LAS PRE­GUN­TAS QUE PA­SAN

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por la men­te de Men­de­lé­yev ese día son las que se ha­cen los na­tu­ra­lis­tas des­de ha­ce tiem­po: ¿cuá­les son las sus­tan­cias bá­si­cas de las que es­tán cons­ti­tui­das to­das las de­más? ¿Cuán­tos de es­tos ele­men­tos bá­si­cos exis­ten? ¿Có­mo se pue­den ex­pli­car las di­fe­ren­cias en sus cua­li­da­des? Pe­ro so­bre to­do: ¿qué or­den sub­ya­ce en el reino de los ele­men­tos?

En el si­glo V an­tes de Cris­to, el fi­ló­so­fo grie­go Em­pé­do­cles afir­mó que to­das las co­sas es­ta­ban com­pues­tas de tie­rra, ai­re, fue­go y agua. La en­se­ñan­za de las cua­tro “raí­ces” te­rres­tres (a las que el pen­sa­dor Aris­tó­te­les aña­dió des­pués una quin­ta esen­cia ce­les­te, el “éter”) de­ter­mi­nó el pen­sa­mien­to cien­tí­fi­co has­ta la Edad Me­dia. Eso sí, la ex­plo­ta­ción de los mi­ne­ra­les me­ta­lí­fe­ros pro­pi­ció el des­cu­bri­mien­to de otros ele­men­tos quí­mi­cos, en­tre ellos, los me­ta­les co­bal­to y ní­quel, que to­man sus nom­bres de es­pí­ri­tus de mon­ta­ña. Pe­ro tam­bién es­tas sus­tan­cias se con­si­de­ra­ron mez­clas de los ele­men­tos bá­si­cos, com­bi­na­cio­nes de tie­rra, ai­re, fue­go y agua.

El fran­cés An­toi­ne de La­voi­sier re­fu­tó de­fi­ni­ti­va­men­te la creen­cia an­ti­gua: en 1789 pu­bli­có una lis­ta de 33 sus­tan­cias sim­ples, que no pue­den di­vi­dir­se en otras sus­tan­cias me­dian­te ex­pe­ri­men­tos quí­mi­cos. Mu­chas de ellas de he­cho son ele­men­tos, co­mo hi­dró­geno, azu­fre, oro, es­ta­ño, oxí­geno, mercurio y pla­tino. Pe­ro na­die lo­gró or­de­nar to­das es­tas sus­tan­cias se­gún un prin­ci­pio ló­gi­co. Pa­re­cía que mos­tra­ban de­ma­sia­das di­fe­ren­cias en el com­por­ta­mien­to quí­mi­co. Al­gu­nos años des­pués, el inglés John Dal­ton pre­sen­tó un des­cu­bri­mien­to re­vo­lu­cio­na­rio: las sus­tan­cias bá­si­cas cons­tan de di­mi­nu­tas par­tí­cu­las: los áto­mos. Es­tos di­fie­ren con ca­da ele­men­to, por ejem­plo, tie­nen ta­ma­ños dis­tin­tos, y ca­da uno tie­ne un pe­so ca­rac­te­rís­ti­co.

Dal­ton no pu­do de­mos­trar la exis­ten­cia de los áto­mos ni pe­sar las par­tí­cu­las di­rec­ta­men­te. Pe­ro ob­ser­vó reac­cio­nes cuan­do un ele­men­to se unía

con otro for­man­do un com­pues­to quí­mi­co (por ejem­plo, car­bono y oxí­geno for­man­do mo­nó­xi­do de car­bono). De­ter­mi­nan­do qué can­ti­da­des de las sus­tan­cias ini­cia­les se gas­ta­ron en el pro­ce­so, Dal­ton pu­do es­ti­mar la re­la­ción en­tre los pe­sos de los áto­mos de los ele­men­tos.

Cuan­do, por ejem­plo, un gra­mo del ele­men­to A reac­cio­na con dos gra­mos del ele­men­to B for­man­do tres gra­mos del com­pues­to AB, los áto­mos del pri­mer ele­men­to pe­san la mi­tad de los del se­gun­do.

