Aporte de Demócrito hacia la Química:

Demócrito desarrolló la teoría atómica del universo, concebida por su mentor, el filósofo Leucipo. Esta teoría, no se comprobaba por experimentos, sino que se explica mediante razonamientos lógicos. La teoría atomística de Demócrito y Leucipo se puede esquematizar de las siguientes maneras:

1-Los átomos son eternos, homogéneos, incompresibles e invisibles.

2-Los átomos se diferencian solo en forma y tamaño, pero no por cualidades internas.

3-Las propiedades de la materia varían según el agrupamiento de los átomos.

Demócrito pensaba y postulaba que los átomos son indivisibles, y se distinguen por forma, tamaño, orden y posición. Se cree que la distinción por peso, Demócrito mencionó esta cualidad sin desarrollarla demasiado. La forma que tiene cada átomo es que pueden ensamblarse y formar cuerpos, que volverán a separarse, quedando libres los átomos de nuevo hasta que se junten con otros, tomando en cuenta de que no se pueden fusionar. Los átomos de un cuerpo se separan cuando colisionan con otro conjunto de átomos; los átomos que quedan libres chocan con otros y se ensamblan o siguen desplazándose hasta volver a encontrar otro cuerpo.

Los átomos estuvieron y estarán siempre en movimiento y son eternos. El movimiento de los átomos en el vacío es un rasgo inherente a ellos, un hecho irreductible a su existencia, infinito, eterno e indestructible.

Demócrito comenzó ofreciendo una explicación a una parcela de la realidad la cual no tuvo la oportunidad de observar, ni, en consecuencia, falsar si hubiese cabido; y verificar como cupo en su momento. El verificacionismo no podía ser un requisito esencial a la hora de dar credibilidad a su explicación y confeccionarla como ley, y Demócrito era consciente de ello:

"La mente del hombre estaría formada por átomos esféricos livianos, suaves, refinados y el cuerpo, por átomos más pesados. Las percepciones sensibles, tales como la audición o la visión, son explicables por la interacción entre los átomos de los efluvios que parten de la cosa percibida y los átomos del receptor. Esto último justifica la relatividad de las sensaciones."

"El conocimiento verdadero y profundo es el de los átomos y el vacío, pues son ellos los que generan las apariencias, lo que percibimos, lo superficial."

Las deducciones de Demócrito y los otros filósofos se realizaban desde la lógica, el pensamiento racional. En su teoría del atomismo, explica muy bien el por qué: en el

atomismo Demócrito defendía que la materia está compuesta por dos elementos: lo que es, representado por los átomos homogéneos e indivisibles; y lo que no es, el vacío, lo que permite que esos átomos adquieran formas, tamaños, órdenes y posiciones, y constituyan así la totalidad de la physis. Demócrito explicaba las percepciones sensibles tales como la audición o la visión, con la interacción entre los átomos que emanan desde el objeto percibido hasta los organismos receptores. Esto último es lo que prueba con fuerza la relatividad de las sensaciones.

Aporte de Dalton hacia la química:

1-El Daltonismo: John Dalton bajo hechos extraordinarios relacionados con la visión de los colores, en el que postulaba que las deficiencias en la percepción del color se deben a anomalías del humor vítreo. Era la primera vez en la que no solo se describía el hecho de la falta de percepción del color en algunas personas, sino que también se daba una explicación causal al fenómeno. Aunque su teoría no fue mencionada estando él mismo en vida, la investigación que hizo fue sobre su problema visual causó una impresión tal que su nombre se convirtió en el autor de esta anomalía la que fue llamada”Daltonismo”.

Dalton tenía un tipo menos común de ceguera al color la cual fue llamada deuteranopia, en la que los conos sensibles a longitudes de onda medianas faltan, en lugar de funcionar con una forma mutada de su pigmento, como en el tipo más común de ceguera al color. Además de los azul y púrpura del espectro, Dalton fue capaz de reconocer un solo color, amarillo, que lo “distinguía” en diferentes tonalidades.

Esta ceguera a ciertos colores le afectaba al científico al momento de experimentar sus teorías en el laboratorio, pocas veces pudo comprobarlas porque confundía los frascos de reactivos. Sin embargo, continuaba firme defendiendo sus ideas en el papel.

Así, el daltonismo fue descrito por primera vez por John Dalton en 1808. Él, al igual que su hermano, sufría de esta alteración genética que en términos simples le impedía separar colores como el rojo y el verde.

