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DESDE LA QUÍMICA MEDIEVAL ALA TEORÍA ATÓMICA
DR . PABLO R AZETO BARRY
Aristóteles(Fuego, Aire, Agua y Tierra)
(cualidades: seco, caliente, húmedo, frío)
Edad Media(“La doctrina de los cuatro elementos”)
Cualidades elementales adicionales fueron
introducidas para acomodar nuevas transformaciones
químicas descubiertas. Así, el sulfuro representó lacualidad de la combustibilidad , el mercurio la de lavolatilidad o la fluidez, y la sal la de la “fijeza en elfuego” (o incombustibilidad ). Eran abstracciones de
propiedades más que sustancias químicas.
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FuegoAireAguaTierra
Seco
Caliente
Húmedo
Frío
SulfuroMercurioSal
Combustibilidad
Volatilidad - fluidez
“Fijeza en el fuego”
(incombustibilidad )
Crítica de Boyle
E m p é d o c l e s
E d a d M e d i a
Concepto de “elemento químico”(Boyle, 1661, The Sceptical Chymist )
Robert Boyle(1627-1691)
- Los cuatro elementos griegos (y sus adiciones
medievales) no son los elementos químicos reales
porque no pueden combinarse para formar otras
sustancias ni pueden ser extraídas de otras
sustancias.- Definición operacional: Un “elemento” es unasustancia que no puede ser descompuesta enninguna más simple (procedimientos químicos).
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Energía
Energía
Definición por exclusión…Las sustancias que no pueden reconocerse como
compuestos se denominan elementos:
Sustancia Antes de calentar Después de calentar1 Sólido gris-negro Gas púrpura
2 Sólido blanco Líquido incoloro
3 Sólido rojo Líquido gris y Gas
incoloro
4 Líquido café Gas café-naranja
¿Cuál sustancia fue un compuesto antes de calentar?
Que no pueda formarse deelementos conocidos
Que no pueda descomponerse
- Siete sustancias reconocidas hoy como
elementos (i.e., oro, plata, cobre, hierro, plomo,
estaño y mercurio) eran conocidos por los antiguos
porque ellos están en la naturaleza en forma
relativamente pura.
- Antoine-Laurent Lavoisier (1789) publicó lo que
se considera la primera lista de sustancias
elementales basadas en la definición de Boyle
(estudios cuantitativos cuidadosos). Incluyó en su
lista sustancias como cal, aluminia y sílice queahora se conocen como compuestos muy estables.
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Lavoisier (rechaza la teoría atómica de Demócrito):
Fuego? Calórico.Tierra? “Cuatro tipos”: lime, magnesia,
barytes, and argill.Aire? Compuesto de oxígeno (considerado
compuesto).Agua? Compuesto de oxígeno e hidrógeno
(considerados compuestos).
“Cuando 16 onzas de alcohol son quemadas en un aparato propiamente adaptado para colectar toda el agua liberada
durante la combustión, obtenemos de 17 a 18 onzas de agua.
Como ninguna sustancia puede proporcionar un producto mayor
que su cantidad original, se sigue que algo más se ha unido con
el alcohol durante su combustión; y ya he mostrado que debe ser
el oxígeno, la base del aire. Así el alcohol contiene hidrógeno, el
cual es otro elemento necesario para la composición del agua”
(Lavoisier 1789)
Alcohol(hidrógeno) Agua
Aire
(oxígeno)16 18
( oxígeno +hidrógeno)
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Principio metafísico de conservación de la materia(antiguo ~ Aristóteles).
Principio de conservación de la masa (criteriooperacional!)
Permite identificar qué sustancias son copuestos.1(Lavoisier)
Tabla periódica de los elementos (Mendeleev, 1869)
Mendeleev aúndesconfía de lateoría atómica…
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- Cuando se descubre el Galio (1875) tiene las mismas propiedades
que el eka-aluminio predicho (pero la masa debía ser mayor, al
repetir los experimentos se confirma la predicción).- También corrige los pesos atómicos de elementos ya conocidos.
- Otras predicciones: Escandio (eka-bor) en 1879 y Germanio (eka-
silicon) en 1886.