Con la ayu­da de nu­me­ro­sos ex­pe­ri­men­tos, el inglés lo­gró en 1803 or­de­nar se­gún es­te cri­te­rio al­gu­nas de las sus­tan­cias bá­si­cas que se co­no­cían por aquel en­ton­ces. La sus­tan­cia más li­ge­ra, el hi­dró­geno, la uti­li­zó co­mo uni­dad: le atri­bu­yó la ma­sa ató­mi­ca uno. Dal­ton in­di­có el pe­so de los otros ele­men­tos co­mo múl­ti­plos de es­te. Se­gún es­te pri­mer cálcu­lo, el oxí­geno, por ejem­plo, se­ría 5,5 ve­ces más pe­sa­do, con lo que ten­dría una ma­sa ató­mi­ca de apro­xi­ma­da­men­te seis (se­gún los co­no­ci­mien­tos ac­tua­les, es de 16). Eso sí, los cálcu­los de Dal­ton eran de­fec­tuo­sos, y tam­bién sus pro­ce­sos de me­di­ción se pu­sie­ron en te­la de jui­cio. Pe­ro con la “ma­sa ató­mi­ca re­la­ti­va” brin­dó a los quí­mi­cos un va­lor me­di­ble que les per­mi­tía em­pe­zar a or­de­nar la gran can­ti­dad de ele­men­tos. Pe­ro or­de­nar­los se­gún el pe­so no re­ve­la a pri­me­ra vis­ta nin­gún or­den en lo que se re­fie­re a las cua­li­da­des quí­mi­cas de los ele­men­tos: a me­nu­do, sus­tan­cias ve­ci­nas tie­nen un ca­rác­ter to­tal­men­te dis­tin­to. Des­pués del bri­llan­te y pla­tea­do se­mi­me­tal bo­ro, por ejem­plo, si­gue se­gún la ma­sa ató­mi­ca el car­bono, de co­lor ne­gro, al que a su vez si­gue el ni­tró­geno, un gas inodo­ro e in­co­lo­ro. El ama­ri­llo azu­fre apa­re­ce en la lis­ta en­tre el fós­fo­ro, cu­ya va­rie­dad blanca pa­re­ce pá­li­da y re­cuer­da la ce­ra, y el clo­ro, un gas de olor pun­zan­te.

Al con­tra­rio, otros ele­men­tos muy dis­tan­tes en la lis­ta mues­tran a ve­ces com­por­ta­mien­tos sor­pren­den­te­men­te se­me­jan­tes, co­mo los me­ta­les li­tio, so­dio y po­ta­sio. To­dos son tan blan­dos que in­clu­so se pue­den cor­tar con un cu­chi­llo, y reac­cio­nan con fuer­za, a ve­ces in­clu­so ori­gi­nan­do lla­mas, cuan­do se de­jan caer en agua.

Uno de los in­ves­ti­ga­do­res que tra­tó de des­ci­frar el lío de los ele­men­tos en el si­glo XIX es Johann Wolf­gang Dö­be­rei­ner: des­de 1817, el quí­mi­co ale­mán de­fi­ne gru­pos de tres ele­men­tos con cua­li­da­des se­me­jan­tes. Iden­ti­fi­ca un to­tal de cua­tro de es­tas “tría­das”: una con­sis­te de li­tio,

so­dio y po­ta­sio; otra se com­po­ne de io­do, clo­ro y bro­mo: ele­men­tos que a me­nu­do for­man sa­les. Dö­be­rei­ner tra­ta de ave­ri­guar qué es los que une a es­tas sus­tan­cias.

De he­cho des­cu­bre una co­ne­xión: en sus tría­das, la ma­sa ató­mi­ca de la sus­tan­cia cen­tral se pue­de pre­de­cir con bas­tan­te pre­ci­sión: se en­cuen­tra más o me­nos a me­dia dis­tan­cia en­tre los otros dos va­lo­res. Es de­cir, pa­re­ce ha­ber le­yes en el reino de los ele­men­tos.

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