La Teoría Atómica de la Materia

La primera discusión registrada de la estructura básica de la materia viene de los filósofos griegos antiguos. Leucippus y Demócrito sostuvieron que toda la materia estaba compuesta de partículas pequeñas y finitas que llamaban atomos, lo que significa “indivisible” Más tarde, Aristóteles y otros llegaron a la conclusión de que la materia consistía en varias combinaciones de los cuatro “elementos” — fuego, tierra, aire y agua — y podía ser infinitamente dividida. Curiosamente, estos filósofos pensaron en los átomos y los “elementos” como conceptos filosóficos, pero aparentemente nunca consideraron realizar experimentos para probar sus ideas. 

La visión aristotélica de la composición de la materia mantuvo su influencia durante más de dos mil años hasta que el científico inglés John Dalton revolucionó la química con su hipótesis de que el comportamiento de la materia podía explicarse utilizando una teoría atómica. Muchas de las hipótesis de Dalton sobre las características microscópicas de la materia, publicadas por primera vez en 1807, siguen siendo válidas en la teoría atómica moderna. 

Aquí están los postulados de la teoría atómica de Dalton:

1. La materia está compuesta de partículas extremadamente pequeñas llamadas átomos. Un átomo es la unidad más pequeña de un elemento que puede participar en un cambio químico.
2. Un elemento consiste en un solo tipo de átomo, que tiene una masa que es característica del elemento y es la misma para todos los átomos de ese elemento. Una muestra macroscópica de un elemento contiene un número increíblemente grande de átomos, todos los cuales tienen propiedades químicas idénticas.
3. Los átomos de un elemento difieren en sus propiedades de los átomos de todos los demás elementos.
4. Un compuesto consta de átomos de dos o más elementos combinados en una pequeña relación de números enteros. En un compuesto dado, el número de átomos de cada uno de sus elementos están siempre presentes en la misma proporción
5. Los átomos no se crean ni se destruyen durante un cambio químico, sino que se reorganizan para producir sustancias que son diferentes de las presentes antes del cambio.

Dalton utilizó tres leyes de reacciones químicas como base para su teoría: (1) la Ley de Conservación de la Masa, (2) la Ley de Proporciones Definidas, y (3) la Ley de Proporciones Múltiples. La teoría atómica de Dalton proporciona una explicación microscópica de las muchas propiedades macroscópicas de la materia. 

La ley de conservación de la masa fue descubierta por el químico francés Antoine Lavoisier. Establece que los átomos no son creados ni destruidos durante un cambio químico; la masa total de la materia presente cuando la materia cambia de un tipo a otro permanece constante.

Dalton también conocía los experimentos del químico francés Joseph Proust, quien demostró que todas las muestras de un compuesto puro contienen los mismos elementos en la misma proporción en masa. Esta declaración es conocida como la ley de proporciones definidas o la ley de composición constante. La sugerencia de que el número de átomos de los elementos en un compuesto dado siempre existe en la misma proporción es consistente con estas observaciones. 

Dalton también utilizó datos de Proust, así como resultados de sus propios experimentos, para formular otra ley interesante. La ley de proporciones múltiples establece que cuando dos elementos reaccionan para formar más de un compuesto, una masa fija de un elemento reaccionará con las masas de los otros elementos en una proporción de números pequeños y enteros.

La teoría de Dalton proporcionó un marco que más tarde se expandió para demostrar que el átomo está compuesto de partículas subatómicas y que los átomos del mismo elemento pueden diferir en masa, conocidos como isótopos.

Este texto es adaptado de Openstax, Química 2e, Sección 2,1: Primeras Ideas en Teoría Atómica.