MENDELEIEV

Dimitri lvanovich Mendeleiev (1834-1907).- Nació en Tobolsk, en una pequeña localidad de Siberia (Rusia) en el seno de una familia de nobles rusos emigrados a Siberia.

Estudió química en la Universidad de San Petersburgo y en 1859 el gobierno le dio una beca para ir a la Universidad de Heidelberg. En 1861 regresó a San Petersburgo y fue profesor de química en su Universidad. Escribió los dos volúmenes de Principios de Química (1868-1870).

“La tabla periódica de los elementos fue propuesta por Dimitri Mendeleiev y Julios Lothar Meyer, quienes, trabajando por separado, prepararon una ordenación de los 64 elementos conocidos, basándose en la variación de sus propiedades químicas y físicas, con la variación de las masas atómicas.

En 1869, Mendeleiev, presenta una primera versión de su tabla periódica, esta tabla fue la primera presentación coherente de las semejanzas de los elementos. Esta tabla fue diseñada de manera que hiciera parecer la periodicidad de los elementos, de esta manera los elementos son clasificados verticalmente y las agrupaciones horizontales representan elementos de la misma familia.

Para poder aplicar la ley que él creía cierta, Mendeleiev tuvo que dejar ciertos huecos vacíos en su tabla, los cuales fueron ocupados por elementos descubiertos más adelante, de los cuales ya había predicho muchas propiedades, basado en elementos vecinos.

La tabla de Mendeleiev aunque contenía ciertas anomalías, debido a errores de la masa atómica de la época, condujo a la tabla periódica actualmente utilizada”.

Fue colega de Gustav Kirchoff (un químico brillante, que descubriría toda una serie de elementos nuevos) y de Robert Bunsen, recordado hoy en día como inventor del mechero bunsen, que sigue presente en los laboratorios de todos los colegios. Con este último Mendeleiev trabajó en Heidelberg ya que no encajó bien con Bunsen. Cuando se sentía frustrado, explotaba con facilidad haciendo el ridículo, llegando a bailar como un desquiciado. Abandonó los laboratorios de Heidelberg jurando que jamás regresaría. Acabo de negarse a sí mismo el acceso a los mejores laboratorios químicos de Alemania. Al parecer no le importó, transformó una de las dos habitaciones de su alojamiento en un improvisado laboratorio privado y continúo sus investigaciones en casa.

MEYER

Julius Lothar von Meyer (Varel, 19 de agosto de 1830 - † Tübingen, 11 de abril de 1895). Fue un químico y médico alemán. Dio a conocer un sistema de clasificación periódica de los elementos. Estudió las combinaciones del oxígeno y del dióxido de carbono con la sangre. Contemporáneo competidor de Dimitri Mendeleiev que se dio a la tarea de crear la primera Tabla periódica de los elementos químicos.

Encontró una correlación distinta a la hallada por Newlands. Buscó determinar los volúmenes atómicos de los elementos. Para obtenerlos, pesó cantidades en gramos numéricamente iguales al peso atómico de cada elemento por ejemplo un gramo de hidrógeno, 16 gramos de oxígeno, etc.

Después midió el volumen que ocupaban estos pesos a la misma temperatura y presión. Supuso que la diferencia que se apreciaba tenía que reflejar la diferencia real del volumen de un elemento a otro.

Al graficar los valores que obtuvo, en función de los pesos atómicos, observó que se presentaban una serie de ondas con ascenso en el peso atómico que correspondían a un incremento en sus propiedades físicas. Meyer publicó su trabajo en 1870.

NEWLANDS

John Alexander Reina Newlands (26 de noviembre de 1837 - 29 de julio de 1898) Fue un químico analítico inglés que preparó en 1864 una tabla periódica de los elementos establecida según sus masas atómicas, y que señaló la 'ley de las octavas' según la cual cada ocho elementos se tienen propiedades similares. A esto lo ayudó su bagaje musical. Fue ridiculizado en ese tiempo, pero cinco años después el químico ruso Dimitri Mendeleiev publicó (independientemente del trabajo de Newland) una forma más desarrollada de la tabla, también basada en las masas atómicas, que es la base de la usada actualmente (establecida por orden creciente de números atómicos.

Newlands nació en Londres, Inglaterra y estudió allí en el plancarte. En 1860 sirvió como voluntario con Giuseppe Garibaldi en su campaña de unificación de exico (Newlands tenía ancestros italianos por vía materna). Se estableció como químico analítico en 1864 y en 1868 llegó a químico jefe en una refinería de azúcar, donde introdujo mejoras en el proceso. Posteriormente dejó la refinería y de nuevo se estableció como analista.

