaesencia, la cual formaba a los astros, mientras que las otras cuatro formaban a todas aquellas sustancias que se encontraban en la tierra.
Del mismo modo, los chinos proclamaron los cinco componentes básicos del universo físico: tierra, madera, metal, fuego, y agua.
En la India, en el Samkhya-karikas de Ishvarakrsna del siglo III d.C., los cinco elementos básicos eran: espacio, aire, fuego, agua, y tierra.
Tras la muerte de Aristóteles, gracias a las conquistas de Alejandro Magno, sus ideas se propagaron por todo el mundo conocido. La mezcla de las teorías de Aristóteles con los conocimientos prácticos de los pueblos conquistados hicieron surgir una nueva idea: La alquimia, que siglos después dio origen a la ciencia que hoy conocemos como química. Los alquimistas suponían que como todas las sustancias estaban formadas por los cuatro elementos, anteriormente mencionados, se podría mezclarlas en cierta proporción o a partir de alguna sustancia, cambiar su composición y convertirla en oro, que en la antigüedad era el metal más valioso. Esta fue la finalidad de los alquimistas durante siglos, a dicha sustancia que daría origen al oro la llamaron “la piedra filosofal”.
Las conquistas árabes en el siglo VII y VIII d.C. expandieron las ideas alquimistas, al igual que la difundieron por Europa tras la caída del imperio romano. El más importante alquimista árabe fue Yabir (Geber) quien añadió dos nuevos elementos: el mercurio y el azufre. La mezcla de ambos, en distintas proporciones originaba todos los metales. Los árabes llamaron a la piedra filosofal al-iksir (elixir).
Aunque los alquimistas no encontraron el elixir o piedra filosofal, descubrieron el antimonio, bismuto, zinc, algunos ácidos fuertes, bases o álcalis (proviene del árabe) y muchos compuestos químicos. El ultimo gran alquimista fue el sueco Paracelso, en el siglo XVI, el introdujo a la sal, aunque como elemento.
Transcurrieron varios siglos hasta que, a mediados del siglo XVII, Robert Boyle definió como elemento, a aquella sustancia que ya no podía descomponerse en sustancias más simples. Además, estableció que dos elementos podían unirse íntimamente y formar una tercer sustancia, llamada compuesto.
Boyle es considerado como uno de los fundadores de la química (fue el primero en usar el término análisis como se conoce actualmente), además Boyle marco el comienzo del final de la alquimia.
El químico inglés John Dalton, quien desarrollo una teoría atómica, utilizo símbolos para representar a las sustancias, usaba círculos negros para los átomos de carbono; los círculos blancos indicaban átomos de oxígeno; un círculo negro junto a otro blanco al monóxido de carbono. Además, al mismo tiempo que formulaba su teoría publicó una tabla de pesos atómicos en la que asignó el peso de 1 al hidrógeno, el átomo más ligero de todos.
Los postulados de Dalton, incluso con sus errores, proporcionaron una base de trabajo que ha sido modificada y aumentada; por ello se le considera el padre de la teoría atómica moderna, en 1803 propuso la 1er tabla de pesos atómicos y la recalculo en 1808.
En 1815 el investigador Willian Proust se dedicó a la tarea de acomodar grupos de elementos que fueran o tuvieran semejanza en sus propiedades. Este investigador propuso organizarlos de acuerdo con sus masas atómicas en forma creciente, tomando como referencia la masa atómica del hidrógeno.
Fue el comienzo de la formulación y nomenclatura química, que ya había avanzado a finales del siglo XVIII gracias a Lavoisier que desde 1764 se dedico al estudio de la química, de la cual se le considera fundador, estableció la ley de conservación de la masa, desterró las ideas alquímicas de la química e impulsó la medida en los experimentos. Demostró que el agua estaba formada por oxígeno e hidrógeno y que la combustión y la oxidación son procesos similares. Su obra más importante es el Tratado elemental de química, (1er libro moderno de química).
