John Dalton: biografía, teoría, aportaciones, y más

John Dalton fue un célebre físico, químico y matemático que revolucionó el atomismo, gracias a sus innovadoras investigaciones científicas instauró las bases de las teorías atómicas, desarrolló el primer precedente de lo que hoy conocemos como tabla periódica.

john dalton 9

Gracias a su inagotable búsqueda del conocimiento fue el primero en establecer de manera formal las causas del padecimiento que hoy lleva su nombre, el daltonismo.

Biografía e historia

John Dalton nació en Eaglesfield, Gran Bretaña en 1766, en el seno de una familia humilde, sin embargo a diferencia de otros niños, él y sus hermanos pudieron ingresar a la escuela cuáquera de Pardshow Hall.

Una vez en la escuela su maestro logró transmitir un ímpetu por  adquirir cada vez más conocimientos, su principal mentor fue Elihu Robinson, quien lo estimulo en los estudios matemáticos y científicos. Contando con apenas 12 años de edad, John Dalton abrió un colegio en Eaglesfield. A pesar que supo lidiar con los inconvenientes generados por tener que dirigir alumnos de mayor edad, se vio en la necesidad de abandonar su proyecto debido a los bajos ingresos, por lo que se volvió a realizar labores del campo con un tío suyo. (ver artículo: Diego Rivera)

En 1781, Dalton se unió a su hermana para fungir como ayudante de George Bewley en el colegio de Kendall; al retirarse éste, los hermanos Dalton abrieron su propia escuela, donde impartían clases en diversas áreas incluyendo las matemáticas y las ciencias, pronto su hermana se mudó con ellos  para colaborarles en el hogar.

Más adelante Jhon Dalton conseguió un nuevo mentor llamado John Gough, el hijo ciego de un rico comerciante, el cual lo llevó a interesarse por otras áreas como la neumática, la astronomía y la geografía, ya para 1787 el joven científico impartía conferencias, mejorando notablemente sus ingresos.

A los 26 años de edad, Dalton descubrió que tanto su hermano como el tenían una ceguera relacionada a los colores, gracias a un error cometido en el color de un regalo hacia se madre; luego en 1794 publicó Hechos extraordinarios relativos a la visión de los colores, en donde proporcionó una base científica de ésta fenómeno visual, llamado tiempo después daltonismo; éste se convirtió en el primer artículo científico importante del joven británico.

Sin embargo para dicho año ya había publicado su primer texto bibliográfico, hecho que realizó en 1973 y tituló Observaciones y ensayos meteorológicos, en el cual afirmaba que el aire no era una combinación de químicos sino más bien una combinación física de gases. En ese mismo año inició labores de tutoría y enseñanzas de física y matemática en la prestigiosa universidad  de New College, Manchester, al mismo tiempo se integró a la Sociedad Literaria y Filosófica,  de la cual posteriormente obtendría la presidencia.

Su faceta dedicada a la investigación, inicio una vez establecida su situación económica y con la incipiente popularidad que había logrado por las dos anteriores publicaciones. En 1802, salió a la luz su título Absorción de gases por el agua y otros líquidos, estableció su ley de las presiones parciales, mejor conocida como la Ley de Dalton; su afinidad por los gases viene del interés que desarrolló por la meteorología, por lo que no es de extrañar que durante su vida anotara más de doscientas mil observaciones en su diario. Debido a sus análisis matemáticos logro hallar la manera de llevar sus apuntes a cifras.

En 1803 inició su mayor obra científica, de donde estableció la llamada ley de las proporciones múltiples, concluyendo que en una reacción química entre elementos, los pesos de estos se pueden combinar sólo en proporciones de cifras enteras pequeñas; a menara de interpretar esta hipótesis, realizó los primeros borradores de su teoría atómica.

En 1808 publicó los resultados de su investigación en su libro más famoso titulado Nuevo sistema de filosofía química, en éste adquirió el concepto de átomo y describió los principios de la teoría constitutiva de la materia, conocida en la comunidad científica como teoría atómica de Dalton, haciendo pública su primer listado de elementos con sus respectivos pesos atómicos y su simbología.

En 1810 salió a la luz la segunda parte de su reconocido libro, llevando a cabo nuevos hallazgos empíricos; la tercera parte fue publicada en 1827. Gracias a este trabajo de la teoría atómica recibió la medalla de la Real Sociedad, de la cual formó parte durante tres años hasta 1825. Sin embargo John Dalton siempre se consideró como un maestro, ya que su vida estaba dedicada a la impartición de conocimiento mediante clases y conferencias, labor que realizó hasta 1833, cundo le fue otorgada una pensión civil por año. (ver artículo: Octavio Paz)

John Dalton falleció el 27 de julio de 1844 debido a un ataque cardiaco. Luego de su muerte le fue realizada una autopsia para poder comprobar o desmentir su hipótesis de la ceguera hacia los colores que padeció; gracias a esta práctica se corroboró que el llamado actualmente daltonismo se debe a una deficiencia del poder sensorial. Su sepulcro se realizó con honores de monarca, a cuyos actos fúnebres asistieron  miles de personas.