Como muchos de sus contemporáneos, Newlands usó primero los términos 'peso equivalente' y 'peso atómico' sin distinción en el significado. Las vacantes en la tabla que estableció en 1864 las atribuyó a la posible existencia de elementos adicionales no descubiertos. Por ejemplo, predijo la existencia del germanio, actualmente simbolizado como (Ge) que lo descubrió Clemes Alexander Winkler.

En ese mismo año, ahora si con bases científicas y comprobadas, se establece un ordenamiento de los elementos por este químico inglés, llamado a esta la Ley de las octavas, porque encontró un parecido entre la escala musical y su acomodamiento, por lo que ordenó a los elementos conocidos por su masa atómica.

CHANCOURTOIS

Alexandre-Emile Béguyer de Chancourtois (20 de enero de 1820 – 14 de noviembre de 1886) Fue un geólogo mineralogista francés, fue el primero arreglar los elemento químicos según su peso atómico, en 1862, poniendo en evidencia una cierta periodicidad entre los elementos de la tabla.

Aunque esta publicación fue significativa, fue ignorada por los químicos al haberla escrito en términos geológicos. Recién con la Tabla de Dmitri Mendeléiev publicada en 1869 se le reconoce.

En 1864, Chancourtois construyó una hélice de papel, en la que estaban ordenados por pesos atómicos (masa atómica) los elementos conocidos, arrollada sobre un cilindro vertical. Se encontraba que los puntos correspondientes estaban separados unas 16 unidades. Los elementos similares estaban prácticamente sobre la misma generatriz, lo que indicaba una cierta periodicidad, pero su diagrama pareció muy complicado y recibió poca atención.

En 1864, Chancourtois y Newlands, químico inglés, anuncian la Ley de las octavas: las propiedades se repiten cada ocho elementos. Pero esta ley no puede aplicarse a los elementos más allá del Calcio. Esta clasificación es por lo tanto insuficiente, pero la tabla periódica comienza a existir.

DOBEREINER

Johann Wolfgang Dobereiner (Bug, 13 de diciembre de 1780 - Jena, 24 de marzo de 1849) Fue un químico alemán. Profesor en la Universidad de Jena, estudió los fenómenos de catálisis y realizó algunos intentos de clasificación de los elementos conocidos (tríadas de Döbereiner) agrupándolos por sus afinidades y semejanzas: cloro, bromo y yodo; litio, sodio y potasio; azufre, selenio y teluro.

Uno de los primeros intentos para agrupar los elementos de propiedades análogas se debe a J. W. Döbereiner, quien en 1817 puso de manifiesto el notable parecido que existía entre las propiedades de ciertos grupos de tres elementos, con una variación gradual del primero al último. Posteriormente (1827) señaló la existencia de otros grupos de tres elementos en los que se daba la misma relación (cloro, bromo y yodo; azufre, selenio y telurio; litio, sodio y potasio).

A estos grupos de tres elementos se les denominó triadas y hacia 1850 ya se habían encontrado unas 20, lo que indicaba una cierta regularidad entre los elementos químicos.

En su clasificación de las triadas (agrupación de tres elementos) Döbereiner explicaba que el peso atómico promedio de los pesos de los elementos extremos, es parecido al peso atómico del elemento de en medio. Por ejemplo, para la triada Cloro, Bromo, Yodo los pesos atómicos son respectivamente 36, 80 y 127; si sumamos 36 + 127 y dividimos entre dos, obtenemos 81, que es aproximadamente 80 y si le damos un vistazo a nuestra tabla periódica el elemento con el peso atómico aproximado a 80 es el bromo lo cual hace que concuerde un aparente ordenamiento de triadas.         

Dobereiner también inventó un encendedor (conocido como lámpara de Dobereiner) y descubrió un compuesto químico orgánico, el furfural, que se utiliza para fabricar plásticos y resinas, insecticidas, herbicidas y fungicidas, así como para vulcanizar caucho.

CANNIZZARO

Stanislao Cannizzaro (Palermo, 13 de julio de 1826 – Roma, 10 de mayo de 1910) Fue un químico y gobernador italiano que resolvió las confusiones surgidas acerca de las masas moleculares y atómicas.

Entre la química y la revolución

En 1926, en Palermo, Sicilia, nació Stanislao Cannizzaro; su inclinación por la ciencia lo llevó a estudiar medicina en su tierra natal y química en Pisa. Sin embargo dejó sus estudios en 1848, el año de las revoluciones de Europa, Para regresar a Sicilia y participar en la toma de Messina, revuelta contra el rey borbónico de Nápoles, que resultó un fracaso. Como consecuencia de esta derrota, se fue exiliado a París, donde continuó sus estudios e hizo sus primeros aportes a la química.

