Bienvenidos a Divulgón, Selección de Contenidos Científicos
En perspectiva | Setiembre 2003
 

  Las partes del todo

Si por algún cataclismo fuera destruido todo el conocimiento científico y solamente pasara una frase a la siguiente generación de criaturas, ¿cuál enunciado tendría el máximo de información con el mínimo de palabras? Según el célebre físico Richard Feynman (1918-1988) sería la hipótesis atómica que dice:

todas las cosas están formadas por pequeñas partículas llamadas átomos que se encuentran en movimiento perpetuo, atrayéndose unas a otras cuando están separadas por una pequeña distancia y repeliéndose cuando se las trata de apretar unas con otras.

En esta frase, decía Feynman, se puede vislumbrar una enorme cantidad de información referente al mundo, si se aplica sólo un poco de imaginación y pensamiento.

Sin dudas el atomismo es una de las ideas más importantes de la ciencia, pero debieron pasar dos mil años hasta que esta idea fuera completamente aceptada. Desde la antigüedad, los hombres se han preguntado de qué están hechas las cosas. El primero del que tenemos noticias fue el pensador griego Tales de Mileto, quien en el siglo VII antes de Cristo (a.C), afirmó que todo estaba constituido por agua, que enrareciéndose o solidificándose formaba todas las sustancias conocidas. Con posterioridad, otros pensadores griegos supusieron que la sustancia primigenia era otra. Así, Anaxímenes, en el siglo VI a. C. creía que era el aire y Heráclito el fuego.

En el siglo V, Empédocles reunió las teorías de sus predecesores y propuso no una, sino cuatro sustancias primordiales, los cuatro elementos: aire, agua, tierra y fuego. La unión de estos cuatro elementos, en distinta proporción, daba lugar a la vasta variedad de sustancias que se presentan en la naturaleza.

En aquella época los filósofos estaban divididos en dos escuelas de pensamiento: una consideraba a la materia continua y divisible siempre en porciones cada vez más chicas hasta el infinito. La otra escuela de pensamiento sostenía que la materia era discontinua, constituida por partículas muy pequeñas, finitas e indivisibles llamadas átomos. El primer filósofo atomista fue Leucippo de Mileto en el siglo V a.C aunque su existencia no es muy cierta. Su obra fue retomada por su discípulo Demócrito de Abdera en el siglo IV a.C. Más tarde Epicuro en el siglo III a.C. le atribuyó a los átomos el peso.

La teoría atomística fue duramente atacada por Aristóteles (siglo III a.C.) en su obra “Física”. Aristóteles añadió a los cuatro elementos un quinto: el éter o quintaesencia, que formaba las estrellas, mientras que los otros cuatro formaban las sustancias terrestres.

Tras la muerte de Aristóteles, gracias a las conquistas de Alejandro Magno, sus ideas se propagaron por todo el mundo conocido, desde España en Occidente, hasta la India en el Oriente. El pensamiento aristotélico, además, fue aceptado plenamente por la iglesia, la cual consideraba como hereje al que profesara las peligrosas teorías atomísticas y materialistas de Demócrito y Epicuro.

La mezcla de las teorías de Aristóteles con los conocimientos prácticos de los pueblos conquistados hicieron surgir durante la Edad Media una nueva idea: la alquimia. Cuando se fundían ciertas piedras con carbón, las piedras se convertían en metales, al calentar arena y caliza se formaba vidrio y similarmente muchas sustancias se transformaban en otras. Los alquimistas suponían que puesto que todas las sustancias estaban formadas por los cuatro elementos de Empédocles, se podría, a partir de cualquier sustancia, cambiar su composición y convertirla en oro, el más valioso de los metales de la antigüedad. Durante siglos, los alquimistas intentaron encontrar, evidentemente en vano, una sustancia, la piedra filosofal, que transformaba las sustancias que tocaba en oro, y a la que atribuían propiedades maravillosas y mágicas.

Robert Boyle, en el siglo XVII, desechó todas las ideas de los elementos alquímicos y definió los ele mentos químicos como aquellas sustancias que no podían ser descompuestas en otras más simples. Fue la primera definición moderna y válida de elemento y el nacimiento de una nueva ciencia: la Química.