Interesante!:http://www.ptable.com/?lang=es#Writeup/Wikipedia
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Leucipo
Demócrito
(Epicureos)
Teoría Atómica(Dalton, Thomson)
Tales
Anaximandro
Anaxímenes
Empédocles
Aristóteles
Química moderna(Boyle, Mendeleev)
Pitágoras
Platón
Heráclito?
Teoría de Sistemas(Bogdanov, Bertalanffy)
Elementos/Compuesto
Partes (“ partículas”)/Agregado
Organización ( forma)/Estructura (materia)
¿Qué es lo querealmente existe?
¿Qué permanecetras los cambios?
Leucipo
Demócrito(s.V a.C.)
Teoría apriorística
Dalton(1808)
Explicación de datosfenoménicos de
experimentación: Las leyes
ponderales de la química.
TEORÍA ATÓMICA DE LA MATERIA
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“Leyes ponderales”:
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O x í g e n o
1 g (Hidrógeno) + 8 g (Oxígeno) 9 g (Agua)
H i d r ó g e n o
2 g (Hidrógeno) + 16 g (Oxígeno) 18 g (Agua)
Agua
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Teoría atómica: Los elementos químicos estáncompuestos por partículas indivisibles (“átomos”),
inmutables, con peso y características propias.
Átomo: “La mínima porción separable por
procedimientos químicos.”
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O x í g e n o ( O 2 )
H i d r ó g e n o ( H 2 )
Agua
2 H2 + O2 2 H2O
Peso atómico: 1 (Hidrógeno), 16 (Oxígeno)2 g (Hidrógeno) + 16 g (Oxígeno) 18 g (Agua)
2 H2 + O2 2 H2O
2 g (Hidrógeno) + 16 g (Oxígeno) 18 g (Agua)
Relación de peso:1/16 (H,O)
1/8 (H2 molecular, ½ O2 molecular)
Explicación: ¡El átomo de hidrógeno es (16 veces) másliviano que el átomo de oxígeno!
Relación de número de átomos:2/1 (H,O)
H-H + H-H + O-O H-O-H + H-O-H
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William Whewell
(1794–1866)
Conciliencia
- No solo consistencia (externa) con
otras teorías, sino unificación…
- El mejor tipo de ciencia es aquel que agrupa
muchas teorías y áreas de investigación
dispares bajo un principio unificador.
- Con la integración teórica (“convergencia de
inducciones”) una teoría adquiere confia-
bilidad incluso sin evidencia sensorial directa,sino por evidencia circunstancial indirecta.
TEORÍAATÓMICA
Ley de los
pesos
Ley de propor-
ciones definidas
Ley de propor-
ciones múltiples
Ley de propor-
ciones recíprocas
Ley de conserva-
ción de elementos
LEYES PONDERALES
“No puede ser
causalidad”
Confirmación
teórica rigurosa…
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TEORÍA DE LAEVOLUCIÓN
Conducta Paleontología Biogeografía Embriología Sistemática
2) Las subáreas se combinan para apoyar el
principio. “No puede ser mera casualidad”.
1) El principio unificador arroja luz
explicativa en varias subáreas.
"Nada tiene sentido en biología si noes a la luz de la evolución”
(T. Dobzhansky)
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“Si la explicación de dos tipos de
fenómenos, distintos e inconexos
en apariencia, nos lleva a la
misma causa, esta coincidencia
confirma la realidad de la causa”
(Whewell, 1840, 2: 285)
William Whewell
(1794–1866)
TEORÍA DE LAEVOLUCIÓN
Conducta Paleontología Biogeografía Embriología Sistemática
“Tengo que confesar claramente que las
dificultades y objeciones son enormes, pero no
puedo creer que una teoría falsa puediese
explicar, como a mí me parece que ésta explica,
tantos tipos de hechos” (Darwin 1887, 1: 455).
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La química creció exponencialmente gracias a
estos desarrollos…
(Ecuaciones químicas, estequiometría, etc.)
El desarrollo de la química fue independiente dela (micro)física, hasta que los físicos comenzarona estudiar la idea de “átomo”…
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