Teoría de John Dalton

Por más de veinte siglos, el estudio de los átomos había quedado guardado como investigaciones secundarias entre la comunidad científica, hasta inicios del siglo XIX que aparecieron las postulaciones del modelo atómico de John Dalton o conocido también como teoría de John Dalton.

El científico británico no se propuso como tal a realizar una teoría acerca de cómo está constituida la materia, más bien la desarrolla como resultado de sus incursiones en el mundo de los gases, cuya finalidad no era otra sino dar explicaciones a los comportamientos de los mismos. En su texto nombrado  Absorción de gases por el agua y otros líquidos de 1802, estableció la reconocida ley de presiones parciales, la cual indica que la presión ejercida por una composición de gases no será otra que la adición de las presiones parciales de cada uno de dichos gases. (ver artículo: Constantino)

Por lo que era imperativo que luego estudiara cómo era la composición de estos gases, dedicándole mayor atención a los óxidos de nitrógeno, de los compuestos formados entre el oxígeno, azufre y carbono, del metano, entre otros.

Sus experimentaciones lo llevarían a crear la ley de las proporciones múltiples, ésta ley establece que si en un fenómeno químico se realiza la combinación de dos o más elementos y uno de estos no varía su peso, el peso de los otros variará siguiendo proporciones simples en números enteros; es decir los componentes siempre van a reaccionar con otros manteniendo una relación constante entre sus pesos, a pesar de que se mezcle poca o mucha cantidad de cada sustancia, la relación se sigue manteniendo.

Para dar explicación a estas proporciones, John Dalton basó su modelo atómico en que todos los elementos debían conformarse por una cierta cantidad de materia, las cuales daban la obviedad de la efectividad al establecer múltiplos de la misma, dictaminando la salvedad que únicamente determinadas cifras de su peso intervenían en el cambio químico.

Entonces trajo de nuevo a colación la teoría de átomos de Demócrito, la cual postulaba que la materia se conformaba de partículas inseparables. Por otro lado, la presencia de los espacios entre átomos, daba justificación a la compresibilidad de los gases, las variaciones entre el estado y la posibilidad de dilatarse, características que fueron posibles descubrir gracias a la ley de discontinuidad de la materia.

En el año 1803, en el mes de agosto específicamente, John Dalton dio a conocer públicamente la formulación de su teoría atómica en una conferencia realizada en Manchester, cuya organización estuvo a cargo de la Sociedad literaria y Filosófica de la cual formaba parte, únicamente asistieron 7 personas. Según historiadores, la poca asistencia se debió a la fama que tenía Dalton de no ser un buen expositor; sin embargo logró alcanzar a más interesados al divulgarse la publicación mediante su libro, en 1808, cuya primera parte se denomina Nuevo sistema de filosofía química.

En su teoría Dalton formuló una serie de postulados simples: primeramente dicta que la materia se conforma de partículas diminutas que llevan por nombre átomos, los cuales no se pueden dividir y son indestructibles, en cualquier reacción química; también aclara que los átomos que pertenecen a una misma sustancia que no puede ser descompuesta en otras más simples son iguales entre sí, por lo que poseen la misma masa y características, por ejemplo todos los átomos de hidrógeno son iguales.

Conllevando a que los átomos que pertenecen a diferentes sustancias de este tipo poseen diferente masa, por ejemplo los átomos de oxígeno son diferentes a los de hidrógeno; propuso el peso atómico al comparar la masa de estas sustancias con la del hidrógeno que se establece como la unidad.

Otros de los enunciados más resaltantes de su modelo es que en las combinaciones químicas, los átomos mantienen una relación constante de cifras enteras y pequeñas; además es posible formar varios compuestos de dos o más elementos diferentes, al realizar distintas combinaciones entre las proporciones de los átomos respectivamente; aclaró que las sustancias formadas por dos o más elementos se originan al unir sus átomos, por ejemplo dos átomos de hidrógeno y  uno de oxígeno forman moléculas de agua.

