La primera formulación moderna de la teoría atómica. El “gigante” Dalton.

El 6 de septiembre de 1766,  nacía el naturalista, químico, matemático y meteorólogo británico John Dalton   (Eaglesfield, Cumberland (Reino Unido), 6 de septiembre de 1766 – Mánchester, 27 de julio de 1844).

DaltonDalton junto con Antoine Lavoisier, Berzelius y Robert Boyle, es considerado el padre de la química moderna.

El átomo (que en griego significa “indivisible”) fue citado por primera vez por Demócrito que vivió y enseñó en Atenas hace veintitrés siglos. Demócrito consideraba inconcebible que los cuerpos materiales pudieran ser divididos en partes cada vez más pequeñas sin límite y postulaba que tenía que haber partículas últimas, tan pequeñas que no sería posible dividirlas en partes aún más pequeñas. Demócrito reconocía cuatro clases diferentes de átomos, los de la piedra, del agua, del aire y del fuego y creía que toda la diversidad de las materias conocidas resultaba de las diferentes combinaciones de estos cuatro elementos. Su concepción, que fue adoptada y firmemente fundamentada por la experimentación a principios del siglo XIX, por el químico inglés John Dalton, constituye la base de toda la química moderna.

Hijo de un tejedor, Dalton estudió inicialmente en una escuela rural y su progreso fue tan rápido que a la edad de doce años se convirtió en maestro de la escuela. Siete años más tarde llegó a ser director de la misma.

En 1781 John Dalton se unió a su hermano como asistente de George Bewley en su escuela de Kendall. Cuando George Bewley se retiró, su hermano y él abrieron su propia escuela, donde ofrecían clases de inglés, latín, griego y francés, además de veintiún temas relacionados con las matemáticas y las ciencias.

Alrededor de 1790 Dalton consideró la posibilidad de estudiar derecho o medicina, pero no encontró apoyo de su familia para sus proyecto por lo que permaneció en Kendal hasta que en la primavera de 1793 se trasladó a Mánchester. Alli se estableció para el resto de su vida.

En ese mismo año, 1793, Dalton publicó su primer libro, Observaciones y ensayos meteorológicos, donde defendía la tesis de que el aire no es una combinación química, sino una mezcla meramente física de gases.

John Gough, el hijo ciego de un rico comerciante, se hizo amigo de John Dalton y se convirtió en su nuevo mentor. Le enseñó lenguas, matemáticas y óptica, además de compartir con Dalton su biblioteca.

Fue nombrado profesor de Matemáticas y Filosofía Natural en la «Nueva Escuela» de Mánchester. En principio, enseñó matemáticas, física y química en un colegio. Cuando pensó que estas obligaciones docentes interferían sus estudios científicos, renunció al puesto y aceptó alumnos privados, a quienes enseñaba matemáticas y química, para sufragar sus gastos.

Conservó el puesto hasta 1800, cuando la cada vez peor situación financiera de la academia lo obligó a renunciar a su cargo y comenzar una nueva carrera en Mánchester como profesor particular.

A la edad de 26 años, Dalton descubrió que ni él ni su hermano eran capaces de distinguir los colores. Le regaló a su madre unas medias (que él creía azules) y ella le preguntó sorprendida por qué le había obsequiado con unas medias moradas, color que no era apropiado para una mujer cuáquera. Dos años después, en su primer artículo científico importante, Hechos extraordinarios relativos a la visión de los colores (1794),

John Dalton proporcionaría una descripción científica sobre este fenómeno, que posteriormente se conocería con el nombre de daltonismo.

En 1800, Dalton se convirtió en secretario de la Sociedad Filosófica y Literaria de Manchester, y al año siguiente dio una serie de conferencias, bajo el título Ensayos experimentales, sobre la constitución de las mezclas gases; sobre la presión de vapor de agua y otros vapores a diferentes temperaturas, tanto en el vacío como en aire; en evaporación, y acerca de la expansión térmica de los gases. Estos cuatro artículos fueron publicados en las Memorias de la Lit & Phil correspondientes a 1802.

dalton2En 1802, en la memoria titulada Absorción de gases por el agua y otros líquidos, estableció su ley de las presiones parciales (Ley de Dalton), Esta Ley establece que la presión de una mezcla de gases, que no reaccionan químicamente, es igual a la suma de las presiones parciales que ejercería cada uno de ellos si sólo uno ocupase todo el volumen de la mezcla, sin variar la temperatura.