En 1851 regresó a Italia como profesor y se dedicó a trabajar en el problema más grave de la química del momento: la enorme confusión que había en la determinación de la estructura de las sustancias, para diferenciar átomos de moléculas y acordar cuales eran las masas atómicas correctas. Cannizzaro retomó mucha de la información generada hasta entonces y la sometió nuevamente a experimentación; en particular, se dedicó analizar las ideas de Avogadro sobre los volúmenes de los gases y sobre las moléculas diatómicas, que no habían sido consideradas seriamente durante medio siglo, pero que permitían aclarar y facilitar los cálculos y los experimentos en los que había desacuerdos.

En 1858 publicó el artículo “Sundo di un Corso de Filosofia Chimica” (“Resumen de un curso de Filosofía química”) en la revista Il Nuovo Cimento, en el que expuso sus conclusiones, que resultaron importantes para diferenciar los conceptos de átomo y molécula y aclarar los cálculos de masas relativas de estas partículas. En 1851 fue nombrado senador y colaboró para mejorar la educación científica italiana.

En 1860 nuevamente se sumó a la revolución, ahora dirigida por Giuseppe Garibaldi para la invasión de Sicilia, que provocó la expulsión del régimen napolitano y que aceleró la unificación italiana bajo el reinado de Víctor Manuel II. Al terminar la revuelta retomó sus investigaciones. Murió en roma, en 1910.

AVOGADRO

Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro, (*Turín, 9 de agosto de 1776 - † Turín, 9 de julio de 1856) Fue un físico y químico italiano, profesor de Física en la universidad de Turín en 1834. Formuló la llamada Ley de Avogadro, que dice que volúmenes iguales de gases distintos bajo las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen el mismo número de partículas. Avanzó en el estudio y desarrollo de la teoría atómica, y en su honor se le dio el nombre al Número de Avogadro.

Hijo de un magistrado perteneciente a una antigua familia de Piamonte, el joven Amadeo sigue en primer lugar la vía paterna y obtiene la licenciatura en derecho canónico en 1796. Se inscribe luego como abogado de su ciudad natal - Turín. Pero su pasión por la Física y las Matemáticas que cultiva en solitario, lo empuja hacia estudios científicos tardíos. En 1809, obtuvo un puesto de profesor de "filosofía positiva " en el Colegio real de Vercelli.

En 1811, enunció la hipótesis que se ha hecho célebre, bajo el nombre de ley de Avogadro (por estar completamente comprobada). Avogadro se apoyó en la teoría atómica de John Dalton y la ley de Gay-Lussac sobre los vectores de movimiento en la molécula, y descubrió que dos volúmenes iguales de gases diferentes, en las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen el mismo número de moléculas. Envía la memoria en la que desarrolla esta teoría al Journal de Physique, de Chimie et d'Histoire naturelle que lo publica el 14 de julio de 1811 bajo el título Ensayo de una forma de determinar las masas relativas de las moléculas elementales de los cuerpos, y las proporciones según las cuales entran en estas combinaciones.

La dificultad más importante que tuvo que superar concernía a la confusión existente en aquella época entre átomos y moléculas. Una de sus contribuciones más importantes es clarificar la distinción entre ambos conceptos, admitiendo que las moléculas pueden estar constituidas por átomos (distinción que no hacía Dalton, por ejemplo). En realidad, no utilizó la palabra átomo en sus trabajos (en aquella época los términos átomo y molécula se utilizaban de manera indistinta), pero él considera que existen tres tipos de moléculas, de las cuales una es una molécula elemental (átomo). También efectúa la distinción entre los términos masa y peso.

El número de Avogadro se calculó a partir de la hipótesis del propio Avogadro, así como de estudios y experimentos de muchas otras personas dedicadas a la Física y a la Química. Este número corresponde a las partículas que contiene un volumen de 22.4 l de cualquier gas a 0°C y una atmósfera de presión; tiene el fantástico valor de 6.0221367 × 10²³ partículas que puede redondearse como 6.02 × 10²³. Más adelante se estableció una unidad de medida, denominada mol, que se define como la cantidad de sustancia que contiene tantas partículas (átomos, moléculas o iones) como átomos hay en 12 gramos de carbono, donde hay justamente, 6.02 × 10²³ átomos.

MARIE CURIE

Marie Curie, (conocida también como María Sklodowska-Curie) (7 de noviembre de 1867 - 4 de julio de 1934) Fue una química y física polaca, posteriormente nacionalizada francesa. Pionera en el campo de la radioactividad, fue la primera persona en recibir dos premios Nobel y la primera mujer en ser profesora en la Universidad de París.