Apenas iniciado el siglo XIX John Dalton, recordando las ideas de Demócrito, propuso la teoría atómica, según la cual cada elemento estaba formado por un tipo especial de átomo, de forma que todos los átomos de un elemento eran iguales entre sí, en tamaño, forma y peso, y distinto a los átomos de los demás elementos.

En 1870, el químico alemán Julius Meyer acomodó los elementos gráficamente, representando el volumen de cada átomo en función de su peso, obteniendo un comportamiento ondulatorio. Los elementos en posiciones similares de la onda tenían propiedades comunes, pero las ondas cada vez eran mayores e integraban a más elementos. Fue el descubrimiento de la ley periódica, pero llegó un año tarde.

En 1869 Dimitri Mendeleyev había publicado su tabla periódica. Había ordenado los elementos siguiendo su peso atómico, pero utilizando una manera que finalmente resultaría reveladora. Escribió en una colección de cartas los nombres de los elementos con sus masas y propiedades cruciales como por ejemplo, punto de ebullición, densidad, color, etc. y comenzó a agruparlos según sus propiedades y sus masas atómicas adyacentes. Cuando terminó su solitario de cartas encontró, al igual que Meyer, que las mismas propiedades reaparecían para ciertos valores de masas atómicas resultando así la ley periódica. Además dejó huecos, indicando que correspondían a elementos aún no descubiertos. En tres de los huecos predijo las propiedades de los elementos que habrían de ocuparlos (denominándolos ekaboro, ekaaluminio y ekasilicio); cuando años más tarde se descubrieron el escandio, el galio y el germanio, cuyas propiedades se correspondían con las predichas por Mendeleyev, y se descubrió un nuevo grupo de elementos (los gases nobles) que encontró un lugar en la tabla de Mendeleyev, se puso de manifiesto no sólo la veracidad de la ley periódica, sino la importancia y utilidad de la tabla de elementos.

En la antigüedad el hombre ya conocía los siguientes elementos químicos: azufre, carbono, cobre, estaño, hierro, mercurio, oro, plata y plomo. Desde entonces hasta 1700 sólo se pudieron descubrir 5 elementos más: antimonio, arsénico, bismuto, fósforo y zinc. En la segunda mitad del siglo XVIII, 15 elementos más fueron encontrados. Entre ellos, el hidrógeno, el nitrógeno y el oxígeno. Durante el siglo XIX y la primera mitad del siglo XX, se descubrieron el resto de las 92 elementos existentes en la naturaleza. Entre ellas, los misteriosos y elusivos gases nobles. Son seis: helio, neón, argón, kriptón, xenón y radón. Estos elementos son los únicos de los 92 cuyos átomos pueden existir en forma aislada, mientras todos los demás tienden a formar pequeñas moléculas o enormes redes puesto que sus átomos aislados no son estables.

Otro descubrimiento notable, esta vez de la Astronomía, fue el hecho de que las estrellas están compuestas por los mismos elementos químicos que se encuentran en la Tierra. En realidad las estrellas son los verdaderos hornos en donde se cocinan todos los elementos, desde el más liviano hasta los más pesados, que luego son expulsados al espacio mediante explosiones llamadas novas y supernovas.

Vale la pena mencionar que el descubrimiento del helio fue un hallazgo extraterrestre. En 1868, mediante un telescopio acoplado a un espectroscopio, el astrónomo francés Pierre Janssen observó en la luz proveniente del Sol una línea amarilla que no pertenecía al espectro de ningún elemento conocido. Dos años después Joseph Norman Lockyer se aventuró a afirmar que esa línea era emitida por un elemento desconocido al que llamó helio (de la palabra griega helios que significa "Sol").

Aunque en la naturaleza sólo hay 92 elementos, en la actualidad se conocen 118. ¿De dónde han salido los demás? Sus creadores no fueron las estrellas sino el hombre, pero esa es otra historia.


 Basado en el libro de Feynman: Física tomo I y en el artículo sobre la historia de los elementos en http://personal5.iddeo.es/pefeco/Tabla/historiaelementos.htm

 Más información en el sitio Geoquímica recreativa.

¿Quiere escribir algún comentario sobre este artículo? Haga click aquí.
©2003 Divulgón - divulgon@ifir.edu.ar        Ir: AtrásArribaPágina Principal