2- Leyes De Los Gases:

En 1800 Dalton decide empezar una nueva teoría o ley sobre la constitución de las mezclas gases; sobre la presión de vapor de agua y otros vapores a diferentes temperaturas, tanto en el vacío como en aire; en evaporación, y acerca de la expansión térmica de los gases.

El segundo de estos ensayos comienza con una observación sorprendente:

“Apenas pueden caber dudas acerca de la reductibilidad de fluidos elásticos de cualquier tipo en líquidos, y no debemos perder la esperanza de conseguirlo aplicando bajas temperaturas y adicionalmente fuertes presiones sobre los gases sin mezclar.”

Después de describir estos experimentos para determinar la presión de vapor de agua en varios puntos entre 0 y 100 °C (32 y 212 °F), Dalton llegó a la conclusión a partir de las observaciones de la presión de vapor de seis líquidos diferentes, que la variación de la presión de vapor para todos los líquidos es equivalente, para la misma variación de la temperatura, determinados a partir de vapor de cualquier presión.

En el cuarto ensayo, Dalton anota:

“No veo ninguna razón por la que no podamos concluir que todos los fluidos compresibles bajo la misma presión se expanden igualmente por el calor y que para cualquier expansión de mercurio, la correspondiente expansión del aire es proporcionalmente algo menos, a mayor temperatura. Parece, por tanto, es más probable que las leyes generales con respecto de la cantidad absoluta y la naturaleza del calor sean derivadas de los fluidos elásticos más que de otras sustancias.”

3- La Teoría Atómica:

La investigación más importante fue esta ya que indisolublemente asociada a su nombre. Ya que tenía un gran interés en los gases y la forma en que combinan. En 1803 la observación de que la presión combinada de los gases es la suma de la presión de los gases se llama "Ley de Dalton". Su interés por los gases le llevó a teorizar sobre la existencia de pequeños bloques de construcción que componen la materia. Llamó a estos artículos "átomos" y su teoría consistía en cuatro ideas: toda la materia está compuesta de partículas diminutas, que podemos llamar átomos, cada átomo es indestructible e inmutable; los elementos se pueden clasificar por su masa atómica, y la combinación de átomos en elementos reactivos se combinan en proporciones de números enteros. Esta teoría se ha expandido desde su creación hasta la moderna teoría atómica, que ha llevado a un cambio importante en la manera cómo los científicos examinan el mundo. Esto ha llevado a la creación de la energía atómica y la creación de la tabla periódica de Dmitri Mendeleyev. Sin embargo, explicación de la ley de las proporciones múltiples a la idea de que la combinación química consiste en la interacción de los átomos de peso definido y característico, la idea de los átomos surgió en su mente como un concepto puramente físico, inducido por el estudio de las propiedades físicas de la atmósfera y otros gases. Los primeros indicios de esta idea se encuentran al final de su nota ya mencionada sobre la absorción de gases, que fue leída el 21 de octubre de 1803, aunque no se publicó hasta 1805. Aquí dice:

“¿Por qué un determinado volumen de agua no admite el mismo volumen de cualquier tipo de gas? He reflexionado profundamente sobre esta cuestión y, aunque no me satisface completamente la respuesta, estoy casi convencido de que tal circunstancia depende del peso y de la cantidad de las últimas partículas constituyentes de los diferentes gases”

También dio estos grandes aportes:

Peso atómico: Dalton fue el primero en publicar una tabla de pesos

atómicos relativos. Seis elementos aparecen en esta tabla: hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, carbono, azufre y fósforo, atribuyendo convencionalmente al átomo de hidrógeno el peso de una unidad. Dalton no proporciona ninguna indicación en el primer artículo de cómo había realizado sus cálculos, sin embargo en una entrada de su cuaderno de laboratorio fechada el 6 de septiembre 1803, aparece una lista en la que se establecen los pesos relativos de los átomos de una serie de elementos, que se derivan del análisis del agua, amoniaco, dióxido de carbono y otros compuestos ya realizados por los químicos de la época.

Para enfrentarse con el problema de calcular el diámetro de los átomos utilizó análisis químicos. Llega la idea de que la combinación química se lleva a cabo entre partículas de diferentes pesos, y es este enfoque experimental lo que diferencia su teoría de las especulaciones de los filósofos atomistas de la antigüedad, como Demócrito y Lucrecio.