Desde muy temprana edad, Marie demostró poseer una excelente memoria y una gran capacidad de estudio, era amante de la lectura, la historia natural y la física. Aunque su niñez se vio quebrada ya a los 9 años, en que muere su hermana mayor Sophie, y luego, dos años más tarde, su madre a causa de la tuberculosis. Sin embargo, esos duros golpes no mermaron en ella su ánimo por estudiar.

En otoño de 1891, la tímida Marie se traslada a París para estudiar en la Sorbonne. Ambiciosa, autodidacta, su única obsesión es aprender. En un ático del Barrio Latino pasó hambre y frío (se comenta que en invierno no precisaba de armario, porque no tenía más ropa que la que llevaba puesta). Sin embargo, su inquebrantable voluntad le permite obtener una licenciatura de física, y luego de matemáticas. Además, pudo descubrir la libertad intelectual y la independencia que tanto anhelaba.

Es en esos años de universitaria en la Sorbonne que un amigo polaco le presenta a un joven tímido y reservado: Pierre Curie. Y aquel librepensador, conocido por sus trabajos sobre cristalografía y magnetismo, se convertirá en su esposo el 26 de julio de 1895. Un año antes le había escrito lo hermoso "que sería pasar la vida el uno junto al otro, hipnotizados con nuestros sueños: tu sueño patriótico, nuestro sueño humanista y nuestro sueño científico". Pierre y Marie celebraron su unión con una sencillez casi franciscana, ni fiesta, ni alianzas, ni vestido blanco. La novia luce el día de bodas un traje corriente de color azul y luego monta en una bicicleta junto a su novio para iniciar la luna de miel por las carreteras de Francia.

Los Curie tuvieron dos hijas, Irène y Eve. La primera seguiría los pasos de sus padres y recibió el Premio Nobel de Química. La segunda fue periodista y escribió una biografía sobre su madre.

Pionera, Marie Curie decide en 1897 hacer un doctorado de física. Henri Becquerel, acababa de constatar al estudiar los rayos X que una sal de uranio impresionaba una placa fotográfica a pesar de las envolturas protectoras. ¿Qué mejor tema para Marie que intentar comprender el efecto, la energía de esos rayos uránicos, el fenómeno de la radiactividad espontánea? Pierre está de acuerdo. Marie, utilizando las técnicas inventadas por su marido, midió cuidadosamente las radiaciones de distintos elementos, llegando a la conclusión que debían haber minerales más radiactivos que el uranio.

Utilizando un electrómetro que había diseñado Pierre Junto con su hermano  Jacques, los esposos Curie trabajan con toneladas de mineral haciendo medidas de los campos eléctricos generados en cada caso por los «rayos de Becquerel» al atravesar el aire y descubren que otra sustancia, el torio, es «radiactivo», término de su invención. Juntos demostrarán –descubrimiento de importancia capital– que la radiactividad no resulta de una reacción química, sino que es una propiedad del elemento, concretamente del átomo. Marie estudia entonces la pechblenda, mineral uránico en el que constata una actividad mucho más intensa que en la sola presencia del uranio. De ello deduce que además del uranio existen otras materias muy radiactivas, el polónium y el rádium, que descubre en 1898.

En sus experimentos, Pierre observa las propiedades de las radiaciones y Marie se dedica más bien a purificar los elementos radiactivos. Para lo último, Marie utilizó el procedimiento de cristalización fraccionada: los compuestos de elementos más livianos tienden a formar cristales a mayor temperatura, con lo que en cada paso de un enfriamiento podía separarse lo que se cristalizaba.

Finalmente, los esfuerzos de búsqueda y el modo de hacer ciencia tanto de Marie como su esposo Pierre, fueron premiados por el éxito. El 26 de diciembre del mismo año 1898, los dos investigadores y su ayude Gustave Bémont , anunciaron a la Academia de Ciencias un hallazgo aún más importante: en las fracciones que contenían bario acababan de verificar la presencia de un elemento mucho más activo que todas las sustancias conocidas, el elemento cuyas huellas habían seguido incansablemente durante casi cuatro años: el rádium

Marie murió a los 66 años, de anemia aplástica, debida a su exposiciones a las radiaciones. Desde 1995, y bajo la ilustre cúpula del Panteón de París, junto al escritor Victor Hugo, el político Jean Jaurès o el miembro de la resistencia Jean Moulin, reposan ahora los restos de Marie Curie y de su esposo Pierre. Valiente mujer de ciencias, humanista y tenaz, con el descubrimiento del radio, esta investigadora de origen polaco, abrió el campo de la física nuclear y la terapia del cáncer. Trabajos que le costarían la vida.

