Los orígenes de la química se pierden en la noche de los tiempos. Estos orígenes son técnicos y mágicos a la vez. Cuando se funda la civilización griega, ya se conocen el cobre, el bronce y el hierro; el oro y la plata se usan para ornamentos y el plomo fácil de trabajar estálejos de ser ignorado. Se conoce la manera de obtener tintes (púrpura del múrex), de fundir los esmaltes y desde la más remota antiguedad, se extrae el cinabrio (sulfuro rojo), un líquido brillante como la plata, muy pesado y que posee todas las propiedades de un metal.

Los primeros filósofos griegos, cuyo método de planteamiento de la mayor parte de los problemas era teóricoeamiento de la mayor parte de los problemas era teórico y especulativo, llegaron a la conclusión de que la tierra estaba formada por unos cuantos elementos o sustancias básicas. Empédocles de Agriento, alrededor del 430 a.C. estableció que tales elementos eran cuatro: tierra, aire, agua y fuego. Un siglo más tarde, Aristóteles supuso que el cielo constituía un quinto elemento, el éter. Los griegos creían que las substancias de la tierra estaban formadas por las distintas combinaciones de estos elementos en distintas proporciones.

Los griegos se planteaban la cuestión de si la materia era continua o discontinua, es decir si podía ser dividida y subdividida indefinidamente en un polvo cada vez más fino, o si, al término de este proceso se llegaría a un punto en el que las partículas fuesen indivisibles. Leucipo de Mileto y su discípulo Demócrito de Abdera (aprox 450 a.C.) insistían en que la segunda hipótesis era la verdadera. Demócrito dio a éstas partículas el nombre de átomos (o sea no divisible). Llegó incluso a sugerir que algunas substancias estaban compuestas por diversos átomos o combinaciones de éstos. También pensaba que una sustancia podía convertirse en otra al ocute;a convertirse en otra al ordenar sus átomos de diferente manera. Si tenemos en cuenta que es sólo una sutil hipótesis, es sorprendente la exactitud de esta intuición. Pese a que la idea pueda parecer hoy evidente, estaba muy lejos de serlo en la época en que Platón y Aristóteles la rechazaron.

En el 600 a.C. el filósofo griego Tales de Mileto descubrió que una resina fósil descubierta en las playas del Báltico, a la cual nosotros llamamos ámbar y ellos llamaron elektron tenía la propiedad de atraer plumas, hilos o pelusa al ser frotada con un trozo de piel.

El pensamiento alquímico de la antigua Grecia se basó en teorías y especulaciones y muy pocas veces en la experimentación. Muchas de las escrituras griegas del tema se conservaron y despertó el estudio de ésta ciencia en la edad media.

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Alquimia ÁrabeLa alquimia árabe es tan misteriosa en sus orígenes como la griega. Durante los califatos de los Abasidas desde 750 a 1258, floreció en Arabia una escuela de farmacia. El primer trabajo conescuela de farmacia. El primer trabajo conocido de esta escuela es la obra que se difundió en Europa en su versión latina titulada De alchemia traditio summae perfectionis in duos libros divisa, atribuido al científico y filósofo árabe Abú Musa al-Sufí, conocido en Occidente como Geber; este trabajo, que podemos considerar como el tratado más antiguo sobre química propiamente dicha, es una recopilación de todo lo que se creía y se conocía por entonces

Algunos historiadores sugieren que la alquimia árabe desciende de una escuela asiática occidental mientras que la alquimia griega desciende de una escuela egipcia. Esta escuela asiática no es ni china ni india. Se puede afirmar que la alquimia árabe estaba asociada con una ciudad específica en Siria, Harran, que, según parece, según parece, fue en la que se desarrollaron la mayor parte de los conocimientos alquímicos árabes.

Los alquimistas árabes trabajaron con oro y mercurio, arsénico y azufre, y sales y ácidos, y se familiarizaron con una amplia gama de lo que actualmente llamamos reactivos químicos. Ellos creían que los metales eran cuerpos compuestos, formados por mercurio y azufre en diferentes proporciones

El alquimista árabe más grande fue seguramente ar Razí (850-923), un científico persa que vivía en Baghdad. Ar Razí clasificó a los materiales usados por el alquimista en cuerpos (a los metales): piedras, vidrio, sales, etc. Y espíritus: mercurio, azufre, amoníaco, etc. El real objetivo de éstos alquimistas era el de producir oro por medio de reacciones catalíticas de ciertos elementos. Ar Razí escribió un libro sobre las aguas fuertes que según los estudiosos del tema no eran mas que soluciones de sal corrosivas.

Las escrituras de Ar Razí representan el apogeo de la alquimia árabe. No se sabe si se dedicó a la medicina que siguió siendo independiente aunque hubo una tendencia árabe de dar mayor énfasite;rabe de dar mayor énfasis a los remedios minerales que a los provenientes de plantas que fueron los remedios por excelencia en la cultura griega.

Allá por el año 670 d.C., un alquimista sirio, Calínico, inventó según se cree el fuego griego. Era una mezcla de cal viva, petróleo y azufre a la que se le atribuye la salvación de Constantinopla cuando los musulmanes le pusieron sitio por primera vez. Al entrar en contacto con el agua la cal viva se encendía y el petróleo ardía en llamas.

Muchos de los escritos árabes revelaban un carácter místico que contribuía poco al avance de la química, pero otros intentaban explicar la transmutación en términos físicos. Los árabes basaban sus teorías de la materia en las ideas aristotélicas, pero su pensamiento tendía a ser más específico, sobre todo en lo referente a la composición de los metales. Ellos creían que los metales consistían en azufre y mercurio, no propiamente estas sustancias que conocían muy bien, sino más bien el principio del mercurio, que confería la propiedad de fluidez a los metales, y el principio del azufre que convertía en combustibles ue convertía en combustibles a las sustancias y corroía a los metales. Las reacciones químicas se explicaban en términos de cambios en las cantidades de esos principios dentro de las sustancias materiales.

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Alquimia HindúLa Alquimia China está muy relacionada con la hindú, durante el auge de éstas civilizaciones éstas se mantuvieron en estrecho contacto por lo que muchas ideas acerca de la alquimia coinciden. Se cree que las heredaron de los Griegos traídas por Alejandro Magno en sus conquistas.

Las Vedas (las más antiguas escrituras sagradas hindúes), contienen algunas pistas sobre la alquimia en la antigua India que presentan semejanzas con la alquimia de la antigua China. Los Chinos e hindúes planteaban la relación entre el oro y la larga vida.

El mercurio que fue tan importante en la alquimia occidental es mencionado por Arthashastra durante los siglos 3ro y 4to a.C. se planteaba la posible conversión de metales comunes en oro.

Pero la alquimia de la medicina y la inmortalidad eran los principales intereses de los hindúes. No parecía los hindúes. No parecía muy importante la conversión de metales. En la India los elixires de la inmortalidad no eran de gran importancia y se trataba de simples remedios minerales para algunas enfermedades.

Los Chinos e Hindúes asociaban a la alquimia con el misticismo religioso aunque a partir de los siglos 10 al 12 esto cambió. Se encontraron escrituras claramente alquímicas pertenecientes a estos siglos.

Los primeros pensamientos filosóficos hindúes (siglo5 a.C.) planteaban a la naturaleza como una concepción de elementos materiales (fuego, viento, agua, tierra y espacio). China e India poseían grandes recursos de salitre.

Uno de los grandes descubrimientos fue la sal de amoníaco descubierto durante los siglos 1 y 2 d.C. Su importancia se basó en su capacidad de sublimación disociándose en 2 materiales corrosivos, amoníaco y ácido clorhídrico los cuáles atacan fuertemente a los metales.

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Alquimia ChinaResulta muy complicado determinar la aparición de la alquimia en el pensamiento humano pero las evidena en el pensamiento humano pero las evidencias parecen demostrar que ésta se desarrollo antes en China que en Occidente. La alquimia china esta relacionada con propósitos más antiguos que la metalurgia o la medicina. Planteaba la inmortalidad física y se remonta al siglo 8 a.C. Para el siglo 4 a.C. planteaba que esto se lograría con drogas mágicas denominadas el elíxir de la vida, y lo planteaba como una solución de oro lo cual era hipotético por la dificultad de disolver oro.

Son posibles las influencias indias ya que la alquimia china es muy similar a la india. Talvés la alquimia se desarrollo en China como un asunto doméstico. Se le asoció al taoísmo, religión mística formada en el siglo 6 a.C.

Los tratados sobre alquimia más antiguos conocidos relacionan a la alquimia con las matemáticas místicas de 64 hexagramas (figuras de 6 líneas usadas para adivinación). La relación con la práctica química es tenue pero menciona algunos materiales e implica operaciones químicas. El primer alquimista chino que fue razonablemente conocido fue Ko Hung (283-343 d.C.), quien escribió un libro conteniendo obscuras recetas para elixires, en su mayor parte compuestos de es, en su mayor parte compuestos de arsénico y mercurio. El libro alquímico chino más famoso es el Tan chin yao chuen (grandes secretos de la alquimia), probablemente escrito por Sun Ssu-miao (581-673 d.C.), y es un tratado práctico en la creación de elixires (mercurio, azufre y las sales de mercurio y arsénico son prominentes) para lograr la inmortalidad, plantea otras sustancias para la cura de enfermedades y la fabricación de piedras preciosas.

Sin embargo, las igualdades entre los materiales usados en la alquimia china, hindú y occidental son más sorprendentes que sus diferencias. De todas maneras la alquimia china difiere de la occidental por sus objetivos. Mientras que en occidente los objetivos principales eran la transmutación de sustancias y los elixires de inmortalidad, ninguno de estos dos objetivos parecen habjetivos parecen haber sido muy importantes en China.

La alquimia china fue consistente desde el principio, y hubo una pequeña controversia en su historia. Los alquimistas chinos han variado sus recetas para los elixires de la inmortalidad o talvés sólo cambiaron sus nombre; de todas formas se han encontrado aproximadamente 1000 recetas. En occidente había conflictos entre los partidarios de la farmacia química y hierbal. En China los remedios minerales fueron siempre aceptados. En Europa había conflictos entre los que pensaban que el objetivo principal de la alquimia era hacer oro y los que creían que era el desarrollo de nuevas medicinas. En China este último fue el dominante.

La alquimia china siguió su propio camino mientras que en occidente las numerosas promesas religiosas de la inmortalidad hicieron que la alquimia no tuviera como prioridad lograr la inmortalidad. Las deficiencias de la religión china le dieron a la alquimia la oportunidad de llenar ese lugar. Muchos de los elixires desarrollados por los chinos eran venenosos lo que llevó a los alquimistas chinos a moderar se peligrosidad variando sus ingredientes o por medio de manipulaciones químicas. El gran deseo de los chinos por la inmortalidad llevó al hila inmortalidad llevó al historiador inglés de la ciencia Joseph Needham a realizar una lista sobre los emperadores chinos que murieron por envenenamiento a causa de la ingestión de dichos elíxires. Finalmente una sucesión de muertes reales hicieron a los alquimistas y emperadores mas cuidadosos y la alquimia china desapareció. Talvés el pueblo chino adoptó el budismo que ofrecía formas más fáciles de lograr la inmortalidad.

Uno de los descubrimientos químicos más grandes fue la pólvora desarrollada en China (mezcla de salitre, azufre y carbón). Los chinos la conocían desde mucho antes que en occidente aunque estos la usaban para hacer fuegos artificiales. La pólvora llegó a Europa en el Siglo 13.

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Piedra FilosofalLos alquimistas de la edad media creían que para lograr la transmutación de metales como el plomo, sin gran valor, en oro o plata había que agregar y combinar una cantidad justa de Mercurio para lograr la transmutación. Por otro lado también pensaban que para que esta reacción se produzca tendría que ocurrirn se produzca tendría que ocurrir en presencia de un catalizador al que se llamó piedra filosofal. La historia de la alquimia es básicamente la búsqueda de este catalizador.

He aquí un tratado sobre la piedra filosofal de la edad media:

Pasos para lograr la Piedra Filosofal según autor anónimo de la edad media

Primera parte de la obra

Tomad doce partes del más puro menstruo de una hembra prostituida y una parte del cuerpo inferior perfectamente lavado, mezcladlo todo junto hasta que toda la materia sea amalgamada en un vaso ovalado y de cuello largo Pero es necesario añadir primero al cuerpo dos o cuatro partes del menstruo, y dejarlo reposar aproximadamente durante quince días, tiempo en el que se realiza la disolución del cuerpo.

Tomad después esta materia y estrujadla para extraer de ella el menstruo, que guardaréis sobre el cuerpo que quedará tras la compresión, añadiréis una o dos partes de nuevo menstruo, y lo dejaréis reposar aún ocho días, después de los cuales procederéis como al principio, reiterando en lo mismo hasta que todo el cuerpo sea llevado a agua.

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Todas estas operaciones se harán a fuego lento de cenizas y con el vaso bien cerrado (bouché avec de la carte).

Segunda parte de la obra

Tomad toda el agua de vida y colocadla en un vaso cerrado como el de antes, y con el mismo grado de fuego de cenizas, que es el primer grado de fuego, cada ocho días se formará una piel negra que flotará en la superficie y que es la cabeza del cuervo, la cual mezclaréis con el polvo negro depositado en el fondo del vaso, después de haber tirado por inclinación el agua de vida.

Volveréis a colocar esa agua en el vaso y volveréis a proceder del mismo modo, hasta que ya no se forme más negrura.

Tercera parte de la obra

Tomad toda la cabeza de muerto que habéis amasado y colocadla en el huevo filosófico a fuego de cenizas de encina, y sellad herméticamente su orificio, pero usad una sola pasta en las junturas de las dos partes del huevo a fin de que pueda ser abierto con facilidad.

Durante los primeros ocho días, más o menos, no daréis más de beber a vuestra tierra negra y muerta, porque está aún embrque está aún embriagada de humedad. Después, cuando haya sido desecada y alterada, la abrevaréis con agua de vida en igual peso. Abriendo el vaso a este efecto, mezcladlo bien y, a continuación, lo volvéis a cerrar y lo dejáis reposar, no hasta que sea totalmente desecado, sino sólo hasta la coagulación; continuad después imbibiendo hasta que la materia haya absorbido toda el agua.

Cuarta parte de la obra

Tomad después esta materia y colocadla en un huevo a fuego de segundo grado, dejándola así durante algunos meses hasta que finalmente, después de haber pasado por diversos colores, se vuelva blanca.

Quinta parte de la obra

Una vez la tierra sea blanca, tendrá una potencia apropiada para recibir la semilla, a causa de la fecundidad que ha adquirido por las operaciones precedentes. Tomad pues esta tierra, después de haberla pesado, y divididla en tres partes. Tomad una parte de fermento, cuyo peso sea igual a una de las partes de vuestra materia dividida y cuatro partes del menstruo de la hembra prostituida, y haced una amalgama con el fermento laminado, como antes, y con el menstruo, y haced la disolución a calor lento durante catorce días,r lento durante catorce días, hasta que el cuerpo sea reducido a una cal sutil, pues aquí no se busca el agua de vida.

Tomad después el menstruo con la cal del cuerpo y las tres partes de vuestra tierra blanca, y haced con todo esto una amalgama en un mortero de mármol, amalgama que pondréis en un vaso de cristal a fuego de segundo grado durante un mes.

Finalmente, dadle al fuego su tercer grado hasta que la materia se vuelva muy blanca, y su aspecto será como el de una masa grosera y dura como la piedra pómez, pero pesada.

Hasta aquí llega la operación de la piedra al blanco. Para hacer la piedra al rojo se debe operar de la misma manera, pero al final es necesario someterlo a fuego de tercer grado durante más tiempo y de forma más vehemente que para la pie vehemente que para la piedra al blanco.

Sexta parte de la preparación de la piedra para hacer la proyección

Son muchos los que han hecho la piedra desconociendo, sin embargo, la manera de hacer la preparación para hacer la proyección. Y, sin embargo, la piedra hecha y acabada no hace ninguna transmutación si no se hace que tenga ingreso en los cuerpos. Por ello, romped vuestra piedra a trozos, moledla y colocadla en un vaso bien enlutado hasta el cuello para que pueda soportar un gran fuego, como el de cuarto grado, y sometedlo a fuego de carbón tan fuerte que la arena alcance una temperatura tal que al lanzar sobre ella unas gotas de agua se oiga un ruido, y tan fuerte que no sea posible tocar con la mano el cuello del vaso que está sobre la arena a causa de su gran calor.

Mantened vuestro vaso en este grado de fuego hasta que vuestra materia se convierta en un polvo muy sutil y muy ligero, cosa que, de ordinario, ocurre en el espacio de un mes y medio.

Séptima y última parte del aumento y multiplicación de la piedra

Una vez hayáis hecho la piedra, la podéis multiplicar hasta el infinito sin necesidad de volver a hacerla de nuevo.

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Una vez tengáis la piedra hecha y acabada por la quinta parte de la operación, tomaréis la mitad de ella para usarla en la preparación necesaria para la proyección, y la otra mitad la guardaréis para multiplicarla.

Pesad pues esta parte, y si pesa tres partes, tomad una parte, pero no del menstruo, sino del agua de vida. Tendréis de este modo cuatro partes que pondréis en un huevo a fuego de segundo grado durante un mes, después del cual pasaréis al tercer grado del fuego hasta el final, como ya hemos enseñado antes en la quinta parte de la operación.

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El Cinabrio en la AlquímiaSegún los alquimistas de la edad media una sustancia puede transformarse en otra simplemente añadiendo y sustrayendo elementos en las propiedades adecuadas. Se creía que el Mercurio era el elemento el que confería las propiedades metálicas a los elementos y Creían que todos los metales estaban formados por diferentes combinaciones de mercurio y azufre, que era el que convertía a las sustancias en combustibles y corroía los metales.

rroía los metales.

A partir de esto dedujeron que agregando y combinando mercurio y azufre en cantidades adecuadas con un metal base como el plomo, éste transmutaría en oro o plata.

En la tabla periódica figura con las letras Hg ya que los romanos lo llamaban hidragyrum que significa plata líquida

Tratado anónimo de la edad media acerca de la de la preparación y purificación del mercurio.

"Tomad, pues, vuestro mercurio, y purificadlo bien pasándolo a través de un lienzo plegado tres veces, cosa que haréis varias veces hasta que aparezca puro como el agua límpida y cristalina.

Nosotros rechazamos todas las demás formas de purificar el mercurio, como aquellas que lo purifican mediante el vinagre, la sal, la orina, la cal viva, el vitriolo y otros corrosivos que destruyen la humedad del mercurio en lugar de exaltarla, y que más que ser útiles, estorban."

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Alquimia en la Edad MediaLos sucesores de los griegos en el estudio de las substancias fueron los alquimistas medievales, aunque sumergidosquimistas medievales, aunque sumergidos en la magia y la charlataneria, llegaron a conclusiones más razonables y verosímiles que las de aquéllos, ya que por lo menos manejaron los materiales sobre los que especulaban.

Durante la edad media, especialmente entre los siglos 5 y 15, la ciencia fue oscurecida por las inquietudes religiosas. Sin embargo, en el siglo 7 la ciencia reapareció con los árabes, quienes habían acumulado los

antiguos conocimientos de los egipcios y de la filosofía antigua griega a través de la escuela alejandrina, fundando una práctica: la alquimia, el precedente de la química.

La alquimia europea fue heredada de los árabes de esta forma:

1º- La influencia árabe penetró en occidente primero por España: el califato de Córdoba alcanzó su apogeo durante los reinados de Abderramán II (912-961) y de al-Hákam II (961-976). Se crearon escuelas y bibliotecas que atrajeron a los estudiantes de todo el mundo mediterráneo. Según la tradición, el monje Gerbert, más tarde papa con el nombre de Silvestre II (999-1003), fue el primer europeo que conoció las obras alquímicas escritas por los árabes, aunque persor los árabes, aunque personalmente fuera sobre todo teólogo y matemático.

2º- Pero fueron principalmente las Cruzadas las que pusieron al occidente en relación con la civilización árabe y despertaron vivo interés por la ciencia oriental. Observemos también que Scicilia constituye un nexo entre Oriente e Italia: el astrólogo Miguel Escoto dedicó su De Secretis (1209), obra en la cual las teorías alquimistas estaban extensamente desarrolladas, a su maestro el emperador Federico II de Hohenstaufen.

La alquimia comenzó a ponerse de moda en occidente a mediados del siglo 12, época en la cual fue traducida del árabe al latín la obra conocida con el nombre de Turba philosophorum (la turba de filósofos). Las traducciones del árabe aumentaron progresivamente y suscitaron en el siglo 13 una extraordinaria boga literaria de la alquimia.

Los alquimistas consideraron los metales como cuerpos compuestos, resultantes de 2 propiedades comunes: el mercurio, que era lo metálico, y el azufre, que era lo combustible. Posteriormente consideraron un tercer principio, la sal, identificada con la solidez y la solubilidad. Estos principios alquimistas sustitutyeron durante la Edad Media a los yeron durante la Edad Media a los elementos de la filosofía helénica. Una idea inmediata fue la posibilidad de conseguir la transmutación de los metales, mediante la combinación de esos tres principios, pero esta transmutación sólo podía ser factible en prescencia de un catalizador al que se llamó piedra filosofal. La historia de la alquimia es básicamente la búsqueda de la piedra filosofal. Por otra parte los alquimistas confundidos con magos y brujos, sufrieron persecución por parte de las autoridades religiosas.

Tratando de explicar las diversas propiedades de las sustencias, los alquimistas atribuyeron dichas propiedades a determinados elementos, que añadieron a la lista. Identificaron el mercurio como el elemento que confería propiedades metálicas a las sustancias, y el azufre, como el el azufre, como el que impartía la propiedad de la combustibilidad.

Según aquellos alquimistas, una sustancia puede transformarse en otra simplemente añadiendo y sustrayendo elementos en las propiedades adecuadas. Un metal como el plomo, por ejemplo, podía transformarse en oro agregándole una cantidad exacta de mercurio. Durante siglos prosiguió la búsqueda de la técnica adecuada para convertir en oro un "metal base" y en esto se basó toda la alquimia medieval. En este proceso, los alquimistas descubrieron sustancias mucho más importantes que el oro, tales como los ácidos minerales y el fósforo.

Los ácidos minerales: nítrico, clorhídrico y, especialmente sulfúrico; introdujeron una verdadera revolución en los experimentos de la alquimia. Éstas sustancias eran ácidos mucho más fuertes que el más fuerte conocido hasta entonces (el ácido acético o vinagre), y con ellos podían descomponerses las sustancias, sin necesidad de emplear altas temperaturas ni recurrir a largos períodos de espera.

El primer ácido mineral en descubrirse fue probablemente el ácido nítrico, hecho por la destilacacute;trico, hecho por la destilación de salitre, vitriolo y alumbre. El que presentó más dificultades fue el ácido sulfúrico, que era destilado del vitriolo o alumbre solos pero requería contenedores resistentes a la corrosión y el calor. Mucho más difícil fue el ácido clorhídrico que era destilado de sal somún o sal de amoníaco y vitriolo o alumbre.

De todas formas, pocos alquimistas se dejaron tentar por éstos importantes éxitos secundarios, para desviarse de lo que éllos consideraban su búsqueda principal. Muchos simulaban producir oro por medio de trucos de prestidigitación para ganar el apoyo financiero de los mecenas.

Los trabajos de los alquimistas de la Edad Media , aunque infructosos en el descubrimiento de la piedra filosofal y del elixir de la larga vida, y por tanto estériles, produjeron indudables progresos en la química de laboratorio, puesto que prepararon nuevas sustancias, inventaron aparatos útiles y desarrollaron técnicas empleadas más tarde por los químicos. Desde el punto de vista metodológico, se debe a los alquimistas una operación fundamental en química: la operación de pesar. Sus filtros exigí de pesar. Sus filtros exigían una dosificación minuciosa de los ingredientes que se mezclaban: así en sus laboratorios "fáusticos", los alquimistas eleboraron lo que más tarde iba a ser el método cuantitativo.

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Alquimia en el RenacimientoDurante el renacimiento alquimista se había convertido en químico y alquimia había pasado a ser la ciencia llamada Química. Surgió un nuevo interés por las teorías griegas sobre el tema. Las investigaciones realizadas por los alquimistas de la edad media fueron usadas para fundar las bases de la química moderna. El conocimiento químico se amplió considerablemente y los científicos comenzaron a explicar el universo y sus fenómenos por medio de la química.

Comienzan a aparecer obras qúimicas en el sentido moderno de las palabra. Por otro lado la alquimia alcanza su apogeo, y se asocia cada vez más con la cábala, la magia y la teosofía

Todos los conocimientos químicos desarrollados durante la edad media comenzaron a ser vistos desde otra perspectiva mas científica yrspectiva mas científica y se formaron las bases sobre las cuales la química moderna se apoya. Sin embargo muchos químicos aceptaron algunas doctrinas de la época como marco de trabajo lo cual retrasó el desarrollo de la química aunque esta avanzó a grandes pasos durante ésta época.

En el brillante nacimiento de esta ciencia, uno de los primeros genios fue Robert Boyle, quien formuló la ley de los gases que hoy lleva su nombre. En su obra "El Químico Escéptico" (1661), Boyle fue el primero en establecer el criterio moderno por el cual se define un elemento: una sustancia básica puede combinarse con otros elementos para formar compuestos y que por el contrario éstas no pueden descomponerse en una sustancia más simple.

Sin embargo, Boyle conservaba aún cierta perspectiva medieval acerca de la naturaleza de los elementos. Por ejemplo creía que el oro no era un elemento y que podía formarse de algún modo a partir de otros metales. Las mismas ideas compartía su contemporáneo Issac Newton, quien dedicó gran parte de su vida a la alquimia.

Un siglo después de Boyle, los trabajos prácticos realizados por los químicos empezados por los químicos empezaron a poner de manifiesto que sustancias podían descomponerse en otras más simples y cuales no. Henry Cavendish demostró que el Oxígeno se combina con el hidrógeno para formar el agua, de modo que ésta no podía ser un elemento. Más tarde, Lavoisier descompuso el aire (que se suponía en ese entonces un elemento), en oxígeno y nitrógeno. Se hizo evidente que ninguno de los elementos de los griegos eran tales según el criterio de Boyle.