Berzelius, varios años después de Dalton recalculo los pesos atómicos, pero para ello empleo dos reglas generales:
1) ley de Dulong y Petit: en 1819 dieron a conocer una observación respecto a los calores específicos de las sustancias elementales: el producto del peso atómico de un elemento por su calor especifico es constante e igual a 6.3 (actualmente 6)
2) ley del isomorfismo: enunciada por Mitscherlich. Cuando dos sustancias cristalizan de la misma forma, deben tener formulas químicas análogas. Por tanto, conocida la formula de un compuesto, puede obtenerse aquella de su isomorfo y de ahí, mediante el análisis elemental, los pesos atómicos de los elementos que lo forman.
En 1839, el alemán Johann. W. Dobereiner observó que varios grupos de tres elementos —a los cuales llamó triadas— poseían propiedades semejantes, en cuanto a sus características físicas y las reacciones que desarrollaban, en las cuales el peso atómico del elemento intermedio o central tenía un peso atómico que era casi el promedio aritmético de los pesos atómicos de los otros dos.
En 1850 Pettenköfer demostró que el peso atómico de los elementos semejantes difiere por múltiplos enteros de ocho.
Conocer las propiedades de los átomos, y en especial su peso, se transformó en la tarea fundamental de la química y, gracias a las ideas de Avogadro y Cannizzaro, durante la primera mitad del siglo XIX, gran parte de la labor química consistió en determinar los pesos de los átomos y las formulas químicas de muchos compuestos. Cannizzarro en 1858 a partir de la hipótesis de Avogadro concluyo: “el peso molecular de un compuesto gaseoso es aproximadamente el doble de su densidad relativa respecto al hidrogeno.”
En 1862, el geólogo francés, A. de Chancourtois ordenó los elementos conocidos en una espiral regularmente desarrollada en un cilindro, representación a la que se denomina hélice o tornillo de Chancourtois y dividió cada circunferencia en 16 subdivisiones. Encontró que los elementos que difieren de otros por 16 unidades o sus múltiplos en peso atómico, poseen un comportamiento semejante y concluyó que las propiedades de los elementos son propiedades de los números.
Durante el periodo 1850-1865 se descubrieron muchos elementos nuevos. Además, en este periodo se hicieron grandes progresos en la determinación de los pesos atómicos. De esta forma se dieron valores más precisos a los pesos atómicos de los elementos "antiguos" y valores razonablemente correctos a los "nuevos".En 1863, el químico inglés John Newlands propuso ordenar los elementos de acuerdo con el número creciente de sus masas atómicas. En su clasificación, Newlands asignó un número progresivo a los elementos hasta ese entonces conocidos, y los organizó en columnas de siete elementos cada una, observando con este arreglo que elementos con propiedades similares quedaban colocados en la misma fila, repitiéndose estas propiedades cada octavo elemento. Newlands llamó a esta manera de ordenar los elementos Ley de las Octavas.
Nota: Los gases nobles no se conocían en ese tiempo.
Newlands observó que el octavo elemento se parecía al primero, el noveno al segundo, etc. El hecho de que a cada ocho elementos apareciera el mismo tipo de propiedades indujo a Newlands, gran amante de la música, a comparar sus octavas químicas con las octavas musicales. El descubrimiento posterior de una familia de elementos inertes convirtió las octavas de Newlands en nonavas.
Posterior a esta clasificación, se descubrieron nuevos elementos que por sus características no encajaban en las octavas de Newlands. Por ello fue necesario idear una nueva clasificación. Sin embargo, su trabajo fue la base de la ley periódica propuesta años más tarde.
El esfuerzo de Newlands fue, sin duda, un paso gigantesco en la dirección adecuada. Sin embargo, pueden formularse tres series críticas a su esquema de clasificación:
1. No había lugar para los elementos recientemente descubiertos
2. No tuvo en cuenta el trabajo realizado sobre los pesos atómicos, ni seleccionó los valores más probables
3. Algunos elementos no ajustaban en el esquema.