La extensión de esta idea a las sustancias en general necesariamente lo llevó a formular la ley de las proporciones múltiples, que fue brillantemente confirmada de forma experimental. Cabe señalar que «Los elementos de oxígeno pueden combinarse con un cierta proporción de gas nitroso o con el doble de esa parte, pero no por cantidad intermedia».

Dalton utiliza sus propios símbolos para representar visualmente la estructura atómica de los compuestos. Así lo hizo en Un nuevo sistema de filosofía química donde Dalton utilizó esa simbología para listar los elementos y compuestos más comunes.

Los Cinco Puntos Principales De La Teoría Atómica De Dalton:

1. Los elementos están hechos de partículas diminutas llamadas átomos que son

indestructibles e indivisibles.

2. Todos los átomos de un determinado elemento son idénticos.

3. Los átomos de un elemento son diferentes de los de cualquier otro elemento, los

átomos de elementos diferentes se pueden distinguir unos de otros por sus

respectivos pesos atómicos relativos.

4. Los átomos de un elemento se combinan con los átomos de otros elementos para

formar compuestos químicos, un compuesto dado siempre tiene el mismo número

relativo de tipos de átomos.

5. Los átomos no se pueden crear ni dividir en partículas más pequeñas, ni se

destruyen en el proceso químico. Una reacción química simplemente cambia la

forma en que los átomos se agrupan.

Dalton este «principio de máxima simplicidad» le hizo suponer equivocadamente que la fórmula del agua era OH y la del amoniaco NH.

A pesar de la incertidumbre en el corazón de la teoría atómica de Dalton, los principios de la teoría sobrevivieron. Sin duda, la convicción de que los átomos no se pueden subdividir, crear, o dividirse en partículas más pequeñas cuando se combinan, separan o reorganizan en las reacciones químicas es incompatible con la existencia de fusión nuclear y fisión nuclear, pero estos procesos son reacciones nucleares y no reacciones químicas. Además, la idea de que todos los átomos de un elemento son idénticos en sus propiedades físicas y químicas no es exacta: como ahora sabemos los diferentes isótopos de un elemento tienen diferentes pesos. A pesar de todo, Dalton había creado una teoría enormemente potente y fructífera. De hecho, la innovación de Dalton fue tan importante para el futuro de la ciencia como lo sería la misma experiencia de la química moderna realizada por Lavoisier.

Aportes de Joseph John Thomson hacia la química:

Thomson realizó una serie de experimentos en tubos de rayos catódicos, que le condujeron al descubrimiento de los electrones. Thomson utilizó el tubo de Crookes en tres diferentes experimentos.

Tercer experimento

En su tercer experimento (1897), Thomson determinó la relación entre la carga y la masa de los rayos catódicos, al medir cuánto se desvían por un campo magnético y la cantidad de energía que llevan. Encontró que la relación carga/masa era más de un millar de veces superior a la del ion Hidrógeno, lo que sugiere que las partículas son muy livianas o muy cargadas.

Las conclusiones de Thomson fueron audaces: los rayos catódicos estaban hechos de partículas que llamó "corpúsculos", y estos corpúsculos procedían de dentro de los

átomos de los electrodos, lo que significa que los átomos son, de hecho, divisibles. Thomson imaginó que el átomo se compone de estos corpúsculos en un mar lleno de carga positiva; a este modelo del átomo, atribuido a Thomson, se le llamó el modelo de pudín de pasas.

La imposibilidad de explicar que el átomo está formado por un núcleo compacto y una parte exterior denominada corteza implica que otros científicos como Ernest Rutherford o Niels Bohr continuasen con su investigación y establecieron otras teorías en las que los átomos tenían partes diferenciadas.

Descubrimiento de los isótopos:

También Thomson examinó los rayos positivos y, en 1911, descubrió la manera de utilizarlos para separar átomos de diferente masa. El objetivo se consiguió desviando los rayos positivos mediante campos eléctricos y magnéticos (espectrometría de masas). Así descubrió que el neón tiene dos isótopos (el neón-20 y el neón-22).

Su exploración en la composición de los rayos canales, Thomson canalizó una corriente de neón ionizado mediante un campo magnético y un campo eléctrico y midió su desviación colocando una placa fotográfica en el camino del rayo. Thomson observó dos parches de luz sobre la placa fotográfica, lo que supone dos parábolas de desviación. Thomson llegó a la conclusión de que el gas neón se compone de dos tipos de átomos de diferentes masas atómicas (neón-20 y neón-22).