En cuanto a los elementos de los alquimistas, el mercurio y el azufre resultaron serlo en el sentido de Boyle. También lo eran el hierro, el estaño, el plomo, el cobre, la plata, el oro y otros no metálicos como el fósforo, el carbono y el arsénico. El elemento de Paracelso, la sal, fue descompuesto en dos sustancias más simples.

Desde luego, el que un elemento fuera definido como tal dependía del desarrollo alcanzado por la química en esa época. Mientras una sustancia no pudiera descomponerse usando las técnicas disponibles debía seguir siendo considerada como un elemento. Por ejemplo, la lista de 33 elementos formulada por Lavoisier incluía entre otros, los óxidos de cal y magnesio. Peroxidos de cal y magnesio. Pero catorce años después de la muerte de Lavoisier en la guillotina durante la Revolución Francesa, el químico inglés Humphry Davy, empleando una corriente eléctrica para escindir las sustancias, descompuso la cal en oxígeno y en un nuevo elemento, el calcio; hizo lo mismo con el óxido de magnesio obteniendo oxígeno y un nuevo elemento: el magnesio.

A pesar del gran giro de esta ciencia en el renacimiento, todavía quedaba el gran objetivo de hacer oro en estudio, fenómeno que recien fue desaprovado científicamente en el siglo 19. Al estar basado el poderío de un país en la cantidad de oro que poseía en La metrópolis de la Alquimia, Praga, los emperadores Maximiliano II y Rodolfo II financiaban y entretenían a todos los alquimistas de Europa paraimistas de Europa para mantenerlos en su poder y de poderse hacer oro ellos serían los dueños de éste.

Esto no Era una ventaja para los alquimistas. En 1595 Edward Kelley, alquimista inglés junto con John Dee, famosos astrólogo, alquimista y matemático, perdieron su vida en un intento de escapar de Rudolf II. En 1603 Christian II torturó a Scotsman Alexander Seton quien había viajado por Europa haciendo transmutaciones. La situación era complicada ya que los alquimistas estaban dejando la transmutación o la medicina para convertirse en religiosos y científicos de las teorías griegas.

Entre los libros más influyentes que aparecieron en esa época había trabajos prácticos sobre minería y metalurgia. Esos tratados dedicaban mucho espacio a la extracción de los metales valiosos de las menas, trabajo que requería el uso de una balanza o una escala de laboratorio y el desarrollo de métodos cuantitativos (véase Análisis químico). Los especialistas de otras áreas, especialmente de medicina, empezaron a reconocer la necesidad de una mayor precisión. Los médicos, algunos de los cuales eran alquimistas, necesitaban saber el peso o volumen etaban saber el peso o volumen exacto de la dosis que administraban. Así, empezaron a utilizar métodos químicos para preparar medicinas.

Esos métodos fueron promovidos enérgicamente por el excéntrico médico suizo Theophrastus von Hohenheim, conocido como Paracelso. Al crecer en una región minera se había familiarizado con las propiedades de los metales y sus compuestos, que según él eran superiores a los remedios de hierbas utilizados por los médicos ortodoxos. Paracelso pasó la mayor parte de su vida disputando violentamente con los médicos de la época, y en el proceso fundó la ciencia de la iatroquímica (uso de medicinas químicas), precursora de la farmacología. Él y sus seguidores descubrieron muchos compuestos y reacciones químicas. Modificó la vieja teoría del mercurio-azufre sobre la composición de los metales, añadiendo un tercer componente, la sal, la parte terrestre de todas las sustancias. Declaró que cuando la madera arde "lo que se quema es azufre, lo que se evapora es mercurio y lo que se convierte en cenizas es sal". Al igual que con la teoría del azufre-mercurio, se refería a los principios, no a las sustancias materiales que respustancias materiales que responden a esos nombres. Su hincapié en el azufre combustible fue importante para el desarrollo posterior de la química. Los iatroquímicos que seguían a Paracelso modificaron parte de sus ideas más extravagantes y combinaron las fórmulas de él con las suyas propias para preparar remedios químicos. A finales del siglo XVI, Andreas Libavius publicó su Alchemia que organizaba el saber de los iatroquímicos y que se considera a menudo como el primer libro de química.

En la primera mitad del siglo XVII empezaron a estudiar experimentalmente las reacciones químicas, no porque fueran útiles en otras disciplinas, sino más bien por razones propias. Jan Baptista van Helmont, médico que dejó la práctica de la medicina para dedicarse al estudio de la química, utilizó la balanza en un experimento para demostrar que una cantidad definida de arena podía ser fundida con un exceso de álcali formando vidrio soluble, y cuando este producto era tratado con ácido, regeneraba la cantidad original de arena (sílice). Esos fueron los fundamentos de la ley de conservación de la masa. Van Helmont demostró también que en ciertas reacciones se liberaba un fluido a&eacutse liberaba un fluido aéreo. A esta sustancia la llamó gas. Así se demostró que existía un nuevo tipo de sustancias con propiedades físicas particulares.

En el siglo XVI los experimentos descubrieron cómo crear un vacío, algo que Aristóteles había declarado imposible. Esto atrajo la atención sobre la antigua teoría de Demócrito, que había supuesto que los átomos se movían en un vacío. El filósofo y matemático francés René Descartes y sus seguidores desarrollaron una visión mecánica de la materia en la que el tamaño, la forma y el movimiento de las partículas diminutas explicaban todos los fenómenos observados. La mayoría de los iatroquímicos y filósofos naturales de la época suponían que los gases no tenían propiedades químicas, de aquí que su atención se centrara en su comportamiento físico. Comenzó a desarrollarse una teoría cinético-molecular de los gases. En esta dirección fueron notables los experimentos del químico físico británico Robert Boyle, cuyos estudios sobre el 'muelle de aire' (elasticidad) condujeron a lo que se conoce como ley de Bo a lo que se conoce como ley de Boyle, una generalización de la relación invrsa entre la presión y el volumen de los gases.

A finales del renacimiento con el nacimiento de la química moderna, la alquimia se había transformado en una ciencia con objetivos religiosos ocupando su lugar la química moderna que llevaría a cabo descubrimientos sorprendentes durante los siglos 18, 19 y 20.

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ParacelsoMédico y alquimista suizo nacido en 1493. Estableció el rol de la química en la medicina. Publicó el gran libro de la cirugía en 1536 y una descripción clínica de la sífilis en 1530.

Hijo de un medico y químico, su madre murió cuando era muy joven por lo que se mudaron al sur de Austria donde su padre le enseñó la teoría y práctica de la química. El joven Paracelso aprendió de los mineros de la zona mucho acerca de los metales y se preguntó si algún día descubriría la forma de transformar el plomo en oro.

En 1507, a los 14 años, se unió a un grupo de jóvenes qute; a un grupo de jóvenes que viajaban por Europa en busca de grandes profesores en las universidades. Asistió a varias universidades quedando decepcionado con la educación tradicional.

Decía que las universidades no enseñaban todas las cosas que deberían por lo que un médico debía concurrir a gitanos, magos, sabios, ancianos para aprender cosas de ellos. Un doctor debe ser un viajero, la sabiduría es la experiencia.

Se dice que se graduó en 1510 en la universidad de Viena a los 17 años pero se cree que se graduó en la Universidad de Ferrara en 1516 (los archivos universitarios de ese año no se han encontrado). En Ferrara era libre de criticar la creencia de que los astros controlaban las partes del cuerpo humano.

No era un hombre de establecerse hombre de establecerse en un lugar por toda la vida por lo que luego de recibirse paso su vida en casi toda Europa. Participó como cirujano en las guerras holandesas. Pasó por Rusia, Lituania, Inglaterra, Escocia, Hungría, e Irlanda.

En sus últimos años su espíritu viajero lo llevó a Egipto, Arabia, Constantinopla. Por cada lugar que visitaba aprendía algo sobre la alquimia y medicina.

Luego de viajar por 10 años, regresó a Austria en 1524 donde descubrió que era famoso por muchas curas milagrosas que había desarrollado. Se convirtió en El Gran Paracelso a los 33 años y fue designado como el médico del pueblo y conferenciante de la universidad de Basel y estudiantes de toda Europa concurrían a sus conferencias. No sólo invitaba a estudiantes sino a todo aquel al que le interesara el tema. Las autoridades se escandalizaron por su amplia invitación.

3 Semanas después, rodeado por una multitud de estudiantes que lo apoyaban quemó los libros de Avicenna (el príncipe de los médicos de Arabia) y los de Galen (médico griego) en frente de la universidad.

Alcanzó la cima de su carrera en Basel. Su fam cima de su carrera en Basel. Su fama se difundió por todo el mundo conocido. Escribió acerca del poder para curar de la naturaleza y como tratar heridas. Decía que si uno prevenía la infección de una herida esta se curaría por sí misma. Atacó severamente muchas de las prácticas médicas erróneas de la época y descalificó a las píldoras, infusiones, bálsamos, soluciones, etc. Como tratamientos médicos.

Su triunfo en Basel duró menos de un año y había ganado muchos enemigos. Era visto como un mentecato por los profesionales de la época. De repente se vio obligado a huir a Alsacia. Pasó varios años viviendo con amigos y revisó viejos tratados y escribió nuevos. Con la publicación del Gran Libro De La Cirugía ganó nuevamente la fama perdida y aún más. Se volvió un hombre rico.

En mayo de 1538, en la cima de su segundo período de gloria volcó a Austria a ver a su padre y descubrió que había muerto 4 años antes. En 1541 Paracelso murió a los 48 años de edad en circunstancias misteriosas.

Logros de Paracelso:

Sus descfont>

Sus descubrimientos médicos fueron muy importantes. En 1530 escribió la mejor descripción clínica de la sífilis de la época aprobando el tratamiento de ésta enfermedad por medio de la ingestión de pequeñas cantidades de mercurio cuidadosamente medidas. Afirmó que la enfermedad de los mineros (Silicosis) era resultado de la inhalación de vapores de los metales y no una venganza de los espíritus de las montañas. Fundó las bases de la homeopatía moderna.

Fue el primero en conectar las paperas con la ingestión de agua con metales (en gral. Plomo). Y realizó numerosos remedios para numerosas enfermedades.

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Teoría del FlogistoA fines del siglo 17 los químicos alemanes Johann Becher y Georg Stahl plantearon una sustancia hipotética que representaba la inflamabilidad que usaron para explicar el fenómeno de la combustión. La teoría del flogisto planteaba que toda sustancia inflamable contiene flogisto y durante la combustión esta sustancia perdía el flogisto hasta que se detenía. El mercurio, por que se detenía. El mercurio, por ejemplo aumenta de peso surante la combustión por lo que se le asigno al flogisto un peso negativo. Se pensaba que el carbón o el azufre estaban formados exclusivamente por flogisto y de ahí derivaba su extrema combustibilidad. El químico Ingles Joseph Priestley realizó experimentos con combustiones y comprobó que lo que hoy llamamos oxígeno era necesario para la combustión, pero describió a este gas como aire deflogistizado. La teoría del flogisto comenzó a tambalear con el químico francés Antoine Lavoisier quien descubrió que la combustión es una reacción en la cual el oxígeno se combina con otra sustancia. Para el año 1800 la teoría del flogisto había sido desaprobada por todos los químicos reconociendo como válido el experimento de Lavoisier.

La teoría del flogisto planteaba la siguiente fórmula:

metal (en combustión) à Cal + flogisto.

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Lavoisier Antoine Laurent de (1734-1794)Químico francés. Se le Atribuye el descubrimiento del oxígeno y se lo conside del oxígeno y se lo considera uno de los fundadores de la química moderna. Estableció la ley de conservación de la materia y demostró que el aire está compuesto por oxígeno y nitrógeno. Sostuvo que la respiración no es una simple combustión del carbón, sino que contiene hidrógeno quemado con formación de vapor de agua, descubriendo así que los seres vivos utilizan el oxígeno del aire para la combustión de los alimentos, la cual produce energía. Realizó importantes trabajos sobre la nomenclatura química. Colaboró con Laplace en una serie de experimentos para determinar los calores específicos en cierto número de sustancias.

Durante la Revolución Francesa fue condenado por el tribunal revolucionario y ejecutado en la guillotina.

Es considerado por muchos como el Newton de la química. Desarrolló nuevos métodos que hicieron posibles análisis y descubrimientos más precisos. Decía que sólo cuando los cuerpos eran analizados en las sustancias que los componen, sólo en ése caso, sería posible clasificarlos. Fue quizás el investigador más decisivo en la conformación de la químicrmación de la química.

Lavoisier fue quien derribó la teoría del flogisto y fundó la química moderna. En 1774 reemprende un análisis del aire y descubre que está formado por 2 "aires" distintos. Uno que mantiene las combustiones y otro en el cual los seres vivos mueren por asfixia (experimentó con ratones). Realiza la síntesis del agua. También separó al aire en sus componentes al agua sumergiendo en esta un hierro al rojo vivo. Lo llevó a cabo en público y sus mediciones eran extremadamente precisas para la época.

La importancia de Lavoisier es que fue el primero en usar muchas de las técnicas de investigación de hoy en día, que, para su tiempo eran novedosas. Derribó la teoría del flogisto hasta ese momento acepta ese momento aceptada por todos los químicos y que era errónea.

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La Química del Siglo 18La química del siglo 18 se basó en interacción entre las substancias y la formación de nuevas substancias desde un punto de vista totalmente científico. Tomó mucho de sus problemas y puntos de vista de la óptica, mecánica de la luz y nociones de química médica.

En esa época, aproximadamente, otra observación hizo avanzar la comprensión de la química. Al estudiarse cada vez más productos químicos, los químicos observaron que ciertas sustancias combinaban más fácilmente o tenían más afinidad con un determinado producto químico que otras. Se prepararon tablas que mostraban las afinidades relativas al mezclar diferentes productos. El uso de estas tablas hizo posible predecir muchas reacciones químicas antes de experimentarlas en el laboratorio.

Todos esos avances condujeron en el siglo XVIII al descubrimiento de nuevos metales y sus compuestos y reacciones. Comenzaron a desarrollarse m&ciones. Comenzaron a desarrollarse métodos analíticos cualitativos y cuantitativos, dando origen a la química analítica. Sin embargo, mientras existiera la creencia de que los gases sólo desempeñaban un papel físico, no podía reconocerse todo el alcance de la química.

El estudio químico de los gases, generalmente llamados 'aires' empezó a adquirir importancia después de que el fisiólogo británico Stephen Hales desarrollara la cubeta o cuba neumática para recoger y medir el volumen de los gases liberados en un sistema cerrado; los gases eran recogidos sobre el agua tras ser emitidos al calentar diversos sólidos. La cuba neumática se convirtió en un mecanismo valioso para recoger y estudiar

gases no contaminados por el aire ordinario. El estudio de los gases avanzó rápidamente y se alcanzó un nuevo nivel de comprensión de los distintos gases.

La interpretación inicial del papel de los gases en la química se produjo en Edimburgo (Escocia) en 1756, cuando Joseph Black publicó sus estudios sobre las reacciones de los carbonatos de magnesio y de calcio. Al calentarlos, estos compuestos desprendían un gas y dejaban un residuo de lo que Black llamaba magneiduo de lo que Black llamaba magnesia calcinada o cal (los óxidos). Esta última reaccionaba con el 'álcali' (carbonato de sodio) regenerando las sales originales. Así el gas dióxido de carbono, que Black denominaba aire fijo, tomaba parte en las reacciones químicas (estaba "fijo", según sus palabras). La idea de que un gas no podía entrar en una reacción química fue desechada, y pronto empezaron a reconocerse nuevos gases como sustancias distintas.

En la década siguiente, el físico británico Henry Cavendish aisló el 'aire inflamable' (hidrógeno). También introdujo el uso del mercurio en lugar del agua como el líquido sobre el que se recogían los gases, posibilitando la recogida de los gases solubles en agua. Esta variante fue utilizada con frecuencia por el químico y teólogo británico Joseph Priestley, quien recogió y estudió casi una docena de gases nuevos. El descubrimiento más importante de Priestley fue el oxígeno; pronto se dio cuenta de que este gas era el componente del aire ordinario responsable de la combustión, y que hacía posible la respiración animal. Sin embargo, su razonamiento fue que las sustancias combustibles ardían en&eac combustibles ardían enérgicamente y los metales formaban escorias con más facilidad en este gas porque el gas no contenía flogisto. Por tanto, el gas aceptaba el flogisto presente en el combustible o el metal más fácilmente que el aire ordinario que ya contenía parte de flogisto. A este nuevo gas lo llamó 'aire deflogistizado' y defendió su teoría hasta el final de sus días.

Mientras tanto, la química había hecho grandes progresos en Francia, particularmente en el laboratorio de Lavoisier. A éste le preocupaba el hecho de que los metales ganaban peso al calentarlos en presencia de aire, cuando se suponía que estaban perdiendo flogisto.

En 1774 Priestley visitó Francia y le comentó a Lavoisier su descubrimiento del aire deflogistizado. Lavoisier entendió rápidamente el significado de esta sustancia, y este hecho abrió el camino para la revolución química que estableció la química moderna. Lavoisier lo llamó 'oxígeno', que significa 'generador de ácidos'.

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La química del Siglo XIXA principiot>

A principios del siglo 19, al químico Inglés John Dalton contempló los elementos desde un punto de vista totalmente nuevo. Por extraño que parezca, esta perspectiva se remonta, en cierto modo a la época de los griegos quienes, después de todo, contribuyeron con lo que talvés sea el concepto simple más importante para la comprensión de la materia. Los griegos se planteaban la cuestión de si la materia era continua o discontinua, es decir si podía ser dividida y subdividida indefinidamente en un polvo cada vez más fino, o si, al término de este proceso se llegaría a un punto en el que las partículas fuesen indivisibles. Los griegos llamaron a éstas partículas átomos (no divisible).

La noción de átomos no fue nunca descartada de las escuelas occidentales. Dalton demostró que las diversas normas que regían el comportamiento de los gases podían explicarse tomando como base la naturaleza atómica de la materia. Según Dalton, cada elemento representaba un tipo particular de átomos, y cualquier cantidad de éste elemento estaba formado por átomos idénticos de ésta clase. Lo que distinguía a un elemento de otro era la natura un elemento de otro era la naturaleza de sus átomos. Y la diferencia básica entre los átomos radicaba en su peso. Así, los átomos de azufre eran más pesados que los de azufre y éstos más pesados que los de oxígeno, etc.

El químico italiano Amedeo Avogrado aplicó a los gases la teoría atómica y demostró que volúmenes iguales de un gas, fuese cual fuese su naturaleza, estaban formados por el mismo número de partículas. Es la llamada hipótesis de Avogrado. Al principio se creyó que estas partículas eran átomos; pero luego se demostró que estaban compuestas, en la mayor parte de los casos por grupos de átomos, llamados moléculas. Si una molécula contiene átomos de distintas clases es una molécula de un comolécula de un compuesto químico. Naturalmente era importante medir los pesos relativos de los distintos átomos, para hallar los pesos atómicos de las sustancias. Pero los pequeños átomos se hallaban muy lejos de las posibilidades ponderables del Siglo 19. Mas, pesando la cantidad de cada elemento separado de un compuesto químico y haciendo deducciones a partir del comportamiento químico de los elementos, se pudieron establecer los pesos relativos de los átomos. El primero en realizar este trabajo fue el químico sueco Jons Jacob Berzelius. En 1828 publicó una lista de pesos atómicos basados en dos patrones de referencia: uno, el obtenido al dar el peso atómico del oxígeno el valor 100, y el otro cuando el peso atómico del hidrógeno se hacía igual a 1.

El sistema de Berzelius no alcanzó inmediata aceptación; pero en 1860, en el 1er congreso internacional de química, celebrado en Karlsruhe (Alemania), el químico italiano Stanislao Canizzaro presentó nuevos métodos para determinar los pesos atómicos con ayuda de la hipótesis de Avogrado, menospreciada hasta entonces. describió sus teorías en forma tan convincente, que el mundo de la química quedmundo de la química quedó conquistado inmediatamente. Se adoptó como unidad de medida el peso el peso del oxígeno y no del hidrógeno puesto que el oxígeno podía ser combinado más fácilmente con los diversos elementos. El peso atómico del oxígeno fue medido convencionalmente, en 1850, por el químico belga Jean Servais Stas, quien lo fijó en 16, de modo que el peso del hidrógeno, el elemento más liviano, sería aproximadamente de 1.

A lo largo del Siglo 19 y pese a realizar múltiples investigaciones que implicaban la aceptación de las nociones de átomos y moléculas y a que, por lo general, los científicos estaban convencidos de su existencia, no se pudo aportar ninguna prueba directa de que fuesen algo más que simples abstracciones convenientes. Algunos destacados científicos, como el químico alemán Wilhelm Ostwald, se negaron a aceptarlos. Para él eran solamente conceptos útiles y no reales.

La existencia real de las moléculas la puso de manifiesto el movimiento browniano, que observó por primera vez, en 1827, el botánico escocés Robert Brown, quien comprobó que los granos de polen suspendidos en el ague polen suspendidos en el agua aparecían animados de movimientos erráticos. Al principio se creyó a que los granos de polen tenían vida; pero también se manifiesta este fenómeno en pequeñas partículas de sustancias colorantes totalmente inanimadas.

En 1863 se sugirió por primera vez que tal movimiento sería debido a un bombardeo desigual de las partículas por las moléculas de agua circundantes. En los objetos macroscópicos no tendría importancia una pequeña desigualdad en el número de moléculas que incidieran de un lado u otro. Pero en los objetos microscópicos, bombardeados quizá por sólo unos pocos centenares de moléculas por segundo, un pequeño exceso, por uno u otro lado, podría determinar una agitación perceptible. El movimiento al azar de las pequeñas partículas constituye una prueba casi visible de que el agua y la materia en general tienen partículas.

A medida que, durante el Siglo 19, fue aumentando la lista de elementos, los químicos empezaron a verse envueltos en una intrincada maleza. Cada elemento tenía propiedades distintas, y no daban con ninguna formula que permitiera ordenar aquella serie de elementos. denar aquella serie de elementos. Puesto que la ciencia tiene como finalidad el tratar de hallas un orden en un aparente desorden, los científicos buscaron la posible existencia de caracteres semejantes en las propiedades de los elementos.

En 1862, después de haber establecido Canizzaro el peso atómico como una de las más importantes herramientas de trabajo de la química, un geólogo francés, Aléxandre Émile Beguyer de Chancourtois, comprobó que los elementos se podían disponer en forma de tabla por orden creciente, según su peso atómico, de modo que los de propiedades similares se hallaran en la misma columna vertical. Dos años más tarde un químico británico, John Alexander Reina Newlands, llegó a disponerlos del mismo modo, independientemente de Beguyer. Pero ambos científicos fueron ignorados o ridiculizados. Ninguno de los dos logró ver impresas sus hipótesis. Muchos años más tarde, una vez reconocida universalmente la importancia

de la tabla periódica, sus investigaciones fueron publicadas al fin A. Newlands se le concedió inclusive una medalla.

El químico rudo Dimitri Ivanovich Mendeléiev fue reconocido, finalmente, como el invereconocido, finalmente, como el investigador que puso orden en la selva de los elementos. En 1869, él, y el químico alemán Julius Lothar Meyer, propusieron tablas de los elementos que, esencialmente, se regían por las ideas de Chancourtois y Newlands. Pero Mendeléiev fue reconocido por la ciencia , porque tuvo el valor y la confianza de llevar sus ideas más allá que los otros.

En primer lugar, la tabla periódica de Mendeléiev ( llamada periódica porque demostraba la repetición periódica de propiedades químicas similares) era más complicada que la de Newlands y más parecida a la que hoy estimamos como correcta. En segundo lugar, cuando las propiedades de un elemento eran la causa de que no conservara el orden establecido en función de su peso atómico, cambiaba resueltamente el orden, basándose en que las propiedades eran más importantes que el peso atómico.

Finalmente, y esto es lo más importante, cuando Mendeléiev no conseguía que los elementos encajaran bien en el sistema no vacilaba en dejar espacios vacíos en la tabla y anunciar, con lo que parecía un gran descaro, que faltaban por descubrir elementos los cuáles rellenarían los vac;les rellenarían los vacíos. Pero fue aún más lejos. Describió el elemento que correspondía a cada uno de los tres vacíos, utilizando como guía las propiedades de los elementos situados por encima y por debajo del vacío de la tabla. Aquí Mendeléiev mostrose genialmente intuitivo. Los tres elementos predichos fueron encontrados, ya en vida de éste por lo que pudo vivir el triunfo de su sistema. En 1875, el químico francés Lecoq de Boisbaudran descubrió el primero de dichos elementos al que llamó Galio. En 1879 el químico sueco Lars Fredrik Nilson encontró el segundo y lo llamó escandinio. Y en 1886, el químico alemán Clemens Alexander Winkler aisló el tercero y lo llamó Germanio. Los tres elementos mostraban casi las mismas propiedades que predijera Mendel&eque predijera Mendeléiev.

História de la química. 

 

 

 

 

 

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La química comienza cuando el hombre aprendió a utilizar el fuego para modificar las cosas en

su provecho, como para fabricar piezas de alfarería, cocinar alimentos y construir objetos

metálicos.

La química, considerada como ciencia, tiene su origen en las culturas mesopotámicas y

egipcias, unidas ambas en la Grecia Clásica. La generalización de la teoría de los cuatro

elementos: tierra, aire, agua y fuego de Empédocles (490-430

a.C.) por  Aristóteles  supuso un paso importante en el intento de explicar los(384-322

a.C.) fenómenos físico-químicos, fuera del gobierno de los astros o de los dioses. Aristóteles

modificó la teoría inicial, al concebir dichos elementos como combinaciones entre dos parejas de

cualidades opuestas e inconciliables entre sí: frío y calor, por un lado, y humedad y

sequedad, por el otro, con las cuales se pueden formar cuatro parejas diferentes y cada una de

ellas da origen a un elemento. Así:

FríoHumedad

Agua CalorHumedad

Aire:

FríoSequedad

Tierra CalorSequedad

Fuego:

De forma que la sustitución de una cualidad en un elemento por otra cualidad diferente da lugar

a la aparición de otro elemento distinto. Así, lasustitución en el elemento agua de la

cualidad humedad por la sequedad da origen a la conversión del agua en el elemento

tierra.

Estas ideas sencillas predominaron de una forma u otra a través de laAlquimia hasta el siglo

XVIII, en donde tuvo lugar la transformación de todos los saberes químicos en una

verdadera ciencia en el sentido moderno.