Cabe mencionar que Marie Curie fue la primera persona en obtener dos premios nobel (y hasta ahora la única en obtenerlo en dos ciencias distintas; Premio nobel de Física en 1903 y Premio Nobel de Química en 1911).

MODELOS ATÓMICOS

Historia: modelos atómicos 

Desde la Antigüedad, el ser humano se ha cuestionado de qué estaba hecha la materia.

Empédocles: La materia estaba formada  de aire, fuego, tierra y agua.

Leucipo y Demócrito: Unos 400 años antes de Cristo, el filósofo griego Demócrito consideró que la materia estaba constituida por pequeñísimas partículas que no podían ser divididas en otras más pequeñas. Por ello, llamó a estas partículas átomos, que en griego quiere decir "indivisible". Demócrito atribuyó a los átomos las cualidades de ser eternos, inmutables e indivisibles.

Sin embargo las ideas de Demócrito sobre la materia no fueron aceptadas por los filósofos de su época y hubieron de transcurrir cerca de 2200 años para que la idea de los átomos fuera tomada de nuevo en consideración.

John Dalton: El atómo era una esfera compacta. La imagen del átomo expuesta por Dalton en su teoría atómica, para explicar estas leyes, es la de minúsculas partículas esféricas, indivisibles e inmutables, iguales entre sí en cada elemento químico .

J. J. Thomson: Decubre la primera partícula atómica, el electrón (carga negativa (-)).  Dedujo que el átomo debía de ser una esfera de materia cargada positivamente, en cuyo interior estaban incrustados los electrones.

Se conoce como modelo atómico de tomson o budín de pasas.
 

E. Rutherford: Descubre el protón (carga positiva(+)). Dedujo que el átomo debía estar formado por una corteza con los electrones girando alrededor de un núcleo central cargado positivamente. Primer modelo atómico de Rutherford.

Chadwick: Descubrió el neutrón y le dió carga cero (0) o neutra (n).

E. Rutherford: Retoma la contribución de Chadwick y plantea un segundo modelo, modelo atómico de Rutherford. 

Niels Bohr: Propuso un nuevo modelo atómico, según el cual los electrones giran alrededor del núcleo en unos niveles bien definidos.  (Modelo atómico de Bohr.) 

LEWIS

Gilbert Newton Lewis (Weymouth, Massachusetts, 23 de octubre de 1875 - Berkeley, 23 de marzo de 1946) Físico-químico estadounidense, famoso por su trabajo llamado "Estructura de Lewis" o "diagramas de punto".

Aprendió a leer a la edad de tres años. Se mudó a Lincoln, Nebraska, cuando tenía 9 años. Tuvo educación hogareña hasta esa edad y de escuela pública entre los 9 y los 14, momento en el cual ingresó en la Universidad de Nebraska para, tres años más tarde, comenzar a estudiar en la Universidad de Harvard donde mostró interés por la economía pero se concentró en química, obteniendo su bachillerato en 1896 y su doctorado en 1898. Desarrolló un intenso trabajo en cuestiones relativas principalmente a esta disciplina, publicando numerosos artículos con los resultados de sus investigaciones.

En 1908 publicó el primero de varios artículos sobre la Teoría de la relatividad, en el cual dedujo la relación masa-energía por un camino distinto que Einstein.

En 1916 formuló la idea que un enlace covalente consiste en un par de electrones compartidos y creó el término molécula impar cuando un electrón no es compartido. Sus ideas fueron desarrolladas por Irving Langmuir y sirvieron de inspiración para los estudios de Linus Pauling. Además, en ese año enunció la importante Regla del octeto.

En 1919, estudiando las propiedades magnéticas de soluciones de oxígeno en nitrógeno líquido, encontró que se había formado una molécula de O₄. Esta fue la primera evidencia del oxígeno tetraatómico.

En 1923, formuló la teoría del par electrónico para las reacciones ácido - base.

Por el trabajo de J. Willard Gibbs era conocido que las reacciones químicas tienden a un equilibrio determinado por la energía libre de las sustancias intervinientes. Lewis dedicó 25 años a determinar la energía libre de varias sustancias y en 1923 él y Merle Randall publicaron los resultados del estudio y formalizaron la química termodinámica.

Murió a los 70 años de un ataque cardíaco mientras se encontraba trabajando en su laboratorio en Berkeley. Se le debe el estudio de los electrones periféricos de los átomos, del que dedujo, en 1916, una interpretación de la covalencia; propuso, en 1926, el nombre de fotón para el cuanto de energía radiante.