También cabe a destacar que Thomson tuvo otros aportes de los cuales uno de ellos los demostró en 1906 que era que el hidrógeno tiene un único electrón. Permite confirmar o rechazar diversas teorías anteriores sobre número de los electrones, al igual que el carbono.

Thomson propuso el segundo modelo atómico (El primero fue propuesto por John Dalton, en 1808), que podía caracterizarse como una esfera de carga positiva en la cual se incrustan los electrones.

Aportes de Eugen Goldstein hacia la química:

Antes de aportar su investigación fue buscando información de sus antecedentes tales como Julius Plücker, Johann Wilhelm Hittorf y de Thomson que en 1886 realizó una experiencia utilizando el tubo de descarga, en el que contenía hidrógeno y presentaba el cátodo perforado, esto al conectarlo a una fuente de alta tensión, lo llevo a ver que por detrás del cátodo existía un fino haz de luz, que estaba formado por rayos que pasaban a través de la perforación. Por este motivo se denominaron rayos canales.

Todo esto permitió llegar a la deducción de que los rayos estaban constituidos por partículas de carga eléctrica positiva a la que se los denomino protones.

Aportes de Ernest Rutherford hacia la química:

Él comenzó indagando por la aportación de Thomson son respecto a los rayos X sobre un gas. Descubrieron que los rayos X tenían la propiedad de ionizar el aire, puesto que pudieron demostrar que producía grandes cantidades de partículas cargadas, tanto positivas como negativas, y que esas partículas podían recombinarse para dar lugar a átomos neutros. Por su parte, Rutherford inventó una técnica para medir la velocidad de los iones, y su tasa de recombinación. Estos trabajos fueron los que le condujeron por el camino a la fama.

Poco después empieza hacer otra investigación sobre el estudio las emisiones radioactivas descubiertas por H. Becquerel, y logró clasificarlas en rayos alfa, beta y gamma. Rutherford formuló la teoría sobre la radioactividad natural asociada a las transformaciones espontáneas de los elementos. Colaboró con H. Geiger en el desarrollo del contador de radiaciones conocido como contador Geiger, y demostró (1908) que las partículas alfa son iones de helio (más exactamente, núcleos del átomo de helio) y, en 1911, describió un nuevo modelo atómico (modelo atómico de Rutherford), que posteriormente sería perfeccionado por N. Bohr.

El átomo existía un núcleo central en el que se concentraba la casi totalidad de la masa, así como las cargas eléctricas positivas, y una envoltura o corteza de electrones (carga eléctrica negativa). Además, logró demostrar experimentalmente la mencionada teoría a partir de las desviaciones que se producían en la trayectoria de las partículas emitidas por sustancias radioactivas cuando con ellas se bombardeaban los átomos.

Los experimentos llevados a cabo por Rutherford permitieron, además, el establecimiento de un orden de magnitud para las dimensiones reales del núcleo atómico. Durante la Primera Guerra Mundial estudió la detección de submarinos mediante ondas sonoras, de modo que fue uno de los precursores del sonar.

Asimismo, logró la primera transmutación artificial de elementos químicos (1919) mediante el bombardeo de un átomo de nitrógeno con partículas alfa. Las transmutaciones se deben a la capacidad de transformarse que tiene un átomo sometido a bombardeo con partículas capaces de penetrar en su núcleo.

Aportes de Marie y Pierre Curie hacia la química:

Pierre antes de iniciar su aporte o investigación con Marie, trabajó en el campo de la cristalografía en colaboración con su hermano, descubriendo la piezoelectricidad (1880).

En 1895 comprobó que los cuerpos ferro magnéticos se transforman en paramagnéticos a partir de cierta temperatura conocida hoy como «punto de Curie». Determinó la relación entre paramagnetismo y temperatura (ley de Curie) y estableció la diferencia entre paramagnetismo y diamagnetismo. Se le debe también la invención de una balanza de torsión, conocida como balanza Curie-Chèneveau, que permite efectuar pesadas de alta precisión.