LA ALQUIMIA:

La Alquimia ocupa el estado intermedio entre el saber químico de la Grecia Antigua y los

cimientos de la química moderna en los siglos XVII-XVIII. Este largo viaje en la historia a través

de la Edad Media, con las aportaciones de la cultura árabe, parte de las explicaciones

aristotélicas de la transformación de unos elementos en otros.

La Alquimia se ocupa del pretendido arte de transformar los metales inferiores en oro mediante

el descubrimiento de la piedra filosofal. Con el tiempo, el objetivo inicial de la Alquimia de

encontrar la piedra filosofal, que convirtiese en oro todos los metales, se amplió a buscar

también el elixir que proporcionase la juventud eterna, y por tanto la inmortalidad.

El razonamiento alquimista era deductivo y se basaba en que todo era el resultado de

la  combinación e interacción de los principios alquimistas : el mercurio o principio de

fluidez, la sal con sus propiedades térreas y el azufre con sus propiedades favorecedoras de la

combustión. Estos tres principios podían proporcionar el oro.

Un hecho importante en el desarrollo de la Alquimia hacia la química, fue el que numerosos

médicos medievales insistieron en el uso de preparados químicos para tratar diversas

enfermedades.

El despegue de la ciencia química se inicia con la reforma en el ejército de la

medicina que intentó el profesor de medicina de la Universidad de Basilea,

Teophrastus  Bombastus von Hohenhein  (1493-1541), más conocido por Paracelso. Al

parecer su idea fundamental es que la vida es en esencia un proceso químico. Si es el hombre un

compuesto químico de los tres principios alquímicos admitidos: mercurio, azufre y sal,

entonces la buena salud sería una señal de que éstos se hallan mezclados en la proporción

correcta, mientras que la enfermedad demostrará que uno o más de estos son deficientes. Por

consiguiente, el tratamiento lógico será dosificar al paciente con lo que le falta en forma

conveniente para la asimilación. Tales consideraciones indujeron a Paracelso a abandonar las

hierbas y estractos principalmente usados por los médicos de su tiempo y a prescribir sales

inorgánicas en sus tratamientos. Hombre muy diferente a Paracelso fue el alemán y

contemporáneo suyo, George Bauer (1404-1555), que escribió con el nombre latinizado de

Agrícola. Su obra, De re Metallica, ha servido durante mucho tiempo como manual de Metalurgia,

al recoger todos los conocimientos prácticos sobre minería y metalurgia hasta entonces

conocidos.

La química desde el siglo XVIII hasta la actualidad:

Uno de los principales motores del desarrollo de la Química en el siglo XVIII fue el interés por el

aire en particular y por los gases en general. Surge así lo que se denomina Química

Neumática que permitió desvelar el misterio de la composición del aire, así como el

descubrimiento de sustancias gaseosas sumamente importantes.

El aire había sido considerado como un elemento químico hasta la época moderna. Se le

consideraba homogéneo e inerte.

Todos los gases conocidos hasta entonces eran “aires”.

En el siglo XVIII los gases pasan a tener una entidad propia y diferenciada, como los sólidos y

los líquidos, y planteaban su desafío a los químicos. Muchos de ellos dedicaron sus esfuerzos a

dilucidarlos.

Se descubrieron el dióxido de carbono, el oxígeno y el nitrógeno.

A partir del siglo XIX la química se inicia como ciencia experimental, pero es en el siglo

XX cuando se acelera su desarrollo científico, encontrándose hoy en día integrada muchas áreas

del conocimiento.

La química hoy día se ha ramificado en diversas áreas especializadas y es considerada como

la ciencia central, debido a que su campo de estudio es muy amplio y se halla entremezclado

con diferentes campos de la ciencia:ingeniería, medicina, informática, etc. Las principales

áreas de la química son: química analítica, química inorgánica,química orgánica,

bioquímica, fisicoquímica y química nuclear.

EL NACIMIENTO DE LA QUÍMICA EN LA PREHISTORIA

Desde sus orígenes, el hombre fue adquiriendo, los conocimientos necesarios para fabricar productos que hoy usamos, sin siquiera pensar de donde salieron.

El hombre primitivo fue explorador de su territorio, tocaba y apreciaba la textura de cada cosa, las olía y producía ruido sobre ellas. El hombre cavernícola cazaba su presa y comía la carne cruda, no le quedaba otra alternativa. Pero a medida que formaba comunidades, comenzó a sacar provecho de las propiedades de cada cosa, descubrió la manera en que podía utilizarlas mejor. Aprendió que la leña al quemarse producía calor; que al beber agua saciaba su sed.

En el pasado, los materiales que se usaron en las diferentes actividades humanas, han servido hoy para establecer ciertos periodos en la historia del hombre. Así la Edad de Piedra corresponde a la etapa anterior al uso de los metales, y los periodos que siguen, la Edad del Bronce y la Edad del hierro, comprenden la etapa en la que el hombre aprendió a extraer el cobre y el hierro de sus minerales.

Un Buen día, alguien arrojó al cobre caliente y fundido un misterioso polvo de color gris, y entonces surgió un metal más resistente: El Bronce. También de manera fortuita, algún otro, al calentar ciertas piedras rojizas sobre carbón de leña, logró obtener un nuevo metal: el Hierro. Los guerreros utilizaron el hierro para fabricar sus armas; sin embargo, la historia nos informa que el agresor, después de asestar sobre su enemigo un golpe rudo, tenía que enderezar la espada. El Problema del metal quedó resuelto cuando descubrieron nuevas aleaciones como el acero.

La química más antigua que conocemos es la metalurgia, el arte de tratar los metales, un conocimiento que mezcla la magia, la mística y la técnica de los pueblos antiguos.

EL CONOCIMIENTO DE LA MATERIA EN LAS CULTURAS ANTIGUAS

Cultura Arcaica Egipcia:

En el Egipto arcaico alcanzó un notable desarrollo la obtención de colorantes minerales y vegetales, de colas, ceras y barnices. Ello se refleja en un bajorrelieve del Imperio Nuevo procedente del templo de Kalabsa, en la frontera meridional del Alto Egipto, cuyos colores se han conservado durante más de tres mil años. El análisis químico ha demostrado que el rojo se obtuvo con limonita arcillosa quemada, el amarillo con ocre terroso compuesto por óxidos de hierro hidratados, el azul a partir de óxido de cobre y el verde, mezclando el amarillo y el azul.

Desde el tercer milenio antes de C., los egipcios explotaron los minerales auríferos, principalmente los de los yacimientos del norte de Nubia. La obtención de oro a partir de ellos se representa en una pintura mural de una tumba del siglo XV anterior a nuestra era. Los minerales se pulverizaban en morteros y molinos de piedra o pisoteándolos. Se lavaban y se colocaban en crisoles poco profundos sobre hornos de fundición, cuyo fuego atizaban esclavos mediante fuelles. Se añadía sal y plomo, eliminándose los residuos de plata al formarse cloruro argéntico que, junto al plomo, constituía las escorias. A los cinco días, el crisol se sacaba del fuego y el oro fundido se vertía en pequeñas vasijas en las que se enfriaba y solidificaba.

Cultura Clásica China:

La extraordinaria fecundidad técnica de la cultura clásica china ha motivado que sea llamada "cuna de los grandes descubrimientos de la humanidad". En la invención de la pólvora, mezclando salitre, azufre y carbón, se distinguen dos grandes etapas: a mediados del siglo IX se obtuvo pólvora "deflagrativa", que ardía con una combustión repentina, y dos centurias después, pólvora explosiva. A partir del XIII, el ejército chino utilizó cañones como el que aparece en un grabado del tratado de artillería de Ching Yü (1412), que lanzaban proyectiles esféricos de hierro fundido.

En el siglo I se fabricaba ya en China porcelana mediante el procedimiento de cocer caolín a unos 1.280 grados, consiguiendo por vitrificación un barniz traslúcido y totalmente impermeable. En una pintura de un atlas de la época de la dinastía Ch'ing (finales del siglo XVIII) aparecen los hornos tradicionales en los que se fabricaba.

La destilación del alcohol es otra técnica de invención china, expuesta en diversos tratados a partir del siglo VII, que fue después asimilada por el mundo islámico y el europeo. Una pintura del mismo atlas antes citado (finales del siglo XVIII) representa un alambique, en cuya base hay un horno alimentado con leña; en su interior hay un depósito de enfriamiento o condensador, al que llega agua fría a través de una tubería central; en la parte inferior izquierda, un tubo lleva la sustancia destilada a un recipiente.

Los importantes avances que la metalurgia china consiguió en fechas muy tempranas pueden ejemplificarse en el pleno desarrollo de la copelación a comienzos de la época de la dinastía Han (siglo III antes de C.), como procedimiento para el refino del oro y la plata, mediante su aleación con plomo y la oxidación posterior del plomo fundido para separarlo del metal precioso.

RENACIMIENTO EUROPEO

La principal rebelión total contra las ideas tradicionales en la Europa del Renacimiento fue la del médico Theophrastus Bombast von Hohenheim, llamado Paracelso, que vivió durante la primera mitad del siglo XVI. Basándose principalmente en las doctrinas alquimistas, desplazó a un segundo plano la teoría de los cuatro elementos y también la de los cuatro humores orgánicos. Formuló una visión dinámica del universo, del cuerpo humano y de sus enfermedades fundamentada en las tres "sustancias" alquímicas ("mercurius", "sulphur" y "sal") y en el "arqueo", fuerza vital específica que las ordenaba en el cuerpo del hombre.

Las técnicas minerometalúrgicas, de destilación y de ensayo de metales, las más importantes de carácter químico en la Europa de Renacimiento, se ilustran con tres obras clásicas españolas de primer rango: las de Álvaro Alonso Barba, Diego de Santiago y Juan de Arfe.

Minerometalurgia:

El principal motor del desarrollo técnico del beneficio de minerales en la España del Renacimiento fue la explotación de los yacimientos americanos de metales preciosos. La amplia serie de innovaciones que se inició con el método de amalgamación de minas de plata de Bartolomé de Medina (1555) culminó con el Arte de los metales (1640), de Álvaro Alonso Barba, tratado que las expuso sistemáticamente, aparte de incluir las inventadas por su autor. El grabado representa los "instrumentos que ha de tener el fundidor", entre los que destacan varias balanzas (A,B,C) y un juego de agujas (H) para realizar ensayos de metales preciosos con piedras de toque.

Destilación:

El laboratorio de destilación más importante de la Europa renacentista fue el instalado en El Escorial. Diego de Santiago fue el más destacado de los "destiladores de Su Majestad" que trabajaron en él. Publicó una Arte separatoria (1589), tratado en el que expuso sus aportaciones, entre ellas, un "destilatorio de vapor" de su invención. Los dibujos que figuran junto al libro representan dicho aparato y una de las grandes "torres de destilación" del laboratorio de El Escorial.

Ensayo de Metales:

La importancia económica que la determinación de la ley de las monedas tuvo en la España renacentista motivó que en sus cecas se instalaran los mejores medios técnicos de la época para el análisis químico cuantitativo. La principal figura en este campo fue Juan de Arfe

Villafañe, "ensayador" de la ceca de Segovia y autor de un Quilatador de plata, oro y piedras (1572), primer tratado sobre el tema impreso en Europa. Los grabados de la exposición representan su balanza de laboratorio, temprano ejemplo de la línea que conduciría a las modernas de precisión; al propio Arfe colocando una copela en la boca superior del hornillo, con la balanza a sus espaldas; y una redoma y otros recipientes para ensayar el oro con ácido nítrico, mediante la técnica llamada de "encuartación".

La Alquimia Europea:

La alquimia de la Antigüedad helenística y del Islam medieval, y a través de ésta, la china- sirvieron de punto de partida a la que se desarrolló en Europa desde la Baja Edad Media hasta finales del siglo XVII. Las fuentes expuestas ilustran sus textos y patrones de comunicación, sus doctrinas y sus aportaciones técnicas.

A diferencia de la ciencia académica, la subcultura científica en torno a la alquimia utilizó casi exclusivamente manuscritos no accesibles públicamente sino destinados a iniciados, utilizando por ello un lenguaje esotérico a base de complejas metáforas e imágenes que asocian las figuras técnicas con las alegóricas. Se expone la figura de un "horno y vasos de destilación", procedente de un manuscrito alquímico bajomedieval, y una página del titulado Splendor Solis (1582), en la que aparecen símbolos y alegorías de purificación y "renacimiento".

Solamente en el siglo XVII se imprimieron de forma habitual textos alquímicos. La más célebre compilación fue el Theatrum Chemicum impresa en Estrasburgo el año 1659. Sus cuatro volúmenes reúnen, por una parte, versiones latinas de los atribuidos a Hermes Trismegisto, divinidad grecoegipcia, fundador mítico de la ciencia y la técnica, y a Avicena (siglo XI) y otros autores árabes. Por otra, tratados bajo medievales falsamente atribuidos a grandes personalidades científicas de la época, como el alemán Alberto Magno, el mallorquín Ramón Lull y el valenciano Arnau de Vilanova, así como varias obras del catalán Joannes de Rupescissa, máxima figura de la alquimia de la Baja Edad Media.

Uno de los tratados apócrifos de Arnau de Vilanova aparece en el ejemplar expuesto censurado por la Inquisición: hay varias páginas cortadas y la mayor parte de otra está oculta por un fragmento de otro libro pegado en ella.

Aportes Técnicos:

Los alquimistas bajomedievales introdujeron en Europa y perfeccionaron numerosas técnicas. La obtención de alcohol etílico y el conocimiento de sus efectos como disolvente de las materias orgánicas permitió, por ejemplo, extraer de éstas su "quinta essencia", en la que se pensaba residían sus propiedades peculiares, y el hallazgo de los primeros ácidos minerales, entre ellos, el "aqua regia" (combinación de los ácidos nítrico y clorhídrico), permitió disolver las inorgánicas, incluído el oro. Instrumentos de laboratorio según las figuras de un manuscrito alquímico de la Baja Edad Media.

Los procesos químicos básicos fueron desarrollados por los alquimistas. Aparatos para la calcinacción, sublimación, degradación, solución, destilación, coagulación, fijación e incineración representados en la Alchemia (1545), de Geber, nombre supuestamente árabe que corresponde en realidad a un autor de la Europa latina.

Los alquimistas tardíos de la segunda mitad del siglo XVII realizaron todavía algunos hallazgos. El más notable fue el conseguido en 1669 por Hennig Brandt quien, en el curso de

sus experiencias con la orina, obtuvo una sustancia blanca y cérea que resplandecía en la oscuridad, convirtiéndose en el primer descubridor conocido de un elemento químico: el fósforo. La exposición contiene un cuadro de finales de la centuria siguiente que reconstruye el descubrimiento con sensibilidad prerromántica.

El Eclecticismo: Libavius

Entre los seguidores de una postura intermedia entre los paracelsistas y los partidarios de las ideas tradicionales sobresalió Andreas Libavius, que insistió en el trabajo de laboratorio y publicó un influyente tratado sistemático (1597). De éste proceden los grabados que representan el edificio y el plano de un "laboratorio ideal". Hay en él instalaciones destinadas a destilación (hh, ff), análisis cuantitativo (ee) y cristalización (O), así como para alquimia (H) y preparación de medicamentos químicos.

La Segunda Generación de Paracelsistas: Helmont

La gran figura de la segunda generación de paracelsistas, que desarrolló su actividad durante la segunda mitad del siglo XVII, fue Johann Baptist van Helmont. Realizó, entre otras, importantes investigaciones sobre los gases y las bases, creando el término "gas" y denominando "álcalis" a las lejías. Se expone un ejemplar de sus obras completas (1648), abierto por una lámina en la que figura su retrato. 

La Iatroquímica:

El sistema iatroquímico, vigente durante la segunda mitad del siglo XVII, asumió las interpretaciones paracelsistas, pero eliminando sus elementos panvitalistas y metafísicos, que sustituyó por el mecanicismo, el atomismo y el método científico inductivo. Palestra pharmacéutica chymico-galénica (1706) del iatroquímico español Félix Palacios, abierta por una de sus láminas sobre instrumentos de laboratorio y reproducción de su tabla de símbolos.

QUÍMICA Y FILOSOFÍA: Los Cuatro Elementos

Las explicaciones que solían dar los antiguos a los fenómenos que observaban al aplicar sus técnicas, se basaban principalmente en especulaciones filosóficas, astrológicas y místicas.. Al Pasar el tiempo el hombre comenzó a preguntarse seriamente sobre la naturaleza de la materia, de cómo estará compuesta, de a qué se deberán las distintas propiedades de las cosas, y muchas más interrogantes. De las primeras respuestas a estas interrogantes, nacieron las primeras teorías sobre la estructura y composición .

Una de estas teorías es la que hoy conocemos como la Teoría de Los Cuatro Elementos, tomada de Empédocles y perfeccionada por el gran filósofo griego Aristóteles, que tuvo vigencia hasta el siglo XVIII. Aristóteles afirma que toda experiencia se basa en definitiva, sobre cuatro cualidades: Lo cálido ; lo frío ; lo seco ; lo húmedo. Todo lo existente a nuestro alrededor, resulta de la combinación de estas cuatro cualidades. Entonces, si combinamos lo seco con el frío obtenemos la tierra, lo frío con lo húmedo resulta el Agua, lo húmedo con lo caliente el Aire y finalmente, lo caliente con lo seco, origina el fuego.

LA REVOLUCION QUIMICA

El Traité élémentaire de chimie de Antoine Lavoisier (1743-1794), se publicó en París en 1789 y representa la culminación de la química del siglo XVIII que llevó al abandono de la teoría del flogisto y al uso de nuevas concepciones sobre los elementos y la composición de los cuerpos. El grabado de la exposición contiene numerosas referencias al estudio de los gases, entre ellas la reducción del óxido de mercurio a través del calor producido por una lupa, experiencia utilizada por Joseph Priestley para aislar el oxígeno en la campana de gases.

El Texto de Lavoisier contiene la primera tabla de sustancias simples en sentido moderno. A pesar de ello, en el panel puede observarse la presencia en esta tabla sustancias que hoy consideramos compuestas, como la alúmina (óxido de aluminio), la cal o la sílice. Lavoisier las incluyó porque había sido incapaz de descomponerlas, aunque predijo que pronto dejarían de formar parte de las sustancias simples. También resulta sorprendente para un lector actual encontrar en esta tabla "sustancias simples" como la "luz" o el "calórico".

La Hipótesis Atómica de John Dalton:

La hipótesis atómica de John Dalton (1766-1844) fue formulada a principios del siglo XIX y marcó el comienzo del cálculo sistemático de pesos atómicos para todos los elementos. De este modo, podían explicarse las leyes de combinación establecidas durante estos años, como la ley de proporciones definidas de Luis Proust, la ley de proporciones múltiples del propio Dalton o la ley de proporciones recíprocas de Benjamin Richter (1762-1807), autor que también acuñó el término "estequiometría". En el panel puede contemplarse un retrato de Dalton y un cuadro en el que aparece este autor recogiendo "gas de los pantanos" (metano). También hemos reproducido una tabla de Dalton con símbolos atómicos de elementos y compuestos y una tabla de pesos atómicos.

Las ideas de Dalton no fueron universalmente aceptadas por los químicos del siglo XIX. Además de otros aspectos, para el cálculo de los pesos atómicos era necesario realizar algunas "hipótesis a priori" imposibles de comprobar durante estos años, lo que permitió el mantenimiento de la polémica durante un largo período de tiempo. Una prueba de ello es que sigamos utilizando la expresión "hipótesis de Avogadro" para designar la ley que afirma que volúmenes iguales de dos gases, en condiciones iguales de presión y temperatura, contienen el mismo número de moléculas. Cuando Amadeo Abogador, cuyo retrato aparece en el panel, y André Marie Ampère (1775-1836) formularon de modo independiente esta afirmación en los primeros años del siglo XIX, se trataba de una "hipótesis a priori", imposible de comprobar en la época. Sin embargo, su uso sistemático permitió a Stanislao Cannizaro (1826-1910) defender en el congreso de Karlsruhe en 1860 un sistema coherente de pesos atómicos. Los primeros valores de la "constante de Avogadro" fueron obtenidos por Joseph Loschmidt (1821-1895) en 1865, gracias al desarrollo de la teoría cinética de los gases, por lo que la IUPAC recomienda el símbolo L para esta constante.

La Química a Principios del Siglo XIX 

La química aplicada a las artes:

El libro de José María de San Cristóbal y José Garriga i Buach Curso de Química general aplicada a las Artes fue publicado en París en los años 1804 y 1805. Pensionados por el gobierno de Carlos IV para ampliar estudios de química en París, San Cristóbal y Garriga publicaron en la capital francesa esta obra, con la ayuda de otros pensionados, como Manuel Esquivel de Sotomayor, que realizó algunos de los grabados del libro. Se trata de una de las primeras de su género publicadas en castellano y supone un esfuerzo por aplicar la nueva química a la mejora de las "artes" (vidriería, metalurgia, tintes, etc.). Sólo se publicaron dos de los cuatro volúmenes previstos. El laboratorio que aparece en el grabado perteneció al químico francés Nicolas-Louis Vauquelin (1763-1829), uno de los profesores de química en París de los autores del libro. 

La química médica:

Mateu Josep Bonaventura Orfila i Rotger (1787-1853), que también obtuvo una pensión de estudios en París para estudiar química, es considerado habitualmente como el fundador de la toxicología moderna. Nació en Mahón, estudió química en la Universidad de Valencia y en la escuela de la Junta de Comercio de Barcelona, la cual le ofreció una pensión de estudios que le permitió viajar a París. Allí estudió química con Nicolas Vauquelin (1763-1829) y con Jacques Thenard (1777-1857) y se doctoró en medicina en la facultad de París, de la que llegó a ser decano. Desarrolló numerosos trabajos en el campo de la toxicología y la química médica y participó en la dirección del Journal de chimie médicale, de pharmacie et de toxicologie Su libro Éléments de chimie fue publicado por primera vez en 1817 en París y se convirtió en uno de los principales manuales de enseñanza de la química de la primera mitad del siglo XIX.

Historia de la química[ocultar]Época del descubrimiento de los elementos químicos

H

Li Be

Na Mg

K Ca

Rb Sr

Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy

Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf

Clave de colores:     Antes del 1500 (13 elementos): Antigüedad y Edad Media.     1500-1800 (+21 elementos): casi todos en el Siglo de las Luces.     1800-1849 (+24 elementos): revolución científica y revolución industrial.     1850-1899 (+26 elementos): gracias a la espectroscopia.     1900-1949 (+13 elementos): gracias a la teoría cuántica antigua y la mecánica cuántica.     1950-2000 (+17 elementos): elementos "postnucleares" (del nº at. 98 en adelante) por técnicas de bombardeo.     2001-presente (+4 elementos): por fusión nuclear.

Tabla periódica con los elementos coloreados según su época de descubrimiento. La tabla periódica es uno de los iconos más conocidos de la ciencia, y representa el núcleo de la química, al incorporar y relacionar sus principios fundamentales.

Ilustración de un laboratorio químico del siglo XVIII.

El alquimista descubriendo el fósforo (1771) deJoseph Wright.

La historia de la química abarca un periodo de tiempo muy amplio, que va desde la prehistoriahasta el presente, y está ligada al desarrollo cultural del hombre y su conocimiento de la naturaleza. Las civilizaciones antiguas ya usaban tecnologías que demostraban su conocimiento de las transformaciones de la materia, y algunas servirían de base a los primeros estudios de laquímica. Entre ellas se cuentan la extracción de losmetales de sus menas, la elaboración dealeaciones como el bronce, la fabricación decerámica, esmaltes y vidrio, las fermentaciones de la cerveza y del vino, la extracción de sustancias de las plantas para usarlas como medicinas o perfumes y la transformación de las grasas enjabón.

Ni la filosofía ni la alquimia, la protociencia química, fueron capaces de explicar verazmente la naturaleza de la materia y sus transformaciones. Sin embargo, a base de realizar experimentos y registrar sus resultados los alquimistas establecieron los cimientos para la química moderna. El punto de inflexión hacia la química moderna se produjo en 1661 con la obra de Robert Boyle, The Sceptical Chymist: or Chymico-Physical Doubts & Paradoxes (El químico escéptico: o las dudas y paradojas quimio-físicas), donde se separa claramente la química de la alquimia, abogando por la introducción del método científico en los experimentos químicos. Se considera que la química alcanzó el rango de ciencia de pleno derecho con las investigaciones de Antoine Lavoisier, en las que basó su ley de conservación de la materia, entre otros descubrimientos que asentaron los pilares fundamentales de la química. A partir del siglo XVIII la química adquiere definitivamente las características de una ciencia experimental moderna. Se desarrollaron métodos de medición más precisos que permitieron un mejor conocimiento de los fenómenos y se desterraron creencias no demostradas.

La historia de la química se entrelaza con la historia de la física, como en la teoría atómica, y en particular con la termodinámica desde sus inicios con el propio Lavoisier, y especialmente a través de la obra de Willard Gibbs.1

Índice

  [ocultar] 

1   Precedentes o 1.1   Metalurgia

1.1.1   Metalurgia del bronce 1.1.2   Metalurgia del hierro

o 1.2   La cerámica y el vidrio o 1.3   Transformaciones orgánicas de la Antigüedad

2   Teorías filosóficas de la Antigüedad Clásica o 2.1   Primeros atomistas

3   Alquimia o 3.1   Elementos y metales de la alquimia o 3.2   La piedra filosofal y el exoterismo o 3.3   Alquimia en el mundo islámico o 3.4   Problemas de la alquimia

4   Siglos XVII y XVIII: inicios de la química o 4.1   Robert Boyle o 4.2   Teoría del flogisto o 4.3   Descubrimientos o 4.4   Antoine Lavoisier o 4.5   Volta y su pila

5   Siglo XIX: resurgimiento de la teoría atómica o 5.1   John Dalton o 5.2   Jöns Jacob Berzelius o 5.3   Davy y la electrólisis o 5.4   Gay-Lussac y las leyes de los gases o 5.5   Amedeo Avogadro o 5.6   Inicios de la síntesis orgánica y su industria o 5.7   Congreso de Karlsruhe y sus antecedentes o 5.8   Espectroscopía y tubos de descarga o 5.9   Kekulé y la estructura orgánica o 5.10   Mendeléyev y la tabla periódica o 5.11   Josiah Willard Gibbs o 5.12   Van't Hoff y Arrhenius o 5.13   Descubrimientos de finales del siglo XIX o 5.14   Marie y Pierre Curie

6   Siglo XX: se desvela la estructura del átomo o 6.1   Ernest Rutherford y su modelo atómico o 6.2   Modelo atómico de Bohr o 6.3   Isótopos, protones, neutrones y modelo de Sommerfeld o 6.4   Gilbert N. Lewis o 6.5   Mecánica cuántica o 6.6   Química cuántica

o 6.7   Bioquímica y biología molecular o 6.8   Finales del siglo XX

7   Véase también o 7.1   Historias y cronologías o 7.2   Químicos eminentes

8   Notas 9   Referencias 10   Enlaces externos

Precedentes[editar]

El fuego fue la primera reacción química controlada por los humanos, aunque su naturaleza permaneció

siendo un enigma durante milenios.