En 1803 comenzó a formular su mayor contribución a la ciencia. Se encontraba estudiando la reacción del óxido nítrico con el oxígeno cuando descubrió que la reacción podía tener lugar con dos proporciones diferentes: a veces 1:1,7 y otras 1;3,4 (en peso). Ello llevó a Dalton a establecer la ley de las proporciones múltiples. Esta ley afirma que cuando dos elementos se combinan para originar distintos compuestos, dada una cantidad fija de uno de ellos, las diferentes cantidades del otro que se combinan con dicha cantidad fija para dar como producto los compuestos, están en relación de números enteros sencillos. Dalton trabajó en un fenómeno del que Proust no se había percatado, y es el hecho de que existen algunos elementos que pueden relacionarse entre sí en distintas proporciones para formar distintos compuestos. Representó el átomo de oxígeno mediante un círculo simple; un círculo con un punto central era un átomo de hidrógeno; con una línea vertical un átomo de nitrógeno; un círculo negro un átomo de carbono, y así sucesivamente. Pero como resultaba difícil inventar círculos suficientemente diferentes para cada elemento, Dalton dejó algunos indicados con una letra apropiada. Así, el azufre era un círculo conteniendo una S, el fósforo uno que tenía una P, etcétera.

La idea de los átomos surgió en su mente como un concepto puramente físico, inducido por el estudio de las propiedades físicas de la atmósfera y otros gases. Los primeros indicios de esta idea se encuentran al final de su nota sobre la absorción de gases, que fue leída el 21 de octubre de 1803, aunque no se publicó hasta 1805.

Dalton fue el primero en publicar una tabla de pesos atómicos relativos. Seis elementos aparecen en esta tabla: hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, carbono, azufre y fósforo, atribuyendo convencionalmente al átomo de hidrógeno el peso de una unidad.

En 1808, Dalton publica su trabajo más famoso: Nuevo sistema de filosofía química. En él adoptó la noción de átomo y estableció los postulados de la teoría constitutiva de la materia que hoy conocemos como teoría atómica de Dalton; dibujó partículas individuales para ilustrar las reacciones químicas y publicó su primera lista de pesos atómicos y símbolos. Los compuestos fueron enumerados como binarios, ternarios, cuaternarios, etc, en función del número de átomos que el compuesto tenía en su forma más simple, la forma empírica.

El modelo atómico de Dalton surgido en el contexto de la química, fue el primer modelo atómico con bases científicas, formulado entre 1803 y 1807 por John Dalton. El 21 de octubre de 1803, Dalton expuso por primera vez su teoría atómica basada en las leyes de las proporciones definidas y de las proporciones múltiples en una conferencia que pronunció en Manchester, organizada por la Sociedad Literaria y Filosófica, ante un auditorio de siete personas. Dalton reconoció su deuda con Demócrito manteniendo el término «átomo» para las pequeñas partículas que formaban la materia.

Dalton explicó su teoría formulando una serie de enunciados simples:

  • La materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos, que son indivisibles y no se pueden destruir.
  • Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, tienen el mismo peso e iguales propiedades. Los átomos de diferentes elementos tienen peso diferente. Comparando el peso de los elementos con los del hidrógeno tomado como la unidad propuso el concepto de peso atómico relativo.
  • Los átomos permanecen sin división, aun cuando se combinen en las reacciones químicas.
  • Los átomos, al combinarse para formar compuestos guardan relaciones simples.
  • Los átomos de elementos diferentes se pueden combinar en proporciones distintas y formar más de un compuesto.
  • Los compuestos químicos se forman al unirse átomos de dos o más elementos distintos.estos

El modelo permitió aclarar por primera vez por qué las sustancias químicas reaccionaban en proporciones estequiométricas fijas (Ley de las proporciones constantes), y por qué cuando dos sustancias reaccionan para formar dos o más compuestos diferentes, entonces las proporciones de estas relaciones son números enteros (Ley de las proporciones múltiples). Además el modelo aclaraba que aún existiendo una gran variedad de sustancias diferentes, estas podían ser explicadas en términos de una cantidad más bien pequeña de constituyentes elementales o elementos.

dalton3En esencia, el modelo explicaba la mayor parte de la química de fines del siglo XVIII y principios del siglo XIX, reduciendo una serie de hechos complejos a una teoría combinatoria realmente simple.

No todo el mundo aceptaba la nueva teoría. En 1810 publicó la segunda parte del Nuevo sistema de filosofía química, proporcionando nuevas evidencias empíricas. La tercera parte vería la luz en 1827.

Hasta la segunda mitad del siglo XIX no aparecieron evidencias de que los átomos fueran divisibles o estuvieran a su vez constituidos por partes más elementales. Por esa razón el modelo de Dalton no fue cuestionado durante décadas, ya que explicaba adecuadamente los hechos.

Hubo que esperar al descubrimiento de las partículas subatómicas (que acabó con el dogma de la indivisibilidad del átomo) para ver cambios sustanciales en el modelo, reflejados en las sucesivamente perfeccionadas teorías atómicas de Joseph John Thomson, Ernest Rutherford y Niels Bohr, ya a principios del siglo XX.

Hasta 1904, no fue propuesto un nuevo modelo atómico, el modelo de Thomson, pero éste contaba con una ventaja decisiva, en 1897 él mismo había descubierto el electrón. El átomo había dejado de ser indivisible.

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Publicado el 6 septiembre, 2015 en Química. Añade a favoritos el enlace permanente. Deja un comentario.

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