En 1896 inició la colaboración con su esposa en el estudio de la radiactividad, descubierta por el físico francés Henri Becquerel, trabajos que darían como principal fruto el descubrimiento de la existencia de dos nuevos elementos en 1898: el polonio, nombre que se le dio en recuerdo de la patria de Marie, y el radio(Ra). La dificultad de estos estudios se evidencia si se tiene en cuenta que para obtener un solo gramo de cloruro de radio puro el matrimonio tuvo que tratar ocho toneladas del mineral conocido como pechblenda.

A partir de entonces, Marie se concentró en la obtención de radio metálico, lo cual logró en colaboración con A. Debieron, mientras que Pierre estudió las propiedades químicas, fisiológicas y luminosas de las emisiones radiactivas, que clasificó, según su carga, en positivas (rayos alfa), neutras (rayos gamma) y negativas (rayos beta).

Tras el fallecimiento de Pierre, Marie continuó los trabajos y fundó el Instituto del Radio (1914), en el que llevó a cabo un profundo estudio de las aplicaciones de los rayos X y de la radiactividad en campos como el de la medicina, y consiguió la obtención numerosas sustancias radioactivas con diversas aplicaciones.

Aporte de James Chadwick hacia la química:

En 1932, Chadwick realizó un descubrimiento fundamental en el campo de la ciencia nuclear: descubrió la partícula en el núcleo del átomo que pasaría a llamarse neutrón, partícula que no tiene carga eléctrica. En contraste con el núcleo de helio (partículas alfa) que está cargado positivamente y, por lo tanto, son repelidas por las fuerzas eléctricas del núcleo de los átomos pesados, esta nueva herramienta para la desintegración atómica no necesita sobrepasar ninguna barrera electrónica y es capaz de penetrar y dividir el núcleo de los elementos más pesados. De esta forma, Chadwick allanó el camino hacia la fisión del uranio 235 y hacia la creación de la bomba atómica.

Pero anterior a eso un científico alemán había identificado al neutrón al mismo tiempo. Sin embargo, Hans Falkenhagen temía publicar sus resultados. 

Aportes de Niels Bohr hacia la química:

Bord comienza sus aportes con la física cuántica con respecto a Albert Einstein La teoría de la estructura atómica de Bohr, que le valió el Premio Nobel de Física en 1922, se publicó en una memoria entre 1913 y 1915. Su trabajo giró sobre el modelo nuclear del átomo de Rutherford, en el que el átomo se ve como un núcleo compacto rodeado por un enjambre de electrones más ligeros. El modelo de átomo de Bohr utilizó la teoría cuántica y la constante de Planck. El modelo de Bohr establece que un átomo emite radiación electromagnética sólo cuando un electrón del átomo salta de un nivel cuántico a otro. Este modelo contribuyó enormemente al desarrollo de la física atómica teórica.

En 1916, Bohr regresó a la Universidad de Copenhague como profesor de física, y en 1920 fue nombrado director del Instituto de Física Teórica de esa universidad, recién constituido. Allí, Bohr elaboró una teoría que relaciona los números cuánticos de los átomos con los grandes sistemas que siguen las leyes clásicas, y realizó otras importantes aportaciones a la física teórica. Su trabajo ayudó a impulsar el concepto de que los electrones se encuentran en capas y que los de la última capa determinan las propiedades químicas de un átomo.

En 1939, reconociendo el significado de los experimentos de la fisión de los científicos alemanes Otto Hahn y Fritz Strassmann, Bohr convenció a los físicos en una conferencia en Estados Unidos de la importancia de estos experimentos. Más tarde, demostró que el uranio 235 es el isótopo del uranio que experimenta la fisión nuclear.

Bohr regresó posteriormente a Dinamarca, donde fue obligado a permanecer después de la ocupación alemana del país en 1940. Sin embargo, consiguió llegar a Suecia con gran peligro de su vida y de la de su familia. Desde Suecia, la familia Bohr viajó a Inglaterra y por último a los Estados Unidos, donde Bohr se incorporó al equipo que trabajaba en la construcción de la primera bomba atómica en Los Álamos (Nuevo México), hasta su explosión en 1945. Bohr se opuso, sin embargo, a que el proyecto se llevara a cabo en total secreto, y temía las consecuencias de este siniestro nuevo invento. Deseaba un control internacional.

En 1945, Bohr regresó a la Universidad de Copenhague donde, inmediatamente, comenzó a desarrollar usos pacifistas para la energía atómica. Organizó la primera conferencia 'Átomos para la paz' en Ginebra, celebrada en 1955, y dos años más tarde recibió el primer premio 'Átomos para la paz'.