La primera reacción química de importancia que controlaron los humanos fue el fuego. Hay restos datados hace alrededor de 500.000 años que atestiguan el dominio del fuego,2 al menos desde los tiempos del Homo erectus. Este logro se considera una de las tecnologías más importantes de la historia. No solo proporcionaba calor y luz para alumbrarse, o servía para despejar los bosques o de protección contra los animales salvajes, sino que fue la base para el control de otras reacciones químicas, como las derivadas de la cocción de los alimentos (que facilitaron su digestión y disminuían la cantidad de microorganismos patógenos en ellos) y más tarde de tecnologías más complejas como la cerámica, la fabricación de ladrillos, la metalurgia, el vidrio o la destilación de perfumes, medicinas y otras sustancias contenidas en las plantas. Aunque el fuego fuera la primera reacción química usada de manera controlada, las culturas antiguas desconocían su etiología. Durante milenios se consideró una fuerza misteriosa y mística capaz de transformar unas sustancias en otras produciendo luz y calor. Al igual que se desconocían las causas del resto de transformaciones químicas, como las relacionadas con la metalurgia, aunque se dominaran sus técnicas.

Metalurgia[editar]Artículo principal: Metalurgia

El primer metal empleado por los humanos fue el oro que puede encontrarse en forma nativa, por lo que no necesita transformaciones químicas. Se han encontrado pequeñas cantidades de oro en algunas cuevas de España usadas en elPaleolítico superior aproximadamente hace 40 000 años.3 La plata y el cobre también se pueden encontrar en forma nativa en pequeñas cantidades (además del estaño y el hierro meteórico que aparecen en cantidades exiguas) permitiendo un uso limitado de objetos metalísticos en las culturas antiguas.4 Las técnicas de esta metalurgia inicial se limitaban a fundir los metales con la ayuda del fuego para purificarlos y dar forma a los adornos o herramientas mediante moldes o cincelado. Pero los metales nativos son escasos y el uso de objetos metálicos no se generalizó hasta que se aprendió a extraer los metales a partir de sus minerales.

Metalurgia del bronce[editar]Artículos principales: Fundición y Edad del Bronce.

Mapa de la difusión de la metalúrgica del Bronce Antiguo. Cuanto más oscuro el marrón más antigua es

la producción de bronce en la región.

Algunos metales pueden obtenerse de sus menas simplemente calentando los minerales en una pira, principalmente el estaño y el plomo, y a mayores temperaturas, en un horno, el cobre; en un proceso dereducción conocido como fundición. Las primeras pruebas de extracción metalúrgica proceden del yacimiento de Çatalhöyük en Anatolia (Turquía), alrededor 6400 a. C.,5 y los yacimientos arqueológicos de Majdanpek,Yarmovac y Plocnik, los tres en Serbia, datados en los milenios V y VI a. C. También son notables las fundiciones de cobre encontradas en el yacimiento de Belovode,6 con objetos como un hacha de cobre del 5500 a. C. perteneciente a la cultura de Vinča.7 Se han encontrado más vestigios de los primeros usos de los metales, datados en el III milenio a. C., en otros lugares como Palmela (Portugal), Los Millares (España) yStonehenge (Reino Unido).

La capacidad de fabricar objetos de metal y la extensión de su uso revolucionó las sociedades antiguas.

Al principio los metales se usaban por separado o mezclados tal como se encontraban. Al mezclarse el cobre con estaño o arsénicointencionadamente se consiguieron metales de mejores cualidades, las aleaciones denominadas bronces. Con este avance tecnológico surgió la Edad del Bronce. La tecnología relacionada con el bronce fue desarrollada en el Oriente Próximo a finales del IV milenio a. C.,8 fechándose en Asia Menor antes del 3000 a. C.; en la antigua Grecia se comenzó a utilizar a mediados delIII milenio a. C.; en Asia Central el bronce se conocía alrededor del 2000 a. C. (en Afganistán, Turkmenistán e Irán), y poco después llegaría a China, desarrollándose durante la dinastía Shang. La Edad del Bronce no solo fue el periodo de mayor desarrollo de la metalurgia (en términos de expansión y diversidad) sino que influyó en muchos otros campos al extender el uso de objetos metálicos. La disponibilidad de herramientas y armas fabricadas con un metal más duro y resistente permitió el desarrollo de la agricultura y los grandes ejércitos, y se fomentaron las rutas comerciales para el intercambio tanto de los minerales escasos como de productos terminados. A partir de la Edad del Bronce los pueblos que consiguieron armas de aleaciones y metales más duros se impusieron a sus vecinos.

Metalurgia del hierro[editar]Artículo principal: Edad del Hierro e Historia de la siderurgia

La extracción del hierro de sus menas es mucho más difícil que la del cobre y el estaño, ya que requiere un proceso de fundición más complejo, que necesitacarbón (una fuente de CO) como agente reductor y mayores temperaturas, pero a cambio se consigue un metal más duro y tenaz que el bronce y mucho más abundante. A diferencia de la producción del bronce que se extendió por el Viejo Mundo a partir de un foco ubicado en el Oriente Próximo las técnicas de fundición del hierro podrían haberse desarrollaron multipolarmente en distintas partes del mundo. Existen restos arqueológicos con herramientas fabricadas con hierro sin níquel (prueba de que no es de origen meteórico)9 10 en Anatolia alrededor del 1800 a. C.,11 12 pero también se han encontrado herramientas del periodo comprendido entre el 1800 a. C. y 1200 a. C. en el valle del Ganges en la India,13 y en yacimientos en África datados alrededor de 1200 a. C.14 15 16 Las tecnologías siderúrgicas se extendieron desde el Mediterráneo hacia el norte a partir del 1200 a. C., llegando al norte de Europa alrededor del 600 a. C., más o menos en las mismas fechas en las que llegaron a China.17

La mayoría de los métodos de extracción y purificación de metales usados en la Antigüedad se describen en la obra de Plinio el Viejo, Naturalis Historia. Además de describir las técnicas intenta explicar los métodos y hace observaciones muy precisas sobre muchos minerales.

Además de sus usos cotidianos, los objetos de cerámica y vidrio formaron parte del material de

laboratorio desde la antigüedad. Alambique dedestilación del siglo XIII.

La cerámica y el vidrio[editar]Artículos principales: Cerámica y Vidrio.

Además de la metalurgia el uso del fuego proporcionó a los humanos otras dos importantes tecnologías derivadas de transformaciones físico-químicas, la cerámica y el vidrio, cuyo desarrollo ha acompañado al hombre desde la prehistoria hasta el laboratorio moderno. Los orígenes de la cerámica datan del Neolítico cuando el hombre descubrió que los recipientes hechos de arcilla, cambiaban sus características mecánicas e incrementaban su resistencia frente al agua si eran calentados en el fuego. Para controlar mejor el proceso se desarrollaron diferentes tipos de hornos, y cada cultura desarrolló sus propias técnicas y formas.

En Egipto se descubrió que recubriendo la superficie con mezclas de determinados minerales (sobre todo mezclas basadas en el feldespato y la galena) la cerámica se cubría con una capa muy dura, menos porosa y brillante, el esmalte, cuyo color se podía cambiar añadiendo pequeñas cantidades de otros minerales o variando las condiciones de aireación del horno. Estas tecnologías se difundieron rápidamente. En China se perfeccionaron las tecnologías de fabricación de las cerámicas hasta dar con la porcelana en el siglo VII. Durante siglos China mantuvo el monopolio en la fabricación de la porcelana, y en Europa se desconocía como fabricarla hasta el siglo XVIII gracias a Johann Friedrich Böttger.

Relacionado con el desarrollo de la cerámica, aparece el desarrollo del vidrio a partir del cuarzo y carbonato de sodio ocarbonato de potasio. Su desarrollo igualmente empezó en el Antiguo Egipto y fue perfeccionado por los romanos. Su producción masiva a finales del siglo XVIII instó al gobierno francés a premiar mediante concurso un nuevo método para la obtención del carbonato sódico ya que la fuente habitual (las cenizas de madera) no proporcionaba cantidades suficientes como para cubrir la creciente demanda. El ganador fue Nicolas Leblanc aunque su proceso cayó en desuso en favor del proceso de Solvay, desarrollado medio siglo más tarde, que impulsó enormemente el desarrollo de la industria química.

Transformaciones orgánicas de la Antigüedad[editar]

Las sociedades antiguas usaban un reducido número de transformaciones químicas naturales como las fermentaciones del vino, la cerveza o la leche. También conocían la transformación del alcohol en vinagre, que usaban como conservante y condimento. Las pieles se curtían y blanqueaban sumergiéndolas en orinaañeja o soluciones de palomina, gracias a que contienen urea y ácido úrico, respectivamente; la primera se transforma en amoniaco cuando se almacena largo tiempo, y también se usaba su capacidad blanqueante con las manchas persistentes de los tejidos.18 Además tenían conocimiento del proceso de saponificación; los primeros registros de fabricación de jabones datan de Babilonia alrededor del 2800 a. C.19

Teorías filosóficas de la Antigüedad Clásica[editar]

Esquema con los cuatro elementos griegos clásicos:

 fuego •   tierra •   aire •   agua

en relación con sus propiedades y los demás elementos.

Los filósofos intentaron racionalizar por qué las diferentes sustancias tenían diferentes propiedades (color, dureza, olor...), estaban en diferentes estados (gases, líquidos y sólidos) y reaccionaban de diferente manera ante los cambios del medio, por ejemplo frente al agua, el fuego o al ponerse en contacto con otras sustancias. Estas observaciones les impulsaron a postular las primeras teorías sobre la química y la naturaleza de la materia. Estas teorías filosóficas relativas a la química pueden encontrarse en todas las civilizaciones antiguas. Un aspecto común de todas ellas era el intento de encontrar un número reducido de elementos primarios que se combinarían entre sí para formar todas las demás sustancias de la naturaleza. Solía tratarse de sustancias conocidas como el agua, la tierra, la madera o el aire/viento, y formas de energía como el fuego o la luz, además de conceptos abstractos como el éter o el cielo. Varias civilizaciones diferentes coincidieron en muchos de estos conceptos, incluso entre culturas sin contacto, por ejemplo los filósofos griegos, indios, chinos y mayas consideraban que el agua, la tierra y el fuego eran elementos primarios, aunque cada una de estas culturas incluía uno o dos elementos diferentes más en su propio listado.

En la Grecia Clásica alrededor del 420 a. C. Empédocles afirmó que toda la materia estaba formada por cuatro sustancias elementales: tierra, fuego, aire y agua. En sintonía con esta creencia la escuela hipocrática sostenía que el cuerpo humano estaba formado por cuatro humores. Posteriormente Aristóteles añadió a los cuatro elementos clásicos el éter, la quintaesencia, razonando que el fuego, la tierra, el aire y el agua eran sustancias terrenales y

corruptibles, y que como no se percibían cambios en las regiones celestiales, las estrellas y planetas no debían estar formados por ellos sino por una sustancia celestial e inmutable.20 En sus obras Física y Metafísica Aristóteles desarrolla sus conceptos duales de «sustancia y accidente», «esencia y forma», «acto y potencia» para explicar los cambios de la naturaleza, incluidas las transformaciones de la materia. Sus ideas sobre la composición y transformaciones de la materia, y el resto del funcionamiento de la naturaleza, se convirtieron el las predominantes tanto en Occidente como en Oriente Medio, influyendo en sus culturas durante dos milenios.

Demócrito fue el filósofo atomistagriego más renombrado.

Primeros atomistas[editar]

Las teorías iniciales sobre el atomismo se remontan a la Antigua Grecia y la Antigua India.21 El atomismo griego se inició con los filósofos Leucipo de Mileto y su discípulo Demócrito alrededor del 380 a. C., que propusieron que la materia estaba compuesta por diminutas partículas indivisibles e indestructibles, denominadas por ello átomos (del griego ἄτομος «sin partes», «que no se dividen»). Afirmaciones similares fueron realizadas por el filósofo indio Kanada en sus textos de la escuela Vaisesika en un periodo cercano.21 También los jainistas de la época tenían creencias atomistas.21

Alrededor del 300 a. C. Epicuro postuló un universo formado por átomos indestructibles en el cual el hombre debía alcanzar el equilibrio. El filósofo Lucrecio trató de explicar la filosofía epicúrea al público romano en su obra del 50 a. C.,22De rerum natura (Sobre la naturaleza de las cosas).23 En esta obra Lucrecio presenta los principios del atomismo, las teorías sobre la naturaleza de la mente y el alma, y explicaciones para los sentidos y el pensamiento, el desarrollo del mundo y los fenómenos naturales.

Tanto los atomistas griegos y romanos como los de la India carecían de datos empíricos que respaldaran sus creencias. Sin estas pruebas, a sus adversarios les resultó fácil negar sus tesis. En Occidente el atomismo nunca consiguió formar parte de la opinión mayoritaria de la época. Aristóteles se opuso a la existencia de los átomos en el 330 a. C. y su autoridad en el pensamiento occidental hizo que las ideas atomistas quedaran postergadas durante siglos, hasta bien entrada la Edad Moderna.

Alquimia[editar]

Artículo principal: Alquimia

Emblema alquímico con los cuatro elementos clásicos además de los tria prima de Paracelso y

los astrosconocidos.

La alquimia (del árabe الخيمياء [al-khīmiyā]) es una antigua práctica protocientífica y una disciplina filosófica que combinaba elementos de la química, la metalurgia, la física y la medicina con la astrología, la semiología, el misticismo y elespiritualismo. La alquimia fue practicada en Mesopotamia, el Antiguo Egipto, Persia, la Antigua Grecia, el imperio romano, los califatos islámicos medievales y en la India, China y Europa hasta el siglo XVIII, por una compleja diversidad de escuelas y sistemas filosóficos que abarcaron al menos 2.500 años.

Elementos y metales de la alquimia[editar]

El sistema de elementos que usó la alquimia medieval fue desarrollado principalmente por el alquimista persa Jābir ibn Hayyān y se enraizaba en la tradición de los elementos griegos de la antigüedad clásica.24 Su sistema constaba de los cuatro elementos de Empédocles y Aristóteles: aire, tierra, fuego y agua a los que se añadían dos elementos filosóficos: elazufre, caracterizado por el principio de combustibilidad, «la piedra que arde»; y el mercurio que representaba las propiedades metálicas. Estos últimos eran considerados por los primeros alquimistas como expresiones idealizadas de los componentes irreductibles del universo,25 y fueron la principal contribución de la alquimia filosófica.

En la Edad Media en Occidente existía tradicionalmente una relación entre la alquimia y la astrología de estilo greco-babilónico. En esa época se conocían siete metales (que salvo el mercurio no se consideraban elementos) y también se conocían siete astros en torno a la Tierra (puesto que imperaba el geocentrismo), por lo que se relacionaba cada metal y sus propiedades con un astro.a La identificación entre ambos llegaba hasta el punto de que el símbolo del planeta también se usaba para representar al metal. Las asociaciones eran las siguientes:

Sol — oro; Luna — plata; Mercurio

— mercurio;

Venus — cobre;

Marte — hierro;

Júpiter — estaño;

Saturno — plomo.b

Posteriormente el alquimista suizo Paracelso influido por la alquimia musulmana amplió también a siete los elementos en su lista alternativa, añadiendo a los cuatro tradicionales tres

elementos alquímicos adicionales, denominados tria prima, tres principios metálicos para representar las propiedades de la materia: el azufre para la combustibilidad, el mercurio para la volatilidad y la estabilidad, y la sal para la solidez. Razonaba que los cuatro elementos de la teoría elemental aristotélica se manifestaban en los cuerpos como tres principios. Paracelso los consideraba principios fundamentales y los explicaba recurriendo al ejemplo de la madera ardiendo en el fuego. El mercurio que era el principio de la cohesión debía irse para que la madera se descompusiera, y como era volátil se desvanecía con el humo. El calor que se desprendía con las llamas provenía del azufre (la combustibilidad) y las cenizas que quedaban era la sal que implicaba la solidez.26

La piedra filosofal y el exoterismo[editar]

La alquimia se define como la búsqueda hermética de la piedra filosofal (una sustancia legendaria capaz de transmutar los metales en oro o de otorgar lainmortalidad y la omnisciencia), cuyo estudio estaba impregnado de misticismo simbólico y era muy diferente de la ciencia moderna. Los alquimistas trabajaban para hacer transformaciones a nivel esotérico (espiritual) y exotérico (práctico).27 Estos aspectos exotéricos protocientíficos de la alquimia fueron los que contribuyeron a la evolución de la química en el Egipto greco-romano, la Edad de Oro del islam y después en Europa. La alquimia y la química comparten su interés por la composición y las propiedades de la materia, y con anterioridad al siglo XVIII no había distinción entre ambas disciplinas.28

Una de las principales aportaciones de la alquímica fue el desarrollo del instrumental de laboratorio.

Imagen de la obra De distillatione (1608).

La alquimia aportó a la química la invención y desarrollo de gran parte del instrumental de laboratorio. Los primeros alquimistas occidentales, que vivieron en los primeros siglos de nuestra era, ya inventaron algunos equipamientos y procesos usados posteriormente por la química. El baño maría, o baño de agua para calentar controladamente, lleva el nombre de María la Judía considerada una de las fundadoras de la alquimia. En sus obras también aparecen las primeras descripciones del tribikos (un tipo de alambique de tres brazos) y del kerotakis (un dispositivo para recoger vapores).29Cleopatra la Alquimista describió los métodos de fundición y destilación de la época, algunos le atribuyen la invención del

primer alambique.30 Cuando la disciplina se desarrolló en el mundo islámico, la infraestructura experimental que estableció Jabir ibn Hayyan influiría en los procedimientos de los demás alquimistas islámicos, y posteriormente en Europa cuando se tradujeron al latín sus textos.

En su búsqueda de la piedra filosofal los alquimistas descubrieron y aprendieron a purificar muchas sustancias químicas como el alcohol, el amoníaco, la sosa cáustica, el vitriolo, el ácido muriático (clorhídrico), el ácido nítrico, el ácido cítrico, elácido acético, el ácido fórmico, el arsénico, el antimonio, el bismuto y el fósforo, entre otras.

Jābir ibn Hayyān (Geber), alquimista persa que puso los cimientos de la química con sus experimentos.

Alquimia en el mundo islámico[editar]

En el mundo islámico se continuó la tradición clásica al traducirse al árabe las obras de los antiguos griegos y egipcios y fueron la cultura más próspera en todos los ámbitos científicos de la época.31 El desarrollo del método científico moderno fue lento y progresivo, y el principio del método científico en química comenzó entre los alquimistas musulmanes medievales, iniciado por el persa del siglo IX,Jābir ibn Hayyān (conocido como "Geber" en Europa), que se considera uno de los padres de la química.32 33 34 35 Él introdujo un enfoque sistemático y experimental a la investigación científica en el laboratorio, a diferencia de los antiguos griegos y egipcios cuyas obras se basaban en elucubraciones principalmente alegóricas y a veces ininteligibles.36 cTambién inventó el alambique tal como lo conocemos y de él procede su nombre actual (al-anbiq), descubrió y analizó muchas sustancias químicas, estableció la distinción entre ácidos y álcalis, y fabricó cientos de medicinas.37 Además redefinió la teoría de los elementos clásicos, identificando también como elementos al mercurio y al azufre.38

Otros renombrados eruditos musulmanes de la época como Abū al-Rayhān al-Bīrūnī,39 Avicena40 y al-Kindi criticaron y rechazaron las teorías de la alquimia, particularmente la transmutación de los metales; y al-Tusi enunció una versión de laconservación de la masa, al afirmar que un cuerpo material podía cambiar pero no desaparecer.41 Al-Razi fue el primero en rechazar a la teoría aristotélica de los cuatro elementos clásicos y marcó el camino de la química usando el laboratorio en el sentido moderno, además de diseñar y describir más de veinte instrumentos, algunos de los cuales siguen usándose actualmente como el crisol o la retorta de destilación.

La alquimia del mundo islámico influyó posteriormente en Europa al ser traducidos al latín sus textos, sobre todo a partir del siglo XII, junto a los clásicos grecolatinos que habían desaparecido de Occidente. Por ejemplo Paracelso (1493–1541), reformó la teoría de los

cuatro elementos siguiendo sus enseñanzas, y con solo un vago conocimiento de la química y la medicina oriental fundó un híbrido entre alquimia y ciencia al que denominó iatroquímica.

El laboratorio del alquimista, deGiovanni Stradano (1570).

Problemas de la alquimia[editar]

Desde el punto de vista moderno la alquimia presentaba varios problemas. En primer lugar su objetivo no era la ampliación del conocimiento de un modo racionalista como actualmente entendemos una ciencia, sino que su fin era encontrar materias míticas como la piedra filosofal, y los descubrimientos experimentales se producían de forma colateral. Además carecía de un sistema para nombrar los nuevos compuestos que se descubrían, y su lenguaje era esotérico y vago hasta el punto que sus términos significaban cosas diferentes para distintas personas. De hecho según The Fontana History of Chemistry (Brock, 1992):

El experimento del alquimista se incendia de Hendrick Heerschop(1626-1627).

El lenguaje de la alquimia pronto desarrolló un vocabulario técnico arcano y reservado diseñado para ocultar información a los no iniciados. En gran medida este lenguaje es incomprensible para nosotros hoy, aunque aparentemente los lectores del cuento del criado del canónigo de Geoffrey Chaucer y la audiencia de El alquimista de Ben Jonson eran capaces de interpretar lo suficiente como para reírse de ello.42

El cuento El criado del canónigo de los Cuentos de Canterbury (de finales del siglo XIV) expone el lado más fraudulento de la alquimia, la pretensión de fabricar oro a partir de materias más baratas. También Dante Alighieri un siglo antes muestra su rechazo a este fraude al meter a todos los alquimistas en el infierno de su Divina Comedia.

La alquimia tampoco disponía de un método científico lógico y consensuado para hacer los experimentos reproducibles. De hecho muchos alquimistas incluían entre las anotaciones de sus métodos información irrelevante como los niveles de la marea o las fases de la Luna. La naturaleza esotérica y el vocabulario codificado de la alquimia al parecer servían sobre todo para ocultar que en realidad no tenían demasiadas certezas. Ya en el siglo XIV se evidenciaban las grietas en la fachada de la alquimia, y mucha gente se mostraba escéptica. Para haber avanzado habría necesitado un método normalizado que permitiera a otros reproducir los experimentos, y haberlos registrado de un modo claro que permitiera exponer lo que se sabía y lo que se desconocía.

En 1317, el papa Juan XXII de Aviñón ordenó la expulsión de todos los alquimistas de Francia por falsificar moneda. En 1403 se aprobó una ley en Inglaterra donde se penaba con la muerte la «multiplicación de metales». A pesar de todo la alquimia no desapareció, ya que parte de las clases privilegiadas y la realeza seguía creyendo que se podía descubrir la piedra filosofal y el elixir de la vida en su provecho.43 Durante el Renacimiento la alquimia exotérica siguió siendo popular en la forma de la iatroquímica de Paracelso, mientras que la alquimia espiritual también florecía fiel a sus raíces platónicas, herméticas y gnósticas. Así que la búsqueda de la piedra filosofal no fue abandonada a pesar de los escasos avances de la alquimia, y siguió siendo practicada por eruditos y médicos respetados hasta principios del siglo XVIII. Algunos practicantes de la alquimia de inicios de la era moderna actualmente son reconocidos por sus grandes contribuciones a la ciencia como Jan Baptist van Helmont, Robert Boyle e Isaac Newton.

Siglos XVII y XVIII: inicios de la química[editar]

Georgius Agricola, autor de De re metallica

Laboratorio, De re metallica (1556).

Los intentos prácticos de mejorar el refinado de las menas minerales y la extracción de los metales a partir de ellas fue una importante fuente de información para los químicos del siglo XVI. Entre ellos destaca Georgius Agricola(1494–1555), que publicó la gran obra De re metallica (Sobre los metales) en 1556. En su obra se describen los procesos de la época en minería, extracción de los metales y metalurgia, ya muy complejos y desarrollados. Por ejemplo la obra describe la diversidad de tipos de altos hornos usados para la fundición de las menas minerales. Aborda el tema eliminando el misticismo que tenía asociado anteriormente, creando una base práctica que otros pudieran desarrollarlo, y estimuló el interés por los minerales y su composición. No es casual que mencione y use como referencia en numerosas ocasiones al autor de la antigüedad Plinio el Viejo y su obra Naturalis Historia. Se ha calificado a Agricola como el padre de la metalurgia.44

En 1605 Francis Bacon publicó The Proficience and Advancement of Learning (La capacidad y progreso del aprendizaje), una obra científico-filosófica que contiene una descripción de cómo debería ser la práctica experimental que posteriormente se conocería como el método científico.45 En 1605 Michal Sedziwój publicó el tratado alquímico Novum Lumen Chymicum (La nueva luz de la química), que propone por primera vez la existencia en el aire de un «alimento para la vida», que posteriormente se reconocerá como el oxígeno. En 1615 Jean Beguin publicóTyrocinium Chymicum (La práctica de la química), el primer libro de texto de química, donde aparece la primera ecuación química.46 En 1637 René Descartespublicó Discours de la méthode (El discurso del método), un ensayo que basa la investigación científica en los cálculos matemáticos y la desconfianza en los hechos no probados.

La obra del químico holandés Jan Baptist van Helmont, Ortus medicinae (El origen de la medicina) publicada póstumamente en 1648, se considera la principal obra de transición entre la alquimia y la química, e influyó notablemente en Robert Boyle. El libro contiene el resultado de numerosos experimentos y enuncia una versión inicial de la ley de conservación de la masa. Baptist van Helmont, que trabajó en el periodo inmediatamente posterior a Paracelso y

su iatroquímica, indicó que existían otras materias «insustanciales» además del aire, y acuñó para ellas el nombre de «gas» (del griego cáos). Además de por la introducción de la palabra gas en el vocabulario científico y ser el fundador de la química neumática, experimentando con reacciones entre gases, Jan Baptist van Helmont también es recordado actualmente por sus ideas sobre la generación espontánea y su experimento de cinco años controlando el peso de una bellota y el árbol que germinó en relación con la tierra de la maceta que lo albergaba.

