03 marzo 2014

La química como ciencia

Bajo iluminación de las nuevas ideas de Lavoisier, los químicos las aplican a sus investigaciones con mucho éxito.

Se descubren las leyes ponderales de las combinaciones químicas:

  • ley de conservación de masa (Lavoisier)
  • ley de proporción constante y definido (Proust, 1799)
  • ley de proporciones recíprocas (Ritcher y Wenzel, 1792)
  • ley de proporciones múltiples (Dalton, 1804)

La teoría atómica-molecular de Dalton (1803) explica las leyes de la combinación química en base a la hipótesis de que la materia está constituida por átomos que poseen un peso característico y permanecen indivisibles en toda reacción química.

J. Berzeliues (1835) acepta la teoría atómica y plantea una simbología para elementos y compuestos. Se usa incluso hoy en día.

Berzelius

BERZELIUS

El principio de Avogadro (1811) permite establecer y diferenciar los conceptos de átomo y de molécula y crea las bases para la determinación de pesos atómicos y moleculares (1858)

El descubrimiento de la pila eléctrica de Volta (1800) da origen a la electroquímica, con los descubrimientos de nuevos elementos (cloro, sodio y potasio) a cargo de Davy, y de las leyes de la electrólisis por parte de M. Faraday (1834)

Pila de Volta

PILA ELECTRICA DE VOLTA

La química orgánica se desarrolla mas tarde con los trabajos de Liebig sobre el análisis elemental orgánico iniciado por Lavoisier, los conceptos de isomería y de radical introducidos por Liebig y Berzelius (1834), la síntesis en laboratorio de un compuesto orgánico, la úrea, por parte de Wohler (1828), la representación de edificios moleculares por parte de Kekule (1858) y con la destrucción de la doctrina de la “fuerza vital” realizada por Berthelot (1853) al obtener por síntesis numerosos compuestos orgánicos (alcohol metílico, acetileno, benceno, naftaleno, antraceno, etc..)

La termoquímica con la medida de la energía calorífica que se manifiesta en las reacciones químicas, iniciada por Lavoisier y Laplace, adquiere un significado especial a partir de los estudios de Hess. Thomson y Berthelot (1840) al querer medir las afinidades entre los cuerpos reaccionantes.

Para explicar las leyes experimentales que rigen a los gases, surge la teoría cinética de los gases y de calor, desarrollado principalmente por Maxwell y Boltzmann, la cual afianza la creencia de la naturaleza atomística de la materia y extiende su utilidad al proporcionar una imagen íntima del mecanismo de los procesos químicos.

El carácter incompleto de muchas reacciones químicas, observado por Berthollet, condujo al concepto de equilibrio químico, el cual fue estudiado experimentalmente por  Sainte Claire Deville (1857), encuentra su interpretación teórica en los estudios de Gibbs (1876), de Van’t Hoff y de Le Chatelier (1880).

La cinética química o el estudio de la velocidad de las reacciones químicas tienen su base teórica en la ley de acción de masas propuesto por los químicos noruegos Guldberg y Waage (1867) y una significación industrial importantísima en el descubrimiento de los catalizadores , sustancias que permaneciendo inalteradas, aceleran por su sola presencia la velocidad de las reacciones químicas.

En el campo de las soluciones o disoluciones, fue de gran importancia en el avance progresivo de la química la “Teoría de las disoluciones”, obra maestra del químico holandés Van’t Hoff (1866) y la teoría de la disociación electrolítica propuesto por el químico sueco Svante Arrhenius (1887)

La clasificación periódica de los elementos establecido por el químico Dimitri Mendeleiev y por el alemán Lothar Meyer (1869) llevó a pensar que los átomos debían ser complejos, modificando profundamente las ideas que se tenían acerca de los cuerpos simples, lo cual comprobado posteriormente en los estudios acerca de la conductividad eléctrica de los gases (con lo cual se descubrió el electrón) y en los fenómenos de radioactividad (con su interpretación y desarrollo se descubrieron las partículas nucleares del átomo).

Mendeleiev

MENDELEIEV

En el campo de ácidos y bases, las teorías que dieron gran impulso y desarrollo fue la propuesta por Arrhenius (1884), Bronsted Lowry (1923) y de Lewis.

En el campo de enlace químico, un tema trascendental en la ciencia química, es importante resaltar el aporte de Linus Pauling (1901 – 1994) del concepto de electronegatividad y el concepto de hibridación; Gielbert Lewis (1875 – 1946) creador de la teoría “Enlace por pares de electrones”; R.J. Gillespie, quién propuso la “Teoría de las repulsiones entre los pares de electrones de la capa de valencia” (1957) que dio un gran impulso a la descripción de la geometría molecular, que a su vez es importante para explicar las interacciones moleculares en estado líquido y sólido.

En el campo de la química nuclear, el hombre ingresa a la era nuclear a partir de 1942, fecha en la que se logra la primera reacción nuclear en cadena, por parte de Enrico Fermi. Lamentablemente, el primer uso de la energía descomunal que se libera en estas reacciones fue con fines destructivos, con la fabricación de armas nucleares mortíferas como las bombas atómicas que destruyó por completo dos pueblos japoneses durante la segunda guerra mundial (1945)

Actualmente la energía nuclear también se usa con fines prácticos: para generar electricidad de gran potencia, fabricar motores eléctricos de gran potencia, baterías atómicas de larga duración que es importante en las investigaciones espaciales, etc.. Además en las plantas nucleares, mediante reacciones nucleares controladas, se han sintetizado elementos artificiales y radioisótopos que tienen gran aplicación actualmente.


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