En 1669 el alquimista alemán Hennig Brandt descubrió el fósforo a partir de la orina.47 Para lograrlo destiló una mezcla de orina y arena (50 cubos). Al evaporar la urea obtuvo un material blanco que brillaba en la oscuridad y ardía con una llama brillante.

Robert Boyle, uno de los cofundadores de la química moderna por mejorar los métodos experimentales

que separarían la química de la alquimia.

Robert Boyle[editar]

Portada de El químico escéptico, 1661, Chemical Heritage Foundation.

Se considera que el químico inglés Robert Boyle (1627–1691) apartó definitivamente a la química de la alquimia al mejorar su método experimental.48 Aunque su investigación tiene sus raíces claramente en la tradición alquímica, actualmente se reconoce a Boyle como el primer químico moderno, y por ello uno de los fundadores de la química moderna, y uno de lo pioneros del método científico experimental moderno. Se le conoce principalmente por la ley de Boyle que presentó en 1662,49 aunque Boyle no fue su descubridor original. La ley describe la relación inversamente proporcional que existe entre la presión y el volumen de un gas, si se mantiene constante la temperatura en unsistema cerrado.50 51

Se reconoce como un hito científico la publicación de la obra de Boyle The Sceptical Chymist: or Chymico-Physical Doubts & Paradoxes (El químico escéptico: o las dudas y paradojas quimio-físicas) en 1661, que se considera un pilar fundamental del campo de la química. En la obra Boyle presenta su hipótesis de que todos los fenómenos son el resultado de la colisión de las partículas en movimiento. Boyle apela a los químicos para que experimenten y afirma que los experimentos contradicen que los elementos químicos se limiten a los cuatro elementos clásicos. También declaró que la química debería dejar de estar subordinada a la medicina o la alquimia y debería alzarse al estatus de ciencia por sí misma. Destaca su defensa de la experimentación científica rigurosa. Boyle creía que todas las teorías deberían probarse experimentalmente antes de ser consideradas ciertas. Su obra además contiene algunas de las primeras ideas modernas sobre átomos, moléculas y reacciones químicas, por lo que marcó el inicio de la historia de la química moderna.

Boyle también trató de purificar las sustancias químicas para obtener reacciones reproducibles. Fue un defensor de la filosofía mecánica propuesta por René Descartes para explicar y cuantificar las propiedades e interacciones de las sustancias químicas. Boyle era un atomista, pero prefería la palabra corpúsculo aátomo. Puntualizó que la división más pequeña de la materia a la que se mantenían las propiedades era a nivel de los corpúsculos. Además realizó numerosas investigaciones con una bomba de aire. Observó que al sacar el aire las llamas se extinguían y se morían los animales situados dentro, y también hacía descender los niveles del barómetro. Boyle repitió los tres experimentos de van Helmont, y fue el primero en usar indicatores que cambiaran de color con la acidez. Por todo ello Boyle ayudó a asentar los pilares de la revolución química con su filosofía corpuscular mecánica.52

Teoría del flogisto[editar]

Joseph Priestley, codescubridor del oxígeno, al que denominó «aire desflogistizado».

A finales del siglo XVII y principios de XVIII se propuso la teoría del flogisto para intentar explicar los procesos de combustión y oxido-reducción mediante la pérdida o transferencia, respectivamente, de un supuesto fluido denominado flogisto.53 La teoría fue propuesta inicialmente por Johann Becher y desarrollada por Georg Stahl, ambos químicos alemanes. Becher postuló otra reforma de la teoría de los cuatro elementos en la que solo la tierra y el agua serían componentes de las materias, en distintas proporciones, y el fuego y el aire serían meramente agentes de las transformaciones. A su vez existirían tres tipos distintos de tierras, cada una de ellas portadora de una propiedad: el aspecto vítreo, la fluidez o volatilidad, y el carácter inflamable. Para esta última Georg Stahl acuño el término flogisto en 1702. Toda sustancia susceptible de sufrir combustión contendría cierta cantidad de flogisto, y el proceso de combustión consitiría básicamente en la pérdida de dicha sustancia.

Se conocía desde la antigüedad que algunas sales metálicas podían ser transformadas de nuevo en los metales de partida. Stahl explicó este proceso suponiendo que los metales estaban formados por una cal y un principio inflamable carente de masa, el flogisto, por lo que la calcinación, es decir, la formación de la cal, se podía explicar, al igual que la combustión, como un desprendimiento de flogisto, el cual se liberaba del metal y dejaba la cal al descubierto en las cenizas. El proceso inverso, la reducción de la cal al metal, podía ser igualmente explicada como una adición de flogisto. Si una sustancia rica en flogisto, como el carbón, era puesta en contacto con una cal metálica, podía transferirle su flogisto y dar lugar a la formación del metal.

Joseph Priestley usó la teoría del flogisto en sus experimentos de química pneumática para explicar las transformaciones de los gases. Priestley denominó al residuo de aire que quedaba tras un proceso de combustión «aire flogistizado» (en realidad, una mezcla de nitrógeno y dióxido de carbono), pues pensaba que durante la combustión dicho aire había absorbido todo el flogisto que tenía capacidad de albergar, y por eso cesaba la combustión. Siguiendo esta línea de razonamiento, cuando Priestley calentó la cal roja de mercurio y recogió un tipo de aire que podía mantener más tiempo la combustión al que denominó «aire desflogistizado». Posteriormente Lavoisier lo llamaría oxígeno.

La teoría del flogisto fue popular durante el siglo XVIII hasta que Antoine Lavoisier la refutó en su obra Réflexions sur le phlogistique, pour servir de suite à la théorie de la combustion et de la calcination (Reflexiones sobre el flogisto, para formar parte de la teoría de la combustión y la calcinación) publicada en 1777. Según Stahl cualquier sólido liberaba flogisto bajo la acción del fuego, luego tras la combustión perdería masa o la mantendría (según el flogisto tuviera masa o no). Sin embargo, Lavoisier hizo experimentos calcinando metales y después de la calcinación en algunos el peso del residuo (los oxidos) era mayor que el cuerpo inicial. En estos casos el flogisto tendría un peso negativo, lo que resultaba absurdo, y demostraba la inconsistencia de la teoría del flogisto,

Descubrimientos[editar]

Tabla de afinidades, de E. F. Geoffroy (1718). En la cabecera de cada columna una sustancia seguida

de todas con las que se puede combinar.54

En el siglo XVIII se multiplicaron los descubrimientos de lo que hoy conocemos como elementos, gracias al cambio en los métodos de investigación. Un hecho sin precedentes desde la antigüedad, ya que en los dos milenios anteriores se habían descubierto solo cinco (arsénico, antimonio, zinc,55 bismuto y fósforo). Alrededor de 1735 el químico sueco Georg Brandt analizó un pigmento azul oscuro encontrado en la mena del cobre descubriendo lo que posteriormente conoceríamos como cobalto. En 1748 el español Antonio de Ulloa publicó la descripción de un nuevo metal, el platino.56 En 1751 un discípulo de Stahl, Axel Fredrik Cronstedt, identificó en una impureza del mineral del cobre otro nuevo metal, el níquel. A Cronstedt se le considera uno de los fundadores de la mineralogía moderna.57 En 1766 el químico inglés Henry Cavendishaisló el hidrógeno, al que llamó «aire inflamable». En 1773 el sueco Carl Wilhelm Scheele descubrió eloxígeno, al que llamó «aire de fuego»,58 aunque al no publicar inmediatamente su hallazgo dio tiempo aJoseph Priestley a publicarlo 1774, tras haber descubierto el mismo gas independientemente al cual llamó «aire deflogistizado».59 En 1783 los hermanos españoles Juan José y Fausto Elhuyar consiguieron aislar elwolframio a partir del mineral wolframita.60 61

En el siglo también se descubrieron destacados compuestos. En 1754 el escocés Joseph Black aisló eldióxido de carbono, al que llamó «aire invariable».62 En 1757 el francés Louis Claude Cadet de Gassicourt, mientras investigaba los compuestos del arsénico creó el líquido fumante de Cadet, que posteriormente se sabría que contenía óxido de cacodilo, y por ello es considerado el primer compuesto organometálicoque se logró sintetizar.63 Y además en 1758 Joseph Black formuló el concepto de calor latente para explicar los cambio de estado.64

Antoine Lavoisier[editar]Artículo principal: Antoine Lavoisier

El primer calorímetrousado por Antoine Lavoisier y Pierre-Simon Laplace, para determinar el calor

relativo a los cambios químicos, cálculos en los que se basó Joseph Black para descubrir el calor

latente. Estos experimentos marcaron el inicio de latermoquímica.

Aunque la investigación química se puede remontar a la antigua Babilonia, Egipto, y especialmente a Persia y Arabia de la Edad de Oro del islam, la química floreció a partir de la época de Antoine Lavoisier, un químico francés reconocido como el «padre de la química

moderna». En 1789 Lavoisier estableció formalmente la ley de conservación de la materia, que en su honor también se conoce como «Ley Lomonósov-Lavoisier».65 Para demostrarla realizó múltiples experimentos. Demostró con medidas meticulosas que las transmutaciones no eran posibles, por ejemplo, no se transformaba el agua en tierra, sino que el sedimento que se observa al hervir agua procedía del contenedor; o que al quemar al aire fósforo y azufre, probó que aunque los productos pesaban más, el peso ganado procedía del aire.

Antoine Lavoisier (1743 – 1794).

Repitiendo los experimentos de Priestley demostró que el aire estaba compuesto de dos partes (no era un elemento), y una de ellas se combinaba con los metales para formar las cales. En Considérations Générales sur la Nature des Acides (1778) demostró que la parte del aire responsable de la combustión también era la fuente de la acidez en disoluciones. Al año siguiente nombró a esta parte oxígeno (del griego formador de ácidos), y a la otra azote(sin vida). Por ello se considera a Lavoisier el descubridor del oxígeno junto a Preistley y Scheele. También observó que el «aire inflamable» descubierto por Cavendish al combinarlo con oxígeno producía una condensación, como informó Priestley, que parecía ser agua (luego tampoco el agua era un elemento), por ello denominó a este gas hidrógeno (del griego «formador de agua»).

Como se indicó en el apartado anterior, en Reflexions sur le Phlogistique (1783) Lavoisier refutó la teoría del flogisto para la combustión. En Rusia Mikhail Lomonosovindependientemente llegó a conclusiones similares sobre la conservación de la materia y el flogisto. Además Lomonosov anticipó la teoría cinética de los gases, al considerar que el calor provenía de una forma de movimiento.

Lavoisier trabajó con Claude Louis Berthollet y otros para idear un sistema de nomenclatura química que fue la base del sistema moderno de nombrar compuestos químicos. En su Methods of Chemical Nomenclature (1787), Lavoisier inventó la forma de nombrar y clasificar compuestos que se usa principalmente en la actualidad, que incluye nombres como ácido sulfurico, sulfatos y sulfitos. En 1785 Berthollet determinó la composición elemental del amoniaco. Ese mismo año Berthollet fue el primero en usar el gas cloro como blanqueante comercial, y en 1789 fue el primero en fabricar lejía al burbujear gas a través de una solución de carbonato de sodio, consiguiendo una solución de hipoclorito sódico. También estudió y fue el primero en producir otro fuerte oxidante y blanqueante de cloro, el clorato de

potasio (KClO3), conocido como sal de Berthollet. Berthollet también es conocido por sus contribuciones a la teoría del equilibrio químico a través del mecanismo de reacción reversible.

La obra de Lavoisier Traité Élémentaire de Chimie (Tratado elemental de química, 1789) fue el primer libro de texto de la química moderna, y presentaba un punto de vista unificado de las nuevas teorías químicas, contenía una declaración clara de la ley de conservación de la masa, y negaba la existencia del flogisto. Además presentaba una lista de elementos, o sustancias que no podían descomponerse, que incluía al oxígeno, el nitrógeno, el hidrógeno, el fósforo, el mercurio, el zinc y el azufre. Sin embargo, en su lista también se incluía la luz y el calórico, que él creía que eran sustancias materiales. En la obra Lavoisier remarcó que la observación era la base de su química, afirmando que:

«He intentado (...) llegar a la verdad reuniendo hechos, para suprimir en lo posible el razonamiento, que a menudo es el responsable de engañarnos, para seguir en lo posible la luz de la observación y del experimento»

Instrumental del laboratorio de Lavoisier.

Lavoisier demostró que los organismos vivos descomponían y recomponían el aire atmosférico de la misma forma que lo hacía una llama. Junto a Pierre-Simon Laplace, Lavoisier usó un calorímetro para estimar el calor por unidad de dióxido de carbono producido en una combustión. Y descubrió unas medias similares para las llamas y los animales, lo que indicaba que los animales producían energía por medio de un tipo de combustión. Además descubrió que el diamante era una forma cristalina del carbón.

Sin embargo como es lógico, en su obra no todo fueron aciertos. Lavoisier no creía en el atomismo y pensaba que la existencia real de los átomos era filosóficamente imposible. Lavoisier que creía en la teoría de los radicales y pensaba que los radicales funcionaban como un solo grupo que se combinaría con el oxígeno en las reacciones. Creía que todos los ácidos contenían oxígeno. A pesar de ello, la labor de Lavoisier fue fundamental para la ciencia química. Al impulso que se produjo en la investigación basado en su ley de conservación de la masa, su teoría sobre la combustión mediante el oxígeno, además de la teoría corpustular mecánica, se conoce como revolución química. Tras su obra la química adquirió una naturaleza estrictamente cuantitativa, lo que permitiría hacer predicciones fiables. Su contribución a la revolución química fue el resultado principalmente de su esfuerzo consciente de encajar todos sus experimentos en el marco de una sola teoría. Estableció de forma consistente el uso del equilibrio químico, usó el descubrimiento del oxígeno para refutar la teoría del flojisto y desarrolló un nuevo sistema de nomenclatura química. Lamentablemente su brillantez y autoridad científica no evitaron que Lavoisier fuera decapitado durante la Revolución francesa.

Pila voltaica en el museo Tempio Voltiano (Templo de Volta) de Como.

Volta y su pila[editar]Artículos principales: Historia de la pila y Alessandro Volta.

El físico italiano Alessandro Volta fue uno de los pioneros en los estudios sobre la electricidad. En 1775 Volta perfeccionó y popularizó el electróforo, un dispositivo con dos discos metálicos separados por un conductor húmedo, pero unidos con un circuito exterior, capaz de producir electricidad estática. En 1794 Volta revisó los estudios sobre la «electricidad animal». En 1780 Luigi Galvani había observado que al poner en contacto dos metales diferentes con el músculo de una rana se originaba la aparición de corriente eléctrica. A Volta le interesó la idea y comenzó a experimentar con metales únicamente, y llegó a la conclusión de que el tejido muscular animal no era necesario para producir la corriente eléctrica. Este hallazgo suscitó una fuerte controversia entre los partidarios de la electricidad animal y los defensores de la electricidad metálica, pero la demostración, realizada en 1800, del funcionamiento de la primera pila eléctrica certificó la victoria del bando favorable a las tesis de Volta.66

Su pila voltaica de 1800 consistía en un apilamiento de varios pares de discos de cobre y zinc alternados (electrodos) separados por una capa de tela o cartón empapada en salmuera (electrolito) para incrementar la conductividad.67 Cuando se conectaba la parte superior y la inferior con un cable separados, y perdía poca carga con el tiempo cuando no se la utiliza, con lo que Volta consiguió la primera batería eléctrica para producir electricidad. Por ello se considera a Volta el fundador de la electroquímica.68 A partir de entonces se usarán las pilas voltaicas (o galvánicas) en el estudio las reacciones redox y sus productos. Además Alessandro Volta entre 1776 y 1778 se dedicó al estudio de la química de los gases y fue el descubridor del metano.

Siglo XIX: resurgimiento de la teoría atómica[editar]

Artículos principales: Teoría atómica y Leyes estequiométricas.

Tras haber estado aparcado el atomismo desde la antigüedad y únicamente esbozado en los modelos mecánicos corpusculares, la teoría atómica es retomada por John Dalton, quien postuló que los átomos eran partículas indivisibles que permanecen inalteradas en los

compuestos, a partir de lo cual se pudieron establecer las leyes estequiométricas, base de la actual estequiometría.

A lo largo del siglo XIX la química estuvo dividida entre los seguidores y detractores de la teoría atómica de Dalton, como Wilhelm Ostwald y Ernst Mach. Los impulsores más decididos de la teoría atómica inicial fueron Amedeo Avogadro, Ludwig Boltzmann, entre otros, que consiguieron grandes avances en la comprensión del comportamiento de los gases. La disputa sobre la existencia de los átomos se zanjaría definitivamente con la explicación del efecto brownianopor Albert Einstein en 1905 y los respectivos experimentos de Jean Perrin. Muchos fueron los investigadores que trabajaron bajo la hipótesis atómica. Svante Arrhenius intuyó en parte la estructura interna de los átomos proponiendo su teoría de la ionización en las disoluciones. Aunque su verdadera estructura no se vislumbraría hasta principios del siglo XX, a partir de los trabajos de Ernest Rutherford, seguidos por el modelo atómico de Bohr.

John Dalton[editar]Artículos principales: John Dalton y Teoría atómica de Dalton.

Ilustración con elementos y compuestos según A New System of Chemical Philosophy de John Dalton

(1808).

En 1803 el científico inglés John Dalton propuso la ley de Dalton, que relaciona las presiones parciales de los componentes de una mezcla de gases con la presión total de la mezcla.69 El concepto fue descubierto en 1801, y también se conoce como ley de las presiones parciales.

John Dalton es reconocido tanto por sus obras sobre el atomismo, las presiones parciales de los gases,

y la percepción del color (daltonismo).

Pero la principal contribución de Dalton a la química fue una nueva teoría atómicaen 1803, donde afirmaba que toda la materia está formada por pequeñas partículas indivisibles denominadas átomos. En 1808 Dalton publicó por primera vez A New System of Chemical Philosophy (Un nuevo sistema de filosofía química, 1808-1827), en la que desarrollaba la primera descripción moderna de una teoría atómica. En esta obra identificaba los elementos químicos como un tipo de partículas, y rechaza la teoría de afinidades químicas defendida por Étienne François Geoffroy e Isaac Newton, entre otros. Dalton explicó su teoría formulando una serie de enunciados simples:70

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 la misma masa y propiedades. Los átomos de diferentes elementos tienen masas diferentes.

Los átomos permanecen sin división, aun cuando se combinen en las reacciones químicas.

Los compuestos químicos se forman al unirse átomos de dos o más elementos distintos. 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.

A pesar de su utilidad y gran aceptación durante todo el siglo XIX, la teoría atómica de Dalton tenía imprecisiones (los dos primeros enunciados no son del todo ciertos) y presentaba muchas lagunas: no aclaraba nada sobre la estructura del átomo, ni explicaba las propiedades de los elementos, ni cuáles eran las causas de que se unieran para formar compuestos.

Además de definir átomos, elementos y compuestos, Dalton infirió las proporciones de algunos elementos en sus compuestos, partiendo de los pesos de susreactivos, por medio del peso atómico relativo usando al hidrógeno como unidad de masa en la comparación con los demás elementos. Siguiendo las tesis deJeremias Benjamin Richter (conocido por acuñar el término estequiometría), propuso que cuando los elementos químicos se combinaban para dar más de un compuesto se unen en distintas proporciones fijas y enteras. Esto se conoce como la Ley de las proporciones múltiples y fue incluida en su obra New System of Chemical

Philosophy. La ley de las proporciones múltiples es una de las leyes básicas de la estequiometría y uno de los pilares de su teoría atómica. Curiosamente a pesar de la importancia de incluir la idea de átomos como entidades físicas reales en A New System of Chemical Philosophy, y la creación de un sistema de símbolos químicos para ellos, esta obra dedica casi todo su texto a la teoría calórica en lugar de al atomismo.

Por otro lado fue el químico francés Joseph Proust quien propuso la Ley de proporciones definidas, que afirma que los elementos siempre se combinan para formar un determinado compuesto lo hacen en proporciones de números enteros y sencillos, basándose en varios experimentos realizados entre 1797 y 1804.71La ley de proporciones múltiples y la de proporciones definidas son la base de la estequiometría. Estas dos leyes por sí mismas no prueban la existencia de los átomos, pero son difíciles de explicar sin asumir que los compuestos se forman por la combinación de átomos en proporciones constantes.

Jöns Jacob Berzelius[editar]

Jöns Jacob Berzelius, el químico que desarrolló el método moderno de notación de fórmulas químicas.

Artículo principal: Jöns Jacob Berzelius

Un químico sueco discípulo de Dalton, Jöns Jacob Berzelius, se embarcó en un programa sistemático de mediciones cuantitativas precisas de las sustancias químicas, asegurándose de su pureza. A partir de las cuales en 1828 recopiló una tabla de pesos atómicos relativos, donde al oxígeno se le asignaba el 100, y que incluía todos los elementos conocidos en la época. Este trabajo proporcionó pruebas a favor de la teoría atómica de Dalton: que los compuestos químicos inorgánicos estaban formados por átomos combinados en proporciones de números enteros. Determinó la composición elemental exacta de gran número de sustancias. Sus resultados confirmaron la ley de proporciones definidas de Proust. En sus pesos usó como patrón al oxígeno, asignándole el valor exacto de 100, y a partir de él midió el peso de 43 elementos. Al descubrir que los pesos atómicos no eran múltiplos exactos del peso del hidrógeno Berzelius descartó la hipótesis de Prout, que suponía que los elementos estaban formados por átomos de hidrógeno.

Para simplificar los experimentos en su extensa determinación de pesos atómicos introdujo el sistema de símbolos químicos y notación, que publicó en su obra de 1808 Lärbok i Kemien (Manual de química), en la que los nombres de los elementos fueron abreviados con una o dos letras de las iniciales de sus nombres en latín. Este sistema de notación, en el que los elementos se expresan mediante símbolos simples y sus proporciones se indican con números, básicamente es el mismo que se usa actualmente. La única diferencia es que en

lugar de poner los números en el subíndice como actualmente (ej: H2O), Berzelius usaba superíndices (H2O).

Se acredita a Berzelius el descubrimiento de los elementos silicio, selenio, torio y cerio. Además los discípulos que trabajaban en el laboratorio de Berzelius identificaron el litio y redescubrieron el vanadio (descubierto originalmente por Andrés Manuel del Río en 1801 y luego descartado al creerlo cromo). Berzelius desarrolló la teoría de los radicales para la combinación química, que mantenía que las reacciones se producen mediante grupos estables de átomos denominados radicales que se intercambian entre las moléculas. Creía que las sales son compuestos de un ácido y una base, y descubrió que los aniones de los ácidos eran atraídos por los electrodos positivos (el ánodo), mientras que los cationes de una base eran atraídos por el electrodo negativo (el cátodo). Berzelius no creía en la teoría del vitalismo, en su lugar pensaba que había una fuerza reguladora que producía la organización de los tejidos de los organismos. Además se atribuye a Berzelius la creación de los términos químicos "catálisis", "polímero", "isómero" y "alótropo", aunque sus definiciones originales difieren considerablemente de las actuales. Por ejemplo el término "polímero" que acuñó en 1833 describía compuestos orgánicos que compartían la misma fórmula empírica pero tenían distinto peso molecular, el mayor era polímero del más pequeño, como la glucosa (C6H12O6, de la que se desconocía su estructura) y elformaldehído (CH2O). Por todo ello Berzelius es reconocido como uno de los padres de la química moderna, junto a Lavoisier, Boyle y Dalton.

Davy y la electrólisis[editar]

Humphry Davy, descubridor de varios alcalinos, alcalinoterreos y las propiedades de

varioshalógenos mediante la electrólis.

Artículo principal: Humphry Davy

El químico inglés Humphry Davy fue un pionero en el campo de la electrólisis (que consiste en usar la electricidad en una lacélula electrolítica donde se producen reacciones de oxido-reducción para separar los compuestos allí contenidos) para aislar varios elementos nuevos. Davy descompuso por electrolisis varias sales fundidas y consiguió descubrir el sodio y el potasio. El potasio fue el primer metal aislado mediante electrólisis, a partir la potasa cáustica (KOH). Antes del siglo XIX se desconocían las diferencias entre las sales de sodio y potasio. El sodio fue aislado el mismo año a partir de la sosa cáusticafundida (NaOH). Cuando

Davy se enteró que Berzelius y Pontin preparaban una amalgama (amalgama de calcio) mediante la electrólisis de la cal en mercurio, lo intentó él. Davy consiguió descubrir el calcio en 1808 con la electrólis de la cal en óxido de mercurio.72 73 Siguió trabajando con la electrólisis durante toda su vida, en 1808, aisló el magnesio, el estroncio y el bario.74 75

Davy también experimentó inhalando gases. Este procedimiento experimental casi resulta fatal en varias ocasiones, pero condujo a descubrir los inusuales efectos del óxido nitroso, que llevarían a conocerlo como gas de la risa. En 1774 el químico sueco Carl Wilhelm Scheele descubrió el cloro y lo denominó «ácido desflogistizado marino» pensando erróneamente que contenía oxígeno. Scheele observó varias propiedades del gas de cloro, como su efecto blanqueante sobre el tornasol, y su efecto mortal sobre los insectos, su color verde amarillento y su olor similar al del agua regia. Sin embargo, Scheele no pudo publicar sus hallazgos a tiempo. En 1810 Humphry Davy le dio al cloro su nombre actual (derivado de la palabra griega χλωρός (khloros) «verde amarillento») insistiendo en que se trataba de un elemento.76 Además demostró que no se podía obtener oxígeno a partir de la sustancia conocida como ácido oximuriático (una solución de HCl). Este descubrimiento rebatió la definición de ácido de Lavoisier que los consideraba compuestos de oxígeno.

El yodo fue descubierto por el químico francés Bernard Courtois en 1811.77 78 Courtois dio muestras a sus amigos, Charles Bernard Desormes (1777–1862) yNicolas Clément (1779–1841), para que continuaran la investigación. También le dio algo de sustancia a Joseph Louis Gay-Lussac y al físico André-Marie Ampère. El 6 de diciembre de 1813, Gay-Lussac anunció que se trataba o bien de un nuevo elemento, o bien de un compuesto de oxígeno.79 80 81 Además fue Gay-Lussac quien sugirió el nombre del yodo, a partir de la palabra griega ιώδες (iodes) para el violeta (por el color del vapor de yodo).77 79 A su vez Ampère dio parte de su muestra a Humphry Davy. Davy hizo algunos experimentos con la sustancia y se dio cuenta de sus similitudes con el cloro.82 Davy mandó una carta el 10 de diciembre a la Royal Society of London donde afirmaba que había identificado un nuevo elemento.83 Lo que desató las discusiones entre Davy y Gay-Lussac sobre quién había identificado primero al yodo como elemento, aunque ambos reconocían a Courtois como el primero en aislarlo.

Gay-Lussac y las leyes de los gases[editar]

Joseph Louis Gay-Lussacafirmó que la relación entre los volúmenes de los gases reactivos los de los

productos puede expresarse por números sencillos y enteros.

Artículos principales: Joseph Louis Gay-Lussac y Ley de Gay-Lussac.

El químico francés Joseph Louis Gay-Lussac compartía con Lavoisier el interés por el estudio cuantitativo de las propiedades de los gases. Desde su primer periodo de investigación 1801–

1802, manifestó que todos los gases se expandían proporcionalmente al aumentar la temperatura. A esta conclusión generalmente se la denomina Ley de Charles, ya que Gay-Lussac le concedió el crédito del descubrimiento a Jacques Charles, por haber llegado casi a sus mismas conclusiones en la década de 1780 aunque no las había publicado.84 Esta ley también fue descubierta independientemente por John Dalton alrededor de 1801, aunque la descripción de Dalton es menos meticulosa que la de Gay-Lussac.85 86 En 1804 Gay-Lussac hizo varios arriesgados ascensos en globo aerostático de hidrógeno hasta alturas por encima 7.000 metros sobre el nivel del mar que le permitieron investigar otros aspectos de los gases, una proeza que nadie más realizó en los 50 años siguientes. Tomó medidas de la presión, la temperatura, la humedad y muestras de aire, que más tarde analizó químicamente, además de realizar mediciones magnéticas a varias altitudes.

En 1808 Gay-Lussac anunció lo que probablemente fue su mayor logro: a partir de experimentos propios y de otros dedujo que los gases a volumen fijo mantienen constante la relación entre su presión y la temperatura. Y que los volúmenes de los posibles productos de una reacción entre gases además están en proporción sencilla con los volúmenes de los reactivos. En otras palabras que los gases bajo las mismas condiciones de presión y temperatura reaccionan con otros en proporciones de volumen de números enteros y pequeños. Estas conclusiones se plasmarían en la Ley de Gay-Lussac y la Ley de los volúmenes de combinación.

Gay-Lussac también participó junto a su colega profesor en la École Polytechnique, Louis Jacques Thénard, en las primeras investigaciones electroquímicas, y analizó los elementos descubiertos por este medio. Entre sus logros en este campo destaca el descubrimiento del boro, por la descomposición del ácido bóricousando potasio fundido. Ambos investigadores formaron parte de los debates de la época para modificar la definición de los ácidos e impulsar el análisis de los compuestos orgánicos para descubrir su contenido en oxígeno e hidrógeno.

Amedeo Avogadro[editar]

Amedeo Avogadro postuló que en las mismas condiciones de presión y temperatura, volúmenes iguales

de dos gases tenían el mismo número de moléculas.

Artículos principales: Amedeo Avogadro y Ley de Avogadro.

Tras la publicación de la teoría atómica de Dalton en 1808, algunas de sus ideas centrales fueron rápidamente adoptadas por la mayoría de los químicos. Sin embargo durante medio siglo permaneció la incertidumbre de cómo se configuraría la teoría atómica y se aplicaría a las situaciones concretas. Por ejemplo con los datos empíricos disponibles hasta el momento varios químicos de distintos países desarrollaron diversos sistemas de pesos atómicos incompatibles. El físico italianoAmedeo Avogadro (1776-1856) publicó en 1811 una obra que mostraba una salida a esta difícil situación. Presentó la hipótesis de que los volúmenes iguales de cualquier gas, a la misma temperatura y presión, contenían el mismo número de moléculas; por lo cual la relación entre los pesos moleculares de dos gases era la misma proporción que la que había entre sus densidades, en las mismas condiciones de presión y temperatura. Además Avogadro razonó que los gases corrientes no estaban formados por átomos solitarios sino por moléculas que contenían dos o más átomos (que era el origen de los distintos pesos atómicos registrados). Así Avogadro fue capaz de resolver el problema con el que se habían topado Dalton y otros cuando Gay-Lussac reportó que por encima del los 100 °C el volumen del vapor de agua era dos veces el volumen del oxígeno usado para formarla. Según Avogadro la molécula de oxígeno se dividía en dos átomos para formar el agua.

La hipótesis de Avogadro fue ignorada durante medio siglo tras haber sido publicada por primera vez. Se han citado muchas razones para este desinterés, incluidos algunos problemas teóricos como el dualismo propuesto por Jöns Jacob Berzelius que consideraba que los compuestos se mantenían juntos por la atracción de las cargas positivas y negativas, lo que haría incompatible la existencia de moléculas formadas por dos átomos eléctricamente similares, como el caso del oxígeno. Además existía la barrera de que muchos químicos eran reacios a adoptar métodos físicos (como las determinaciones de densidad del vapor) para resolver sus problemas. Sin embargo, a mediados de siglo las figuras más prominentes empezaron a considerar intolerable la diversidad caótica de sistemas de pesos atómicos y fórmulas de compuestos en competencia, que proliferaron a causa de la incertidumbre. Además empezaron a acumularse pruebas puramente químicas que indicaban que lo afirmado por Avogadro podría ser cierto después de todo. A mediados de siglo, químicos más jóvenes como Alexander Williamson en Inglaterra, Charles Gerhardt y Charles-Adolphe Wurtz en Francia y August Kekulé en Alemania, empezaron a proponer la reforma de la química teórica para que se ajustara a la teoría de Avogadro.

Inicios de la síntesis orgánica y su industria[editar]Artículos principales: Vitalismo, Friedrich Wöhler y Síntesis orgánica.

Después de que se comprendieran los principios de la combustión, se apoderó de la química otro debate de gran importancia: el vitalismo, la distinción esencial entre la materia orgánica y la inorgánica. Esta teoría asumía que la materia orgánica solo podría ser producida por los seres vivos, atribuyendo este hecho a unavis vitalis (fuerza vital) inherente a la propia vida. En 1827 William Prout clasifico las biomoléculas en tres grupos: carbohidratos, proteínas y lípidos. Pero el debate del vitalismo se zanjó cuando Friedrich Wöhler descubrió accidentalmente en 1828 cómo se podía sintetizar la urea a partir de cianato de amonio, demostrando que la materia orgánica podía crearse de manera química a partir de reactivos inorgánicos. A pesar de ello se mantiene vigente la clasificación enquímica orgánica e inorgánica, ocupándose la primera esencialmente de los compuestos del carbono y la segunda de los compuestos de los demás elementos.

La urea fue la primera molécula orgánica que se logró sintetizar a partir de precusores inorgánicos.

Clave de colores:

carbono • oxígeno

nitrógeno • hidrógeno

Anteriormente Friedrich Wöhler y Justus von Liebig realizaron en 1825 el primer descubrimiento confirmado y explicado deisómeros, aunque el término fuera acuñado antes por Berzelius. Trabajando con ácido ciánico y ácido fulmínico, dedujeron correctamente que la isomería era la consecuencia de la diferente colocación de los mismos átomos en la estructura molecular. Además en 1832 Friedrich Wöhler y Justus von Liebig descubrieron y explicaron los grupos funcionales y los radicales en la química orgánica, además de sintetizar por primera vez el benzaldehído.

Por su parte Justus von Liebig realizó investigaciones que contribuyeron de forma crucial en la agricultura y la bioquímica y trabajó en la organización de la química orgánica. Liebig es considerado el padre de la industria de los fertilizantes por su descubrimiento de que el nitrógeno es un nutriente esencial para las plantas, y la formulación de la ley del mínimo que indica la influencia individual de cada nutriente en las cosechas.

Alfred Nobel que se enriqueció con el descubrimiento de la dinamita a su muerte donó la mayor parte de

su fortuna para los Premios Nobel.

Los últimos defensores del vitalismo negaban la cualidad de sustancia orgánica a un producto de desecho como la urea. Pero en 1847 Hermann Kolbe consiguió sintetizar otra sustancia

orgánica, el ácido acético, a partir de fuentes totalmente inorgánicas, quedando refutado sin lugar a dudas el vitalismo. La síntesis de la urea abrió el camino para las síntesis orgánica de cientos de productos. Ya en 1838 Alexandre Wosrerenskiobtuvo la quinona a partir de la quinina. El desarrollo de la química orgánica en la segunda mitad del siglo XIX estuvo impulsado inicialmente por la búsqueda de nuevos colorantes o tintes sintéticos. Hasta la época solo se podía teñir mediante productos naturales como la cochinilla que resultaban muy caros. El descubrimiento de la anilina por Runge y la primera síntesis de un colorante artificial realizada por Perkin abrió grandes posibilidades comerciales. En 1856 William Henry Perkin, con 18 años, desafiado por su profesor August Wilhelm von Hofmann intentaba sintetizar, usando como precursor alquitrán de hulla, la quinina, el medicamento contra la malaria, que hasta entonces era escasa por ser un producto natural. En uno de los intentos Perkin oxidó anilina usando dicromato potásico, las impurezas de toluidinareaccionaron con la anilina produciendo un precipitado negro, lo que parecía indicar una síntesis fallida. Al limpiar el matraz con alcohol, Perkin notó que la solución se volvía morada, a causa de un subproducto que resultaría ser el primer colorante sintético, la malveína o malva de Perkin. Este descubrimiento originaría la industria de los tintes sintéticos, una de las primeras industrias químicas de éxito. En 1865 Adolf von Baeyer empezó a fabricar el añil, el tinte de los pantalones vaqueros, hasta entonces obtenido del índigo, un hito en la industria de la química orgánica que revolucionó la industria de los tintes.

Otra importante industria de compuestos orgánicos en la época fue la de los explosivos. En 1847 el químico italiano Ascanio Sobrero descubrió la nitroglicerina, que revolucionaría la minería, pero que resultaba extremadamente peligrosa. El químico sueco Alfred Nobel descubrió que cuando la nitroglicerina era absorbida por una sustancia inerte como la tierra de diatomeas, resultaba más segura y manejable; y patentó esta mezcla en 1867 con el nombre de dinamita. Nobel posteriormente combinó la nitroglicerina con varios compuestos de nitrocelulosa, similares al colodión, que en combinación de otro explosivo de nitrato resultó una receta más eficiente. El compuesto obtenido, una sustancia gelatinosa transparente con un poder explosivo mayor que la dinamita, se denominó gelignita y fue patentada en 1876. Este descubrimiento fue seguido por una multitud de combinaciones similares, que se modificaban por la adición de nitrato potásico y otras sustancias.

En 1855 Benjamin Silliman Jr. inició los métodos de craqueo del petróleo, que son la base de la industria petroquímica actual.87 La importancia de los derivados del petróleo hicieron que la industria derivada de la química orgánica adquiriera la dimensión que tiene actualmente, con productos como los plásticos, loscarburantes, los adhesivos, etc. La industria de los plásticos se inició en 1862 cuando Alexander Parkes mostró en la exposición universal de Londres laparkesina, uno de los primeros polímeros sintéticos. Aunque el primer plástico comercializado a gran escala (la baquelita) no empezaría a su distribución hasta el inicio del siglo XX.

La fabricación industrial de fármacos sintéticos se inició con la aspirina en 1897, cuando Felix Hoffmann descubrió en los laboratorios Bayer un proceso para obtener ácido acetil salicílico a gran escala y con gran pureza.

Véanse también: Cronología de la Química orgánica y Síntesis de Wöhler.

Congreso de Karlsruhe y sus antecedentes[editar]Artículos principales: Stanislao Cannizzaro y Congreso de Karlsruhe.

Listado realizado por August Kekulécon la multiplicidad de fórmulas que se barajaban en 1860

para ácido acéticoantes de admitirse la hipótesis de Avogadro.

En 1840 Germain Hess propuso la ley de Hess, uno de los primeros pasos hacia la ley de conservación de la energía, que establece que la energía absorbida o desprendida en una reacción depende solo de los reactivos iniciales y productos finales, es independiente del tipo o número de pasos intermedios. En 1848 William Thomson (barón de Kelvin) estableció el concepto de cero absoluto, la temperatura a la que todas las moléculas detienen su movimiento por completo. En 1849Louis Pasteur descubrió que la mezcla racémica de ácido tartárico se trata de una mezcla de isómeros levógiros ydextrógiros, clarificando la naturaleza de la rotación óptica iniciando el campo de la estereoquímica.88

En 1852 August Beer estableció la ley de Beer, que relaciona la intensidad de luz absorbida por la disolución de una sustancia con su concentración y las propiedades de dicha sustancia. Se basa parcialmente en una obra anterior dePierre Bouguer y Johann Heinrich Lambert. Esta fórmula será la base de la técnica analítica conocida comoespectrofotometría,89 el análisis de sustancias químicas mediante la comparación del tipo y cantidad de luz que absorben.

Stanislao Cannizzaro consiguió la reforma que impuso la hipótesis de Avogadro, en la que se basa el

actual sistema de pesos atómicos y formulación.

La hipótesis de Avogadro empezó a conseguir aceptación entre los químicos solo después de que su compatriota Stanislao Cannizzaro demostrara su valor en 1858, dos años después de la muerte de Avogadro. La investigación de Cannizzaro originalmente se centraba en el análisis de productos naturales y las reacciones de los compuestos aromáticos. En 1853 descubrió que cuando se trataba elbenzaldehído con una base se obtenía una mezcla de ácido benzóico y alcohol bencílico, un fenómeno conocido actualmente como reacción de Cannizzaro. Cannizzaro explicó en un folleto escrito en 1858 que con la aplicación de las ideas de Avogadro se podía construir una teoría estructural química robusta y consistente, y que coincidía con casi todas las pruebas empíricas disponibles en la época. Por ejemplo, señaló que algunos gases elementales eran monoatómicos, aunque la mayoría eran diatómicos, y unos pocos eran incluso más complejos. Otro punto de discusión que trataba fue las fórmulas de los compuestos de metales alcalinos (como el sodio) y los alcalinotérreos (como el calcio). En vista de sus llamativas similitudes químicas la mayoría de los químicos les habían asignado el mismo tipo de fórmula. Cannizzaro discrepaba y situó a estos metales en dos grupos diferentes lo que eliminaba ciertas anomalías que se daban al intentar deducir sus propiedades a partir de sus pesos atómicos. Lamentablemente el folleto de Cannizzaro inicialmente solo se publicó en Italia y tuvo muy poca difusión.

El verdadero impacto del pasquín de Cannizzaro tuvo lugar en el congreso de Karlsruhe, el primer congreso internacional de química que se reunió en la ciudad alemana de Karlsruhe en septiembre de 1860, con el objetivo principal de unificar criterios. Estaba organizado por August Kekulé, Charles Adolphe Wurtz y Karl Weltzien,90 y congregó a los químicos europeos más importantes de la época. Cannizzaro fue muy elocuente, lógico y didáctico en su exposición, causando una gran impresión en la asamblea. Además su amigo Angelo Pavesi distribuyó su folleto entre todos los asistentes al final de la reunión, cuya lectura convenció definitivamente a la mayoría.91 Así Cannizzaro desempeño un papel fundamental en la reforma que impuso la tesis de Avogadro. El sistema de formulación y pesos atómicos resultante fue adoptado por la mayoría de los químicos, y es en esencia el que se usa actualmente.

Espectroscopía y tubos de descarga[editar]

Tubo de Crookes a la luz y en oscuridad. Los electrones se desplazan en línea recta desde

el cátodo (izquierda), como prueba la aparición de la sombra en forma de cruz en el fondo derecho. El

ánodo está en el borne inferior.

A mediados del siglo XIX se crearon dos técnicas que resultarían fundamentales para el estudio de la estructura del átomo: la espectroscopía y los tubos de descarga. Entre 1859 y 1860 Robert Bunsen y Gustav Kirchhoff crearon elanálisis de espectros. Los espectros atómicos son series de líneas que registran la energía emitida o absorbida por los átomos. En un espectrómetro se excitaba una muestra gaseosa, generalmente calentándola, y se hacía pasar la luz resultante por un prisma que separaba la energía de distintas frecuencias, que se imprimían haciéndolas pasar por una placa fotográfica. Si el espectro era de absorción lo que se descomponía era la luz que se hacía pasar a través de la muestra de gas, y se registraban las frecuencias que absorbía. El resultado era una tira de papel con series de líneas en distintas posiciones según los distintos elementos, que representaban las frecuencias de emisión o absorción características de cada elemento. Bunsen y Kirchoff usaron la espectroscopía para el análisis químico, al poder identificar con esta técnica la presencia de sustancias nuevas en las muestras, y así consiguieron descubrir el cesio y el rubidio. Enseguida los científicos se dieron cuenta que las líneas de los espectros se disponían de forma periódica en series matemáticamente formulables, y posteriormente se asociarían con la estructura de los átomos.

Esquema del espectro de emisión del hidrógeno, con colores para diferenciar las distintas series

identificadas.

Los tubos de descarga consistían en tubos de vidrio en los que se hacía parcialmente el vacío, por lo que en su interior quedaba un gas en concentración muy pequeña (denominado gas enrarecido). Dentro se alojaban además dos bornes separados (ánodo y cátodo) de un circuito eléctrico, y se estudiaba lo que ocurría en el interior cuando se hacía pasar una corriente eléctrica a través del tubo. El químico y físico inglés William Crookes fue el pioneros en el

campo de los tubos de descarga, al inventar el tubo de Crookes, un tubo de descarga experimental en el que pudo estudiar el comportamiento de los rayos catódicos que lo atravesaban. Crookes destacó por estos estudios de los rayos catódicos al resultar fundamentales para el desarrollo de la física atómica, puesto que ayudaron a desvelar la estructura del átomo. Sus investigaciones consistieron en observar los efectos de las descargas eléctricas en el espacio oscuro alrededor del cátodo, situado en el interior de los tubos que tenían una atmósfera muy tenue de gas, actualmente es denominado espacio oscuro de Crookes en su honor. Demostró que los rayos catódicos se desplazaban en líneas rectas y producían fosforescencia al chocar con determinadas sustancias (luego estaban formados por partículas materiales cargadas negativamente). Además Crookes aplicó las técnicas espectroscópicas para estudiar los compuestos de selenio. En 1861 Crookes usó el mismo proceso para descubrir el talio en algunos depósitos seleníferos. Continuó trabajando con el nuevo elemento, lo aisló y estudió sus propiedades, y en 1873 determinó su peso atómico.

Kekulé y la estructura orgánica[editar]

August Kekulé.

Estructura propuesta por Kekulé para elbenceno.

La contribución más importante del químico alemán Friedrich August Kekulé von Stradonitz fue su teoría estructural para los compuestos orgánicos, resumida en dos artículos publicados en 1857 y 1858 y desarrollada en gran detalle en su popular obra Lehrbuch der organischen Chemie (Manual de química orgánica), cuyo primer tomo apareció en 1859 y terminó teniendo cuatro volúmenes. Kekulé explicó que los átomos de carbono tetravalentes (que pueden formar cuatro enlaces químicos) se unen unos a otros para formar cadenas, que denominó cadena de carbonos o carboesqueleto, y con el resto de valencias se pueden unir a

otros tipos de átomos (como hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y cloro). Estaba convencido de que era posible encontrar esta estructura en todas las moléculas orgánicas, al menos en todas las conocidas en la época. Kekule no era el único químico de la época en creerlo. El químico escocés Archibald Scott Couper publicó una teoría similar casi al mismo tiempo, y el ruso Aleksandr Butlerov hizo mucho por clarificar y expandir la teoría. Sin embargo Kekulé fue el principal difusor de la teoría y sus ideas prevalecieron en la comunidad científica.

En 1864 Cato Maximilian Guldberg y Peter Waage, a partir de las ideas de Claude Louis Berthollet propusieron la ley de acción de masas. En 1865 Johann Josef Loschmidt determinó el número exacto de moléculas que contiene un mol de sustancia, posteriormente denominadoconstante de Avogadro.

En 1865 August Kekulé se basó parcialmente en el trabajo de Loschmidt, entre otros, para establecer la estructura del benceno, explicándola como un anillo de seis átomos de carbono con enlaces simples y dobles alternados. La novedosa propuesta de Kekulé de estructura cíclica del benceno fue muy polémica pero nadie en la época aportó una mejor. Actualmente se sabe que gran parte de los compuestos orgánicos contienen estructuras cíclicas como el benceno, denominadas aromáticas.

Mendeléyev y la tabla periódica[editar]Artículos principales: Dmitri Mendeléyev, Tabla periódica de los elementos y Descubrimiento de los elementos químicos.

En 1869 los científicos ya habían descubierto 66 elementos diferentes y habían determinado su masa atómica. Comprobaron que algunos elementos tenían propiedades químicas similares y hubo varios intentos de clasificarlos según algunas de ellas con más o menos acierto. En 1829 el químico J.W. Döbereinerorganizó un sistema de clasificación de elementos en el que estos se congregaban en grupos de tres denominados tríadas. Las propiedades químicas de los elementos de una tríada eran similares y sus propiedades físicas variaban de manera ordenada con su masa atómica. En 1862 Alexandre-Emile Béguyer de Chancourtois publicó su hélice telúrica, una clasificación tridimensional de los elementos. En 1864 John Newlands propuso la ley de las octavas y el mismo añoLothar Meyer desarrolló otra clasificación con 28 elementos organizados según su valencia.

Dmitri Mendeléyev creador de laTabla periódica.

Tabla periódica de 1871 realizada por Dmitri Mendeléyev.

Pero quien terminó dando sentido a una lista ordenada de los elementos conocidos (que nos ayudaría a entender la estructura interna de los átomos) fue Dmitri Ivanovich Mendeléyev al desarrollar la primera tabla periódica de los elementosmoderna. El químico ruso Mendeléyev

intuyó que había algún tipo de orden entre los elementos y pasó más de treinta años recolectando datos y dando forma al concepto, inicialmente con la intención de aclarar el desorden para sus alumnos. Mendeléyev acomodó los 66 elementos conocidos en ese momento en su tabla periódica por orden creciente de peso atómico, pero también atendiendo a sus propiedades, y acertó al dejar huecos en la tabla para elementos todavía no descubiertos. Mendeléyev descubrió que cuando se ordenaban los elementos químicos en fila según aumentaba el peso atómico, hasta llegar a uno que tuviera propiedades similares al inicial, que se situaría en una nueva fila debajo, en la tabla resultante se encontraban patrones recurrentes, o periodicidad, en las propiedades de los elementos tanto en las filas (periodos) como en las columnas (grupos). Publicó su descubrimiento en 1969 en su obra Principios de química. Además su sistema le permitió predecir con bastante exactitud las propiedades de elementos no descubiertos hasta el momento. En su versión de la tabla de 1871, predijo las propiedades que tendrían probablemente tres elementos todavía no descubiertos a los que denominó ekaboro (Eb), ekaaluminio (Ea) y ekasilicio (Es), que coincidieron con las delescandio, galio y germanio, al ser descubiertos, lo que consiguió la aceptación generalizada de este sistema de ordenación.

Sin embargo, la tabla de Mendeléyev no era del todo perfecta. Posteriormente tras el descubrimiento de varios elementos nuevos y de perfeccionarse los métodos de determinación de las masas atómicas, se descubrió que algunos elementos no estaban en el orden correcto. La causa de este problema la determinaría más adelante el químico inglés Henry Moseley, cuando se conociera mejor la naturaleza del átomo, quién descubrió que lo que determinaba un claro patrón periódico de las propiedades de los átomos, es el número de protones que contiene cada elemento en su núcleo, o número atómico, y no la masa atómica. Además no aparecía ninguna columna para los gases nobles, pero en esas fechas no se conocía todavía ninguno.

Josiah Willard Gibbs[editar]

J. Willard Gibbs formuló el concepto de equilibrio termodinámico en términos deenergía y entropía, y los

relacionó con el movimiento de las partículas.

Artículos principales: Josiah Willard Gibbs y Física estadística.

La obra del físico estadounidense J. Willard Gibbs sobre las aplicaciones de la termodinámica fue fundamental para transformar la química física en una ciencia deductiva rigurosa. Durante el periodo de 1876 a 1878, Gibbs trabajó en los principios de la

termodinámica, aplicándolos a los complejos procesos implicados en las reacciones químicas. Definió el concepto de potencial químico, o la tendencia de que una reacción química se produzca. En 1876 publicó su obra más famosa, On the Equilibrium of Heterogeneous Substances (Sobre el equilibrio de las substancias heterogéneas), una recopilación de sus trabajos de termodinámica y química física en la que desarrolla el concepto de energía libre para explicar la base física del equilibrio químico.92 Con las ecuaciones de la energía libre, Gibbs relaciona matemáticamente todas las variables involucradas en una reacción química (temperatura, presión, volumen, energía y entropía). En este ensayo donde inicia sus teorías sobre las fases de la materia, considera a cada estado de la materia es una fase y cada sustancia un componente y las relacionó en una ecuación, conocida como regla de las fases de Gibbs, que sirve para determinar los grados de libertad de un sistema en equilibrio. En esta obra quizás su contribución más destacada es la introducción del concepto de energía libre, por lo que una de sus formas se denomina actualmente energía libre de Gibbs en su honor. La energía libre de Gibbs relaciona la tendencia de un sistema físico o químico a disminuir su energía y aumentar su desorden (entropía) simultáneamente en los procesos naturales espontáneos. Las conclusiones de Gibbs permiten a los investigadores calcular los cambios en la energía libre de un proceso, como una reacción química, y determinar la velocidad a la que ocurrirá. Como virtualmente todos los procesos químicos y muchos físicos implican cambios de este tipo, su obra tiene un impacto significativo tanto en los aspectos teóricos como experimentales de esta ciencia.

En 1877 Ludwig Boltzmann estableció las causas estadísticas de muchos de los conceptos químicos y físicos, incluida la entropía, y la relación con las distribuciones de las velocidades moleculares en un gas.93 Junto a Boltzmann y James Clerk Maxwell, Gibbs creó una nueva rama de la física teórica denominada mecánica estadística (término que él acuño), que explica que las leyes de la termodinámica son la consecuencia de las propiedades estadísticas de grandes conjuntos de partículas en interacción. Las relaciones causa-efecto que estableció Gibbs entre las propiedades estadísticas de los sistemas con muchas partículas y las leyes fenomenológicas de la termodinámica (T, p, V, S y U) se presentaron en su influyente libro de texto Elementary Principles in Statistical Mechanics (Principios elementales de mecánica estadística), publicado en 1902, un año antes de su muerte. En esta obra Gibbs revisa en profundidad la relación entre las leyes de la termodinámica y la teoría estadística del movimiento molecular.

Van't Hoff y Arrhenius[editar]

Jacobus Henricus van 't Hoffganó el primer premio Nobel de química de la historia por sus trabajos

sobre la dinámica química y las disoluciones.

En 1873 Jacobus Henricus van 't Hoff y Joseph Achille Le Bel trabajando independientemente desarrollaron un modelo deenlace químico que explicaba los experimentos de quiralidad de Pasteur y proporcionaba una causa física para la actividad óptica de los compuestos quirales.94 La publicación de van 't Hoff Voorstel tot Uitbreiding der Tegenwoordige in de Scheikunde gebruikte Structuurformules in de Ruimte (Propuesta para el desarrollo de las fórmulas químicas estructurales de tres dimensiones), que constaba de doce páginas de texto y una de diagramas, impulsó el desarrollo de la estereoquímica. En esta publicación se trata del concepto de «átomo de carbono asimétrico» que explica la existencia de numerosos isómeros, que no se podían explicar con las fórmulas estructurales existentes hasta entonces. Además señalaba que existía relación entre la actividad óptica y esta asimetría del átomo de carbono. Además, en 1884 Jacobus Henricus van 't Hoff publicó Études de Dynamique chimique (Estudios de química dinámica), un influyente ensayo sobre cinética química.95 En esta obra explica la relación termodinámica entre el calor de reacción y el desplazamiento del equilibrio como resultado de una variación de temperatura. A volumen constante, el equilibrio de un sistema tiende a desplazarse hacia la dirección que se oponga al cambio de temperatura. Este principio sería ampliado al año siguiente por Henry Louis Le Châtelier, incluyendo los cambios de volumen y presión. Esta regla denominado principio de Le Chatelier, explica los efectos que ejercen las influencias externas sobre la dinámica del equilibrio químico.96

En 1883 científico sueco Svante Arrhenius desarrolló la teoría iónica para explicar la conductividad de los electrolitos,97suponiendo que algunos solutos que en estado sólido eran neutros se componían de partículas cargadas (iones) que compensaban su carga entre sí, y que se separaban en el seno de una disolución. En 1885 J. H. van 't Hoff publicóL'Équilibre chimique dans les Systèmes gazeux ou dissous à I'État dilué (Equilibrio químico en sistemas gaseosos o de soluciones muy diluidas), donde demuestra que la "presión osmótica" en las soluciones que están suficientemente diluidas es proporcional a la concentración y la temperatura absoluta, de forma que esta presión puede expresarse por una fórmula que solo se diferencia de la ecuación de presión de los gases en un coeficiente i. También determinó el valor de este i por varios métodos. Así van 't Hoff pudo probar que las leyes de la termodinámica para los gases también podían aplicarse a las soluciones diluidas. Además sus leyes para la presión demostraron la validez de la teoría de la disociación electrolítica de Arrhenius.

Descubrimientos de finales del siglo XIX[editar]

Joseph John Thomsondescubrió los electrones en 1897.

En 1884, Hermann Emil Fischer propuso la estructura de la purina, la base de muchas biomoléculas, que posteriormente consiguió sintetizar en 1898. Además inició el trabajo de la química de la glucosa y otros azúcares relacionados.98

En 1885 Eugene Goldstein le dio su nombre a los rayos catódicos, y en 1888 continuando su investigación sobre tubos de descarga descubrió los rayos canales, lo que posteriormente ayudaría a desvelar la estructura del núcleo de los átomos.99

En 1892 John Strutt (3erbarón Rayleigh) descubrió que el nitrógeno que se encontraba en los compuestos químicos tenía un peso menor que el atmosférico, y supuso que se trataba porque estos compuestos incluían algún gas más ligero que disminuía el peso total. En cambio el químico escocés William Ramsay atribuyó esta discrepancia a la presencia de un gas más pesado todavía no descubierto mezclado con el nitrógeno atmosférico. Usando dos métodos diferentes para eliminar todos los gases conocidos del aire, Ramsay y Rayleigh consiguieron aislar un nuevo gas en 1894, y anunciaron que habían descubierto un gas, monoatómico e inerte, que constituía casi el 1% de aire atmosférico, al que llamaron argón, el primero de los gases nobles en ser descubierto. Al año siguiente Ramsay liberó otro gas inerte de un mineral llamado cleveíta, que resultó ser el helio, cuyoespectro coincidía con el de la luz solar, lo que demostraba su presencia en el Sol y determinó que se nombrara como la deidad solar griega, Helios. En su obra The Gases of the Atmosphere (Los gases de la atmósfera, 1896), Ramsay predijo que según las posiciones del helio y el argón en la tabla periódica existirían al menos tres gases nobles más. En 1898 Ramsay y el químico inglés Morris W. Travers aislaron estos tres elementos (el neón, kriptón y xenón) a partir del aire licuado. Posteriormente (1903) William Ramsay trabajó con Frederick Soddy para demostrar que las partículas alfa eran núcleos de helio que se desprendían continuamente en la descomposición del radio.

En 1893 Alfred Werner descubrió la estructura octaédrica de los complejos de cobalto, el primer complejo de coordinación.100

En 1897 Joseph John Thomson descubrió el electrón, usando un tubo de rayos catódicos. En 1898 Wilhelm Wien demostró que los rayos canales (una corriente de iones positivos) podían desviarse por los campos magnéticos, y que la desviación era proporcional a su relación masa carga. Este descubrimiento además de ayudar a conocer la estructura del núcleo de los

átomos, sería la base para desarrollar la técnica de análisis químico denominada espectrometría de masas.101

Marie y Pierre Curie[editar]

Marie Curie fue la primera persona en ganar dos premios Nobel (y la única hasta la fecha en dos

disciplinas científicas distintas) por sus trabajos en el campo de la radioactividad.

Artículos principales: Marie Curie, Pierre Curie y Henri Becquerel.

Pierre Curie y Marie Curie fue un matrimonio franco-polaco de científicos famoso por su investigación pionera en el campo de laradioactividad. Se considera que la investigación que realizaron ambos y Henri Becquerel fue la piedra angular de la era nuclear. Marie quedó fascinada con la obra de Becquerel, el físico francés que descubrió en 1896 que el uranio emitía rayos similares a los rayos X descubiertos por Wilhelm Röntgen. Marie Curie empezó a estudiar el uranio a finales de 1897 y teorizó, según un artículo suyo de 1904: «que la emisión de rayos de los compuestos de uranio es una propiedad del propio metal, que es una propiedad atómica del elemento uranio independiente de su estado químico o físico.» Curie continuó y amplió el trabajo de Becquerel realizando sus propios experimentos sobre las emisiones del uranio. Descubrió que las emisiones de rayos eran constantes, sin importar la forma o las condiciones en que se encontrara el uranio, por lo que supuso que se debían a la estructura atómica del elemento. Este descubrimiento supondría el inicio de la física atómica. Los Curie acuñaron el términoradioactividad para describir el fenómeno.

Pierre Curie además de la radiactividad estudió además elmagnetismo, descubriendo la ley de Curie y

la temperatura de Curie.

Pierre y Marie prosiguieron estudiando las sustancias radiactivas separando las presentes en toneladas de la mena de uranio y usando el electrómetro para medir la radiación y detectar cualquier mínima cantidad de elementos radiactivos, una tarea que requiere recursos industriales y que ellos consiguieron en condiciones relativamente rudimentarias. Trabajando con el pechblenda la pareja descubrió un nuevo elemento radiactivo, al que llamaron polonio, en honor del país de origen de Marie. El 21 de diciembre de 1898 descubrieron la presencia de otro elemento radiactivo en la pechblenda, el radio. Entonces la pareja Curie inició el trabajo para aislar el polonio y el radio de sus compuestos naturales, para demostrar que eran elementos químicos. En 1902 los Curie anunciaron que habían conseguido un decigramo de radio puro. Les llevó tres años aislar el radio pero nunca fueron capaces de aislar el polonio. Los Curie, junto a Henri Becquerel, recibieron el Premio Nobel de física de 1903 por su estudio de la radiactividad. Marie Curie recibió el Premio Nobel de química en 1911 por el descubrimiento del radio y el polonio. Por ello Marie Curie fue la primera mujer en recibir un Premio Nobel, la primera persona en recibir dos Premios Nobel y la única en recibirlos en dos disciplinas científicas diferentes.

Aunque Pierre trabajó junto a Marie en la extracción de sustancias de las minas minerales se concentró en el estudio físico de la radiación de los nuevos elementos (incluidos los efectos químicos y luminosos). Utilizando campos magnéticos sobre los rayos que emitía el radio, consiguió demostrar que contenía partículas positivas, negativas y radiación ionizante, que Ernest Rutherford posteriormente denominaría rayos alfa, beta y gamma. Pierre entonces estudió estas radiaciones por calorimetría y observó los efectos físicos del radio, abriendo el camino de la radioterapia, y posteriormente Marie Curie supervisó los primeros tratamientos de radioterapia contra el cáncer. Pierre Curie además estudió el magnetismo y descubrió que las sustancias ferromagneticas pierden sus propiedades magnéticas por encima de una temperatura crítica, denominada temperatura de Curie. Lamentablemente falleció tempranamente en 1906 atropellado por un carruaje en París. Sus obras completas se publicaron en 1908.

Siglo XX: se desvela la estructura del átomo[editar]

El primer congreso de Solvay celebrado enBruselas en 1911 es considerado un punto de inflexión de la

química y la física.

A principios de este siglo surgen varios modelos atómicos que tratarían de paliar las deficiencias de la teoría atómica de Dalton, que se basaron en gran medida en los datos acumulados por la espectroscopía y los experimentos con tubos de descarga en la última parte del siglo anterior. Tras haber descubierto la existencia de los electrones, en 1903 el primero en elaborar un nuevo modelo atómico fue J. J. Thomson que propuso que los electrones se distribuían uniformemente en el interior del átomo suspendidos en una nube de carga positiva, por lo que a su teoría se la denominó modelo del budín de pasas. En 1904 el físico japonés Hantaro Nagaoka propuso uno modelo atómico orbital con un núcleo denso y macizo.102

Mikhail Tsvet inventó lacromatografía.

En 1903 el botánico ruso Mikhail Tsvet inventó la cromatografía, una técnica trascendental para la química analítica, con la intención de separar sustancias contenidas en las plantas. La cromatografía es un método físico para separar mezclas complejas que se basa el principio de retención selectiva, ya que diferencias sutiles en el coeficiente de partición de los compuestos da como resultado una retención diferencial sobre una fase estacionaria y por tanto una separación efectiva, lo que permite identificar y determinar las cantidades de dichos componentes.

En 1905 Fritz Haber y Carl Bosch desarrollaron el proceso de Haber para fabricar a escala industrial amoniaco, un hito en la industria química con grandes consecuencias en la

producción de fertilizantes y de munición. Actualmente la producción de alimentos de la mitad de la población del mundo depende de este método para la producción de fertilizantes. Haber, junto aMax Born, propuso el ciclo de Born-Haber para calcular la energía reticular en la formación de compuestos cristalinos iónicos. Además Haber es considerado el «padre de la guerra química» por el desarrollo de gases tóxicos que se usarían en la Primera Guerra Mundial.

En 1905 Albert Einstein explicó el movimiento browniano de forma que sustentaba definitivamente la teoría atómica. En 1907Leo Baekeland inventó la baquelita, el primer plástico que se comercializó con éxito.

En 1909 el físico estadounidense Robert Andrews Millikan (discípulo de Walther Nernst y Max Planck) midió con gran precisión la carga individual del electrón, con su famoso experimento de las gotas de aceite, y consiguió confirmar que todos los electrones tenían la misma carga y masa. Y el mismo año S. P. L. Sørensen inventó el concepto de pH y desarrolló métodos para medir la acidez.

En 1911 Antonius Van den Broek propuso la idea que los elementos de la tabla periódica se ordenaran según las cargas positivas de su núcleo, en lugar de por su peso atómico. En 1911 se realizó el primer Congreso Solvay en Bruselas con la asistencia de los químicos y físicos más prominentes de la época. En 1912William Henry Bragg y William Lawrence Bragg propusieron la ley de Bragg que creó el campo de la cristalografía de rayos X, fundamental para estudiar la estructura cristalina de las sustancias químicas. También en 1912 Peter Debye desarrolló el concepto de dipolo molecular para describir la distribución asimétrica de carga de algunas moléculas.

Experimento de Rutherford.

Arriba: el resultado previsto si hubiera sido válido elmodelo atómico de Thomson. Abajo: el resultado del

experimento que demostró la existencia de un núcleo central positivo en el átomo.

Ernest Rutherford y su modelo atómico[editar]

Ernest Rutherford descubridor delnúcleo del átomo.

Artículos principales: Ernest Rutherford y Modelo atómico de Rutherford.

El físico de origen neozelandés Ernest Rutherford es considerado el padre de la física nuclear. Estudió y clarificó la naturaleza de las partículas radioactivas, además de darles nombre (rayos α, β y γ) demostrando que las dos primeras eran emisiones de partículas mientras que los rayos gamma eran radiación electromagnética de alta energía. En 1901 y 1902 Rutherford trabajó junto a Frederick Soddy, para explicar que la radioactividad eran emisiones debidas a la transmutación de los átomos, lo que hoy conocemos comoreacciones nucleares. Demostraron experimentalmente que los átomos radiactivos se convertían espontáneamente en otros, expulsando porciones del átomo a gran velocidad. También observó que la intensidad de la radioactividad de las muestras de los elementos radiactivos decrece con un patrón regular y propio hasta llegar a la estabilidad, y denominó a la mitad de este tiempo periodo de semidesintegración.

En 1906 Rutherford dirigió un experimento realizado por sus alumnos Hans Geiger(posteriormente conocido por el contador Geiger) y Ernest Marsden en la Universidad de Mánchester. En este célebre experimento, conocido como el experimento de Rutherford o experimento Geiger-Marsden, se bombardeó una finísima lámina de oro con un haz de partículas alfa, generadas por la descomposición del radón. El objetivo del experimento era evaluar la validez del modelo atómico de Thomson. Si los átomos de oro se ajustaban a este modelo las partículas α los atravesarían sin desviarse o haciéndolo pocos grados. Pero los resultados reales sorprendieron a Rutherford. Aunque muchas partículas α pasaban sin desviarse, un pequeño porcentaje sufría grandes desviaciones, incluso de más de 90 grados. Esto demostraba que en el interior de los átomos había una masa relativamente grande con carga positiva, a la que posteriormente Rutherford denominó núcleo atómico, con la que chocaban las partículas α; y refutaba por completo el modelo de Thomson. A partir de estos resultados Ernest Rutherford desarrolló su propio modelo atómico, según el cual el átomo estaba constituido por un núcleo central positivo relativamente grande con electrones girando a su alrededor como en un sistema planetario, aunque la mayor parte del átomo estaba vacía (la mayoría de las partículas α no encontraban nada con qué chocar). Rutherford fue galardonado con el premio Nobel de química en 1908 por sus estudios sobre la radioatividad y la estructura del átomo.

Niels Bohr desarrolló el modelo atómico de Bohr iniciando lamecánica cuántica.

Modelo atómico de Bohr[editar]Artículos principales: Niels Bohr y Modelo atómico de Bohr.

A pesar de su gran avance el modelo atómico de Rutherford presentaba un fallo teórico importante que los físicos no tardaron en señalar. Según la teoría electromagnética clásica una carga girando circularmente emitiría energía, lo que provocaría que los electrones perdieran energía por la emisión y terminaran trazando una espiral hasta precipitarse sobre el núcleo; por lo que los átomos no podrían ser estables así descritos.103 En 1913 el físico danés Niels Bohr subsanó esta deficiencia introduciendo el concepto de cuantización en la estructura del átomo, al proponer en su modelo atómico que los electrones no giraban en cualquier órbita, sino que tienen restringido su movimiento a órbitas de determinados niveles (aquellos cuyo momento angular fuera un múltiplo entero de h/2π) las cuales serían órbitas estacionarias, que no emitirían energía.103

El modelo de Bohr para el átomo de hidrógeno (Z = 1) o iones monoelectrónicos (Z > 1) introduce el concepto de cuantización

(determinada por n, número cuántico principal) a las órbitas permitidas al electrón, que emite o absorbe energía al pasar de una a

otra (hν).104

En el modelo de Bohr los electrones giran en órbitas circulares alrededor del núcleo en niveles cuantizados, es decir, solo determinados radios estaban permitidos. Las órbitas intermedias no existen y los electrones emiten o absorben energía para pasar a órbitas más bajas o altas, respectivamente. Como los electrones solo se encuentran en determinadas órbitas características de cada átomo, la magnitud de los saltos de energía que dan al ser excitados son únicos para cada elemento, y serían los que recogen los espectros atómicos. El gran éxito de este modelo fue que las líneas del espectro de emisión experimental del hidrógeno coincidían perfectamente con lo predicho por él. El modelo atómico de Bohr supuso un gran progreso, pero fue criticado por no explicar la causa de la cuantización (la planteó como un postulado) y su éxito con los espectros atómicos se reducía al hidrógeno y los iones con un solo electrón, no es capaz de predecir las interacciones más complejas en átomos con más de un electrón.

Neils Bohr además trabajó en el principio de complementariedad que afirma que el comportamiento del electrón puede interpretarse de dos formas válidas, como una onda o como una partícula, o lo que es lo mismo que las teorías corpuscular y ondulatoria de la luz no se excluyen sino que se complementan.

Isótopos, protones, neutrones y modelo de Sommerfeld[editar]

Esquema del átomo de litio conprotones, neutrones yelectrones.

En 1913 Henry Moseley, trabajando sobre la idea inicial de Van den Broek, introdujo el concepto de número atómico para arreglar los desajustes de la tabla periódica de Mendeléyev, que se basaba en el peso atómico. También en 1913 J. J. Thomson amplió la obra de Wien demostrando que las partículas subatómicas podían separarse según su relación carga masa, con una técnica denominada espectrometría de masas. El mismo año Frederick Soddy formuló el concepto de isótopo, afirmando que existían ciertos elementos con dos o más formas, con idénticas propiedades químicas, pero distinto peso atómico (contradiciendo el 2º postulado de Dalton). Además en 1917 Soddy descubrió el elemento protactinio.

En el año 1918 Ernest Rutherford descubrió que cuando se disparaban partículas alfa contra el nitrógeno gas, sus detectores de centelleo captaban núcleos de hidrógeno, por lo que determinó que el núcleo de hidrógeno debía ser una partícula fundamental, descubriendo así el protón. Además Rutherford propuso en 1920 la existencia de partículas neutras en el núcleo para explicar que los núcleos no se desintegrasen por la repulsión electromagnética de los protones.105 Y finalmenteJames Chadwick en el año 1932 descubrió una partícula nuclear de masa similar al protón pero de carga neutra, al que denominó neutrón.106 Este descubrimiento explicaba los desajustes de la tabla periódica de Mendeléyev (la presencia de neutrones podía

aumentar el peso atómico, pero no la carga del núcleo ni su número atómico), justificando así la modificación de Henry Moseley, y también la existencia de los isótopos (los isótopos tenían el mismo número de protones pero distinto de neutrones).

En 1916 Arnold Sommerfeld perfeccionó el modelo atómico de Bohr con el modelo atómico de Sommerfeld, que introdujo las órbitas elípticas con un nuevonúmero cuántico, el azimutal, y postulando que no solo el electrón se movía sino que también el núcleo giraba alrededor del centro de masas.

En 1931 Harold Clayton Urey detectó por primera vez uno de los isótopos más destacados, el deuterio o hidrógeno pesado.107

Gilbert N. Lewis[editar]Artículo principal: Gilbert N. Lewis

El físico químico estadounidense Gilbert Newton Lewis inició la teoría del enlace de valencia. Esta teoría se basa en que los enlaces químicos dependen de la cantidad de electrones que tengan los átomos en su capa más externa, o capa de valencia. En 1902 mientras Lewis intentaba explicar la valencia a sus alumnos representó los átomos como si fueran cubos con los electrones en los vértices. Estos «átomos cúbicos» servían para explicar los ocho grupos de la tabla periódica y representaban la idea de que los enlaces químicos se formaban para que los átomos se transfirieran electrones unos a otros con objeto de completar los ocho electrones exteriores, un octeto, necesarios para alcanzar la estabilidad al conseguir la misma configuración electrónica exterior que un gas noble.

Estructuras de Lewisde la formación de la molécula de oxígeno.

La teoría de Lewis del enlace químico siguió evolucionando y en 1916 publicó su influyente artículo The Atom of the Molecule (el átomo de la molécula), donde propuso que un enlace químico se forma por la interacción conjunta de dos electrones compartidos. El modelo de Lewis identificaba el enlace químico clásico con la compartición de un par de electrones entre los dos átomos enlazados. Lewis introdujo en este artículo los «diagramas de electrones de puntos» para representar las estructuras electrónicas de los átomos y las moléculas que actualmente se conocen como estructuras de Lewis, que se usan prácticamente en todos los libros de texto de introducción a la química.

Poco después de la publicación de este artículo de 1916, Lewis empezó a dedicarse a la investigación militar. No volvió al campo del enlace químico hasta 1923, cuando resumió magistralmente su modelo en la obra titulada Valence and the Structure of Atoms and Molecules (Valencia y la estructura de átomos y moléculas). Este renovado interés por la

materia fue promovido por las actividades del químico estadounidense Irving Langmuir, investigador de General Electric, que entre 1919 y 1921 popularizó y desarrolló el modelo de Lewis. Posteriormente Langmuir acuñó el término enlace covalente. En 1921 Otto Stern y Walther Gerlach estabecieron el concepto mecánico cuántico de spin para las partículas subatómicas, que apoyaba la idea de pares de electrones.

Lewis desarrolló en 1923 la teoría de el par de electrones libres para los ácidos y bases. Lewis redefinió el concepto de ácido para ampliarlo a cualquier átomo o molécula con un octeto incompleto capaz de aceptar un par de electrones. Y en contrapartida, las bases serían cualquier sustancia con su octeto completo y un par de electrones libres de enlace que pueda actuar como donante a un ácido. Los ácidos y bases de esta teoría se conocen como ácidos y bases de Lewis. En 1923, G. N. Lewis y Merle Randall publicaron Thermodynamics and the Free Energy of Chemical Substances (Termodinámica y la energía libre de las sustancias químicas), el primer tratado de termodinámica química moderno.

En la década de 1920 se adoptó rápidamente el modelo de Lewis de los pares de electrones principalmente en los campos de la química orgánica y lacoordinación. En química orgánica esta aplicación se debe principalmente a la labor de los químicos británicos Arthur Lapworth, Robert Robinson, Thomas Lowryy Christopher Ingold; mientras que en el campo de la química de la coordinación el modelo de Lewis fue promocionado por las obras del químico estadounidenseMaurice Huggins y el británico Nevil Sidgwick.

Mecánica cuántica[editar]Artículos principales: Louis de Broglie, Wolfgang Pauli, Erwin Schrödinger, Ecuación de Schrödinger y Ecuación de Dirac.

En la década de 1920 se establecerán los fundamentos de la mecánica cuántica, que será decisiva para la desvelar la naturaleza y el comportamiento de las partículas subatómicas a partir de entonces.

En 1924 el físico Louis de Broglie publicó su revolucionaria tésis, en la que presentó la teoría de que el electrón se comporta con una dualidad onda partícula. En su época se consideraba que las ondas y los corpúsculos de materia y luz se comportaban de forma diferente, pero de Broglie sugirió que estas características aparentemente diferentes en realidad son el mismo comportamiento observado desde perspectivas diferentes — que las partículas pueden comportarse como ondas, y que las ondas (la radiación) pueden comportarse como las partículas. La propuesta de Broglie ofrecía una explicación a las restricciones de movimiento de los electrones en el interior del átomo. Las primeras publicaciones con la idea de “ondas materiales” de De Broglie despertaron poca atención entre los físicos de la época, pero una copia de su tesis doctoral cayó en manos de Albert Einstein, que la recibió con entusiasmo. Einstein no solo la difundió sino que trabajó para desarrollar el concepto.

En 1925 el físico austriaco Wolfgang Pauli estableció el principio de exclusión de Pauli, que afirmaba que dos electrones alrededor del mismo núcleo no pueden ocupar el mismo estado cuántico simultáneamente, que está definido por cuatro números cuánticos. Pauli hizo

De izq. a dcha. y de arriba a abajo:

Louis de Broglie (1892 - 1987).

Wolfgang Pauli (1900-1958).

Erwin Schrödinger (1887-1961).

Werner Heisenberg (1901-1976).

importantes contribuciones en los campos de la mecánica cuántica y teoría cuántica. Fue galardonado con el premio Nobel de física 1945 por su descubrimiento del principio de exclusión, además de por sus estudios del estado sólido y su hipótesis anticipando la existencia del neutrino.

Ecuación general de Schrödingerpara una onda estacionaria.

Paul Dirac, junto a Schrödinger, ganó el premio Nobel de física de 1933 por sus contribuciones a la

teoría atómica.

En 1926, a la edad de 39 años, el físico teórico Erwin Schrödinger creó la obra considerada el pilar de la mecánica cuántica ondulatoria. En esta obra describe su ecuación de diferenciales parciales que es la ecuación básica de la mecánica cuántica y que supone para la mecánica del átomo lo mismo que las leyes de Newton supusieron para la comprensión del movimiento de los planetas. Adoptando la propuesta de Louis de Broglie en 1924 de que la materia tiene una naturaleza dual y que en algunas situaciones se comportan como las ondas, Schrödinger desarrolla la teoría de este comportamiento plasmándolo en una ecuación de onda, actualmente conocida como la ecuación de Schrödinger. Las soluciones de la ecuación de Schrödinger, a diferencia de las ecuaciones de Newton, son funciones de onda que describen la probabilidad de que ocurra un hecho físico. La secuencia de trayectorias y posiciones fácilmente visualizables de la mecánica de Newton, en la mecánica cuántica se reemplazan por una noción más abstracta de probabilidades, lo que la hace más oscura y originaalgunas paradojas. Por ejemplo a partir del modelo atómico de Schrödinger los electrones ya no se describirán en órbitas alrededor del átomo sino en orbitales.

El físico teórico alemán Werner Heisenberg también fue uno de los creadores clave de la mecánica cuántica. En 1925 Heisenberg descubrió la manera de formular las ecuaciones de la mecánica cuántica en términos de matrices. Por este descubrimiento sería galardonado con el premio Nobel de física de 1932, y en el futuro facilitaría el cálculo computacional. En 1927 publicó su principio de incertidumbre, en el que basó su pensamiento y por el que es más famoso. Con él Heisenberg demostró que al estudiar un electrón en un átomo se podía determinar su posición o su velocidad, pero era imposible conocer las dos al mismo tiempo.

En 1928 Paul Dirac formuló la ecuación de Dirac, una ecuación de onda relativista para partículas de espín ½, como el electrón, que es completamente consistente tanto con los principios de la mecánica cuántica como con la teoría de la relatividad especial, cuya aplicación a los átomos hidrogenoides da lugar almodelo atómico de Dirac.

Al comprobarse que los átomos no hacen honor a su nombre (se dividen en partes), el comportamiento ondulatorio de las partículas subatómicas y la potencialidad energética de las reacciones nucleares se redefiniría el ámbito de la química (como única ciencia que estudiaba la materia) quedando el estudio de la estructura del interior de átomo en el campo de la física.

Química cuántica[editar]Artículo principal: Química cuántica

Una vez asumidos los principios de la mecánica cuántica surge la química cuántica para aplicarlos al estudio de los enlaces químicos y de las estructuras de lasmoléculas y estructuras cristalinas. Algunos consideran que la química cuántica nació en 1926 con la ecuación de Schrödinger y su aplicación al átomo de hidrógeno, mientras que otros consideran que arranca en 1927 con el artículo Wechselwirkung neutraler Atome und Homöopolare Bindung nach der Quantenmechanik (la interacción de los átomos neutros y el enlace homopolar según la mecánica cuántica) de Walter Heitler y Fritz London108 109 Esta es la primera aplicación de la mecánica cuántica a la molécula de hidrógeno y al fenómeno del enlace químico. En los años siguientes se fueron acumulando progresos con los trabajos de Edward Teller, Friedrich Hund, Robert S. Mulliken, Max Born, J. Robert Oppenheimer, Linus Pauling, Erich Hückel, Douglas Hartree,Vladimir Aleksandrovich Fock, entre otros, que dilucidaron que las propiedades químicas estaban determinadas por las estructuras electrónicas de los átomos y sus compuestos.

Forma de algunos orbitales atómicos (arriba) y moleculares (abajo), junto a la regla de

Madelung (izquierda) para determinar la secuencia de ocupación de los orbitales de un átomo formando

su configuración electrónica (abajo).

Sin embargo alrededor de 1930 se mantenía el escepticismo sobre la capacidad de la mecánica cuántica para resolver sistemas químicos más complejos debido a sus dificultades prácticas. Paul Dirac describe la situación:110

Las leyes físicas subyacentes necesarias para [desarrollar] la teoría matemática de una gran parte de la física y toda la química son por tanto completamente conocidas, y la dificultad está solo en que la aplicación exacta de estas leyes conduce a ecuaciones demasiado complicadas para poder resolverse.

Por ello es deseable que se desarrollen métodos prácticos aproximados de aplicación de la mecánica cuántica, que puedan conducir a la explicación de las principales características de los sistemas atómicos complejos sin demasiados cálculos.

Linus Carl Pauling recibió el premio Nobel de química de 1954 por sus estudios sobre el enlace químico.

En 1951 se publicó un artículo trascendental para la química cuántica A Study of Two-Center Integrals Useful in Calculations on Molecular Structure (Un estudio sobre integrales de dos centros útiles para los cálculos de estructura molecular) deClemens C. J. Roothaan sobre las ecuaciones de Roothaan.111que abrió el camino para la solución de las ecuaciones de campo autoconsistente para moléculas pequeñas como las del hidrógeno y nitrógeno. Estos cálculos se realizaron con la ayuda de tablas de integrales que se calculaban con los ordenadores más avanzados de la época. Los posteriores avances de la informática facilitarían la resolución y representación de las complicadas ecuaciones de onda resultantes.

La teoría de los orbitales moleculares (TOM) se desarrolló en los años posteriores a que se estableciera la teoría del enlace de valencia, alrededor de 1927, principalmente obra de Friedrich Hund, Robert Mulliken, John C. Slater y John Lennard-Jones.112 La TOM originalmente se denominó teoría Hund-Mulliken.113 El término orbital fue introducido por Mulliken en 1932.113 Alrededor de 1933 la TOM había sido aceptada generalizadamente como válida.114

En los años 1940 muchos físicos dedicados a la física molecular y atómica se pasaron al campo de la física nuclear (como J. Robert Oppenheimer o Edward Teller). En esta época destacan los trabajos del químico estadounidense Glenn T. Seaborgaislando e identificando elementos transuránicos, siendo el coodescubridor de 10 de ellos (plutonio, americio, curio, berkelio,californio, einsteinio, fermio, mendelevio, nobelio y seaborgio). Compartió el novel de química de 1951 con Edwin Mattison McMillan por sus respectivos descubrimientos de elementos transuránicos. El seaborgio recibió este nombre en su honor en 1997, por lo que junto a Albert Einstein son las únicas personas que han recibido tal honor en vida.

Bioquímica y biología molecular[editar]Artículos principales: Historia de la bioquímica e Historia de la biología molecular.

Al iniciarse la década de 1940 el extenso trabajo coordinado de la química y la física había conseguido explicar las propiedades químicas sustentándolas en laconfiguración electrónica del átomo. El libro de Linus Pauling The Nature of the Chemical Bond (la naturaleza del enlace químico, 1939) usa los principios de la química cuántica para deducir los ángulos de los enlaces en moléculas cada vez más complicadas. Sin embargo, la compleja estructura de algunas de las moléculas biológicamente más relevantes todavía era desconocida.

Diagrama con los detalles de la estructura del ADN.

Aunque la clorofila había sido aislada en 1817 por los químicos franceses Pelletier y Caventou,115 su estructura no fue deducida hasta 1940 por Hans Fischer. En la década de 1940, el químico norteamericano Melvin Calvin inició sus investigaciones sobre la fotosíntesis, aplicando marcadores radiactivos de carbono 14 y detectó la secuencia de reacciones químicas generadas por las plantas al transformar dióxido de carbono gaseoso y el agua en oxígeno e hidratos de carbono, lo que en la actualidad se conoce como ciclo de Calvin.

En 1937 Hans Adolf Krebs descubrió que todas las reacciones del interior de las células conocidas involucradas en la respiración celular estaban relacionadas entre sí, denominando a esta sucesión de reacciones ciclo del ácido cítrico, más tarde conocido como ciclo de Krebs. Por este descubrimiento fue galardonado con el premio Nobel de fisiología o medicina de 1953.

La mayoría de los aminoácidos, los componentes de las proteínas, se descubrieron entre 1819 y 1904. En 1926 Theodor Svedberg desarrolló la primera centrífugadora analítica y la utilizó para calcular el peso molecular de la hemoglobina. En 1933 Arne Wilhelm Kaurin Tiselius introdujo la electroforesis para separar a las proteínas en solución. En 1934 John Desmond Bernal y Dorothy Crowfoot Hodgkin demostraron que las proteínas, la pepsina en concreto, no eran coloides aleatorios ya que sus cristales producían patrones de difracción de rayos X.116 En 1951 Linus Pauling y Robert Coreypropusieron las estructuras de cadena helicoidal (hélice α) y laminar (lámina β) las cuales fueron halladas posteriormente en muchas proteínas.117 En 1953 elexperimento de Miller y Urey demostró que los aminoácidos, podían formarse a partir de moléculas inorgánicas simples a partir de un proceso de estimulación eléctrico que podía haberse producido en la Tierra, siendo el primer experimento de laboratorio en condiciones controladas sobre hipótesis del origen de la vida.

También en 1953 James Watson y Francis Crick dedujeron la estructura de doble cadena helicoidal del ADN encajando los datos de la estructura de sus partes constituyentes y los patrones de difracción de rayos X obtenidos por Rosalind Franklin.118 Este descubrimiento

fue el detonante de la expansión del campo de labioquímica. En 1957 se demostró el mecanismo de replicación del ADN mediante el experimento de Meselson-Stahl. En 1983 Kary Mullis desarrolló el método para la autoreplicación del ADN, denominado reacción en cadena de la polimerasa (conocida por sus siglas en inglés como PCR) que revolucionaría su proceso químico de manipulación en los laboratorios, que haría posible la secuenciación del ADN de los organismos que culminaría en el inmenso Proyecto Genoma Humano, además de abrir su uso en criminalística y filiación, entre otros.

Buckminsterfullereno, C60

Finales del siglo XX[editar]

En 1970 John Pople creó el programa Gaussian que facilitó enormemente los cálculos de la química computacional, como la ecuación de Schrödinger molecular según la teoría de orbitales moleculares.119 En 1971 Yves Chauvin presentó una explicación al mecanismos de reacción de las Metátesis olefínicas.120 En 1975 Karl Barry Sharpless y su equipo descubrieron las reacciones de oxidación estereoselectivas, como la epoxidación de Sharpless,121 122 la dihidroxilación asimétrica de Sharpless,123 124 125 y la oxiaminación de Sharpless.126 127 128

En 1985 Harold Kroto, Robert Curl y Richard Smalley descubrió los fullerenos, una clase de grandes moléculas de carbono con forma de poliedros con caras hexagonales o pentagonales, cuyo nombre conmemora al arquitecto Richard Buckminster Fuller famoso por usar diseños similares en sus cúpulas geodésicas.129 En 1991 Sumio Iijima usó el microscopio electrónicopara descubrir un tipo de fullereno cilíndrico denominado nanotubo, aunque los primeros trabajos en este campo se habían realizado en 1951. Este material es un importante componente en el campo de la nanotecnología.130

En 1994 Robert A. Holton y su equipo lograron la primera síntesis total del taxol.131 132 133

En 1995 Eric Cornell y Carl Wieman consiguieron producir el primer Condensado de Bose-Einstein, un estado de agregación de la materia de ciertos materiales a muy bajas temperaturas predicho por la mecánica cuántica que no tiene un equivalente clásico.134

La química a lo largo de la historia

Preguntas

Para cada etapa de la química resume las características de cada una y el pensamiento de la época

¿Qué personajes se destacaron en cada etapa y cuáles fueron sus principales aportes?

Compare los átomos de Demócrito con la definición actual

Compare la definición de materia por los griegos y la definición actual

¿Cuáles son las divisiones de la química y de que se ocupa cada una?

¿Qué es termodinámica y cuáles sus principios?

¿Cuál fue el aporte de Parteur?

¿Cuál es importancia de la industria química?

Respuestas

La química esta dividida en 8 etapas:

Etapa 1

La química nace con el fuego, en la prehistoria. Esta es una transformación de la materia. Lo único que se pensaba en esa época era sobrevivir

Etapa2

Esta etapa se da en la época de los griegos. Son los primeros que tienen un registro de las investigaciones. El rasgo más típico del pensamiento griego es el sentido de la totalidad de las cosas y tenían una firme creencia en la razón. Los griegos creían que el universo obedecía a una ley.

En principio los griegos toman al agua como principal componente. Luego surgió, en la Grecia antigua, se planteaban dos posiciones diferentes sobre la composición de la materia. Se cuestionaba si la materia estaba compuesta por una única sustancia o si estaba compuesta por muchas. Otro punto de discusión si la materia era continua, infinitamente divisible, o si era discontinua, con un límite de división.

Para los griegos continuistas no existía el vacío y no aceptaban que la materia este compuesta por átomos.

En esta época surgió Aristóteles, sus ideas de tomaron como verdades.

Etapa 3

En esta etapa nace la Alquimia. La Alquimia mezcla el ansia de conocimiento y de riqueza, la transformación y la búsqueda de la receta para obtener oro. El conocimiento era predominante de raíz mística. El alquimista exploraba métodos y registraba sus experiencias.

El pensamiento y el estudio de dela naturaleza comenzaron a desarrollarse en forma individual y la comunicación esta limitada a pequeños grupos.

El alquimista medieval trabajaba muchas veces para un hombre de fortuna.

La alquimia le dejo técnicas a la química tales como fusión, calcinación, disolución, filtración, sublimación, y destilación. La química se diferencia de alquimia por la validación y la transmisión del conocimiento.

Etapa 4

A partir del siglo XIII se comienza a percibir una necesidad de organización del conocimiento. A mediados del siglo XV hubo una revolución técnica, económica y científica. Las nuevas condiciones económicas favorecieron a la ciencia experimental. En el siglo XVII el desarrollo científico adquirió autonomía y motor propio y sus consecuencias tecnológicas contribuyeron decisivamente a la transformación técnica, social y económica que fue la Revolución Industrial. A consecuencia de esto el conocimiento es revalorizado y apropiado por un sector más amplio de la sociedad.

En este período en la química coexisten las prácticas artesanales, la Alquimia y los primeros esbozos de organización. Se empieza a tener conocimiento de los ácidos minerales y el alcohol. El rasgo más distintivo de la época lo constituyen la dualidad y la ambivalencia. Los nuevos problemas planteados por las necesidades cotidianas pusieron en duda los antiguos conocimientos. Las universidades pasan a ser centros de difusión del conocimiento, además de enseñanza. La imprenta también ayudó con la difusión del conocimiento e incremento la alfabetización.

Durante la reforma luterana cobraron fuerza las ideas de los iatroquímicos, quienes sostenían que las sustancias inorgánicas estaban vivas y poseían fuerzas vitales internas. Rechazaban las relaciones de dominio y servidumbre. Una de sus principales fuentes de conocimientos fueron las escrituras.

Hacia el final del siglo XVI se busca sistematizar y ordenar la ya conocido, y establecer criterios para seguir avanzando. Se presentaron 3 métodos para conseguir este propósito: uno era analizar los resultados de la experimentación mediante el razonamiento matemático. Otro decía que debía aislarse el fenómeno de su contexto natural y estudiar sólo aquellos aspectos que fueran medibles y sobre los cuales se pudiera experimentar. El último se llamaba método científico era esencialmente experimental, cualitativo e inductivo.

Mediante esto 3 métodos se reforzó la idea de que el universo estaba gobernado por leyes.

La confrontación entre vitalistas, creían que los cambios en la naturaleza dependían de fuerzas vitales, y mecanicistas, creían que la materia era inerte y que experimentaba cambios sólo cuando estaba sometida a fuerzas mecánicas, tuvo un fuerte impacto en el desarrollo de la química.

Hacia fines del siglo XVII los científicos eran personajes respetados y valorado

Etapa 5

Al llegar al siglo XVIII las problemáticas más importantes acerca de la composición de la materia se reflejaba en diferentes visiones. El fenómeno que más discusión entre vitalistas y mecanicistas fue el calor y la combustión. Ambos coincidían que para que se produzca era necesario el aire.

En el 1700 se le llamo flogisto a las sustancias que emití la combustión. La ambigüedad de este término ayudaba a explicar cualquier fenómeno asociado al fuego. Se hicieron muchas investigaciones sobre esta sustancia pero la única consecuencia que trajo fue refutas esa teoría.

Etapa 6

A mediados del siglo XVIII los científicos querían convertir a la química en ciencia, pero para lograr esto debían adherir a los reglamentos de la Academia: tenían que crear y publicar algo inédito y no meras complicaciones didácticas del saber adquirido.

Se empezó a estudiar las sales y se la logra dividir en diferentes sales: alcalina, ácidas y neutras. Surgió el interés por conocer la afinidad, hoy llamada reactividad.

Se formuló el principio de conservación de la masa en las reacciones químicas.

Se le asignó a la química una lógica propia, un programa y un objetivo. La química empezó a ser reconocida como ciencia formal. Los químicos son cada vez más solicitados como profesionales.

La química se dividió en dos: La útil, que beneficiaba tanto al sector académico como a los empresarios, y la pura, que era una empresa organizada en torno a la formación de profesionales.

Etapa 7

La química adoptó expresiones cuantitativas mediante las cuales se formularon leyes que, con expresiones matemática, explicaban las relaciones invariables entre los fenómenos que gobiernan las transformaciones.

Los átomos eran cada vez mas aceptados pero la teoría atómica mecanicista representaba una limitación porque no podía explicar la diversidad y el carácter de los procesos químicos.

El modelo atómico fue modificado. Se empezó a hablar de átomos de elementos que se combinan para formar compuestos y se diferencia la mezcla de la combinación química. Se construyen las primeras tablas de pesos equivalentes de los elementos. Pero aún la existencia de los átomos seguía en discusión.

El peso equivalente era un concepto operativo muy útil, que podía sostenerse sin necesidad de acudir a la teoría atómica, y pasó a ser una herramienta imprescindible para los químicos.

Se empezó a hablar de moléculas. Se las dividió en do: moléculas participantes, actualmente las moléculas, y elementales, actualmente los átomos. Muchos científicos rechazaron esta teoría porque rompía la que ellos creían que era verdadera.

La obtención de corriente eléctrica a partir de reacciones químicas y la producción de reacciones químicas a partir de la corriente eléctrica, fue un punto a favor de la química. Hubo diferentes teorías del origen de la corriente eléctrica.

Se determinó que en la descomposición de un compuesto por pasaje de corriente se podían clasificar los elementos en dos grupos: electropositivos, que iban hacia el polo negativo del circuito, y electronegativos, que iban hacia el polo positivo del circuito. Se afirmó que la combinación química era debida a la mutua atracción eléctrica entre un elemento electropositivo y un elemento electronegativo.

La revolución industrial comenzó a exigir máquinas más eficientes para aumentar la producción y la productividad. Se necesitaba conocer la naturaleza del calor y las leyes que expresan las posibilidades de su aprovechamiento.

Se utiliza por primera vez la palabra termodinámica para describir los motores de combustión. Establece relaciones entre el calor y el trabajo. Mas tarde se habla de le termoquímica.

Etapa 8

En esta etapa empezamos por dividir la química en:

Analítica: con la incorporación de la electroquímica y el ingenio de químico, se identifican y se analizan cuali y cuantitativamente los elementos que componen cualquier muestra.

Orgánica: los compuestos minerales podían ser caracterizados por las cantidades relativas de los elementos que lo componen

La molécula pasa a ser el centro de la Química. En esa época se sostenía que el átomo representa la cantidad más pequeña de un cuerpo simple que puede existir en combinación, y que la molécula representa la cantidad más pequeña de un cuerpo simple que puede emplearse para efectuar una reacción química.

Resurgió, por nuevas teorías, la teoría atómica. Una vez se quería tratar de determinar cuantos átomos de un elemento se podían combinar con un solo átomo de otro.

Se descubrió la atomicidad o valencia de los elementos. Se diseñó modelos estructurales de compuestos orgánicos. Pero tales ideas de valencias y estructura estaban mal definidas.

La química orgánica requería cada vez mas una teoría de la estructura molecular. Con los valores establecidos para las valencias los elementos pudieron construirse los modelos estructurales. Las reacciones de estos compuestas suministraron pruebas para la validez de tales estructuras y las estructuras predecían nuevas reacciones.

La estructura molecular es rápidamente relacionada con la reactividad. Esta fue la base para la clasificación de los compuestos a partir de los grupos funcionales.

La clasificación periódica suministró la primera guía teórica para la búsqueda de nuevos elementos. Esto dio origen a la tabla periódica de los elementos.

El desarrollo de la química dependía cada vez mas de la física. La química parecía estar totalmente construida. Los átomos y las moléculas son representaciones aceptadas. Los elementos tienen propiedades representadas por números. La energía se conserva.

Los principales personajes de cada etapa fueron:

Etapa 1

No se tiene registros de esta época.

Etapa 2

Tales de Mileto: Fue el iniciador de la química. Espresó sus ideas en términos lógicos y no mitológicos. Se preguntó de que estaba hecho el mundo y se respondió a si mismo de agua.

Empédocles: Sostenía que la materia estaba compuesta por cuatro elementos: tierra, agua, aire y fuego, que bajo la acción de dos fuerzas opuestas, el amor y el odio, se unen o se separan en diferente medida para construir todas las sustancias.

Anaxágoras: Sostenía que las sustancias estaban compuestas por combinaciones variables de partículas extremadamente pequeñas a las que llamaba “gérmenes o semillas” y en cualquier porción de materia hay algo de todo.

Demócrito: Sostenía que los cambios de la naturaleza pueden explicarse si se considera que la materia está compuesta por una única sustancia, repartida en partículas de distintas formas, no divisibles, eternas e inalterables, que llamó átomos. La apariencia de las cosas se debe a las diversas formas y maneras en que se agrupan. Dado que toda la materia esta formada por átomos y estos se mueven en el espacio, el espacio es vacío.

Aristóteles: Sostenía que el vacío no podía existir porque el espacio tiene que estar lleno con materia, a través de la cual se transmiten efectos físicos por medio del contacto directo. No aceptó que la materia estaba compuesta por átomos y vacío.

Etapa 3

Hermes Trimegistos: Descifró el lenguaje simbólico de los dioses.

María la Judía: Inventó el baño María.

Etapa 4

Paracelso: Diagnosticó el origen externo de ciertas enfermedades como la silicosis de los mineros. Suponía que cada entidad de la naturaleza se desarrollaba bajo el impulso de su propia fuerza interna, independientemente de las demás.

Jan Baptista Van Helmont: Sostenía que las diversas entidades del mundo prevenían de semillas que crecían en la materia primaria; cada semilla contenía una fuerza vital que representaba un modelo único de desarrollo y comportamiento para la entidad que carecía aquella semilla. El agua era la única sustancia primordial.

Rene Descartes: Sostenía que los resultados de la experimentación debían ser analizados mediante el razonamiento deductivo elaborado por el.

Galileo Galilei: Propuso un método para el estudio de la naturaleza basado en aislar el fenómeno de su contexto natural y estudiar sólo aquellos aspectos que fueran medibles y sobre los cuales se pudiera experimentar.

Francis Bacon: Para investigar un fenómeno, propuso seguir la siguiente secuencia: Hacer una lista de ejemplos positivos del fenómeno, Hacer una lista de ejemplos negativos y por último observar grados de comparación.

Isaac Newton: Introdujo el concepto de fuerza y su relación con la aceleración de los cuerpos.

Robert Boyle: Su aporte más importante fue el establecimiento de la experimentación en química como prueba científica.

Etapa 5

Georg Stahl: Interpretó la llamada “terra pinguis” que escapa de las sustancias durante la combustión es mucho más que una tierra, es “el movimiento del calor” o el “movimiento del fuego”, y lo llamó Flogisto.

Joseph Black: Elaboró la teoría química del calor

John Mayow: Demostró que solo una parte del aire era parte de la combustión.

Etapa 6

Antoine Lavoisier: Demostró que el agua no podía transmutarse en tierra. Propuso que los elementos se combinaban unos con otros para dar compuestos diferentes y definió el elemento químico como “el límite actual al que ha llegado el análisis químico”.

Etapa 7

Jun Dalton: Modificó el modelo atómico: Los átomos de un mismo elemento son todos iguales, con propiedades, tamaños y masa específicos, que son distinguibles de los átomos de otro elemento. Postuló que cuando dos elementos se combinan para formar un compuesto, cada átomo de uno de ellos se une a un átomo o a un pequeño número de átomos del otro.

Joseh Gay-Lussac: determinó que cuando dos gases se unen se combinan, el volumen del producto tiene una relación numérica sencilla con el de los reactivos.

Amadeo Abogador: Introdujo la idea de molécula. Sugirió que los mismos volúmenes de diferentes gases, bajo las mismas condiciones de temperatura y presión, contienen el mismo número de moléculas, distinguiendo entre moléculas participantes y elementales.

Alessandro Volta: Sostuvo que el origen de la corriente eléctrica se debe a la acción química de los metales que se disuelven en ácido.

Humaphry Davy: Propuso que la atracción química entre los elementos era esencialmente de carácter eléctrico.

Lord Kelvin: usó por primera vez la palabra termodinámica para describir los motores de combustión. Establecer relaciones entre calor y trabajo, y que hay una tendencia inevitable a la disipación de la energía, es decir a la pérdida de trabajo como calor.

Etapa 8

Gustav Kirchoff y Robert Bunsen: Descompusieron la luz emitida por cada elemento haciéndola pasar a través de un prisma y obtuvieron los primeros espectros de emisión

William Crookes: Determinó la composición de sol: Helio, este elemento aún no se conocía.

Demócrito coincide con la definición actual de los átomos. En lo único que difiere es que la apariencia de las cosas no se deben al “como se agrupan los átomos”. Además de que los átomos no son ni lisos, ni torcidos.

Los griegos tenían varias posturas sobre la materia. Juntado dos de ellas se obtiene la definición de hoy en día: De que esta compuesta por diferentes partículas, no algunas específicas como decía Empédocles, y que es discontinua, se deja de dividir cuando uno llega a los átomos.

La química se divide en:

Analítica: con la incorporación de la electroquímica y el ingenio de químico, se identifican y se analizan cuali y cuantitativamente los elementos que componen cualquier muestra.

El análisis químico pasa al campo exclusivamente profesional de la química y decae su interés como tema de investigación hasta el desarrollo de la espectroscopía

Orgánica: los compuestos minerales podían ser caracterizados por las cantidades relativas de los elementos que lo componen.

La termodinámica y su primer principio son el mismo es un sistema que no intercambia materia, llamado sistema cerrado, cualquier cambio de energía se manifiesta como calor o trabajo.

Pasteur demostró la presencia de pequeños organismos que provocan la fermentación, y que las diferencias en los productos se debían a organismos diferentes. Identificó a los microorganismos que agriaban el vino y encontró que podían eliminarse elevando la temperatura a 55°C.

La importancia de la industria química es que tuvo un impacto en económico, social y ambiental. La mayoría de los procesos industriales actuales fueron desarrollados en está época: se sintetizaron a escala industrial insumos básicos, los primeros fertilizantes, colorantes, medicamentos.