Tanto la Ley de las proporciones múltiples como la hipótesis atómica llevaron a John Dalton a realizar el primer material de uso básico para los químicos, este era un modelo de tabla en donde aparecían las masas atómicas de diferentes elementos. El patrón que usó Dalton para la ejecución de la tabla fue el hidrógeno, dándole una masa correspondiente a la unidad, debido a que este elemento era el más ligero y que de esta manera podía compararlo con otros fácilmente. (ver artículo: Julio Cortazar)

Con los adelantos se pudieron determinar varios incorreciones en la tabla de Dalton, las principales fueron: el desconocimiento del científico en las proporciones correctas de los átomos en un fenómeno químico y las herramientas utilizadas, propias de la época, para la determinación de las relaciones de masas no eran del todo adecuadas, pues carecían de precisión; lo que conllevo a obtener resultados, cuyos números eran considerablemente menores a los reales.

Sin embargo su tabla fue el primer precedente de la primera determinación de las masas atómicas,  con lo cual transcurrido veinte años, el especialista en química Jöns Jacob Berzelius logró finalmente construir un listado de masas atómicas cuyas cifras son más cercanas a la tabla de elementos actual, o tabla periódica.

La teoría atómica de Dalton, es catalogada como uno de los fundamentos de mayor importancia de  la ciencia actual, debido a su desarrollo como una hipótesis excepcionalmente enriquecedora para las áreas de la química y la física, manteniendo su vigencia por casi cien años. No fue hasta inicios del siglo XX, cuando a manos de los científicos Joseph John Thomson, Ernest Rutherford, Niels Bohr y Arnold Sommerfeld, se develaron cambios sustanciales en el modelo de John Dalton, realizando sucesivos avances y perfeccionamientos en las teorías atómicas.

El desperfecto en la teoría atómica de Dalton se corrigió iniciando la segunda década del siglo XIX por Amedeo Avogadro, quién propuso que dos gases diferentes, cuyos volúmenes, presiones y temperaturas son iguales, poseen cantidades iguales de moléculas, es decir que el volumen que ocupa un gas no se ve afectado por la masa de sus partículas.

Las aseveraciones de Avogadro permitieron concluir el comportamiento natural de los gases cuyos átomos no están unidos entre sí, al investigar las diferentes reacciones que se obtienen cambiando los volúmenes de estos. Por lo que de esta manera Amadeo Avogadro logró determinar con mayor precisión estimaciones de las masas atómicas tanto del oxígeno como de otros elementos, y definió de manera más exacta las diferencias entre el concepto de átomo y molécula.

Amedeo Avogadro

En 1827, el estudioso de plantas Robert Brown, coterráneo de John Dalton, nacido Gran Bretaña, logró percibir que las partículas del polvo que se encontraban adentro de los granos de polen que comúnmente flotan en el agua, tienden a vibrar sin motivo aparente.

Casi un siglo después, Albert Einstein formuló la teoría de este movimiento aleatorio de las partículas microscópicas que están en suspensión en un líquido cualquiera, la cual explicaba que dicho movimiento se originaba por el incesante golpeteo de las moléculas de agua, expresándolo en un modelo matemático. Dicho modelo fue comprobado de forma experimental en 1908 gracias al físico Jean Perrin de origen francés, validando la teoría de Einstein y por consiguiente la teoría atómica, propuesta inicialmente por John Dalton.

Sin embargo el postulado de Dalton que le da una propiedad indivisible al átomo, es decir se consideraba la división más pequeña de la materia y el cual se mantuvo hasta 1897, fue desacreditado por J.J Thomson, compatriota de Dalton, al descubrir el electrón mediante experimentaciones con el tubo de rayos catódico.

J.J Thomson

Para tener mayor idea, se puede describir al tubo de rayos catódico, como tubos de vacío de vidrio dentro de los cuales un cañón de electrones produce una corriente de electrones dirigida por un campo eléctrico hacia una pantalla cubierta de pequeños elementos fosforescentes, generando rayos catódicos. Gracias a esta práctica de laboratorio Thomson comprobó que más que ser unas ondas lumínicas, estos rayos se componían de pequeñas partículas cuya carga era negativa, denominándolas corpúsculo, posteriormente otro especialistas le darían el nombre de electrón. (ver artículo: Fernando Botero)

Por lo que nace de esta manera la teoría subatómica, dando como resultado la divisibilidad de los átomos, contraviniendo la propuesta de John Dalton, por lo que las nuevas partículas más pequeñas provenientes de dicha división, se denominarían partículas elementales.

Aportes a la química

Se puede decir que el mayor aporte realizado por Jhon Dalton al mundo científico fue el desarrollo de su teoría atómica, que se reconoce pues está asociada a su nombre. Se ha sugerido que dicha teoría, surgió de una propuesta realizada debido a sus investigaciones acerca del gas oleificante y el hidrógeno de carburo  o las experimentaciones con el protóxido de nitrógeno y del dióxido de ázoe.

Sin embargo, sus anotaciones de laboratorio, revelaron que lejos de basarse en que la combinación química se origina de la relación entre átomos de pesos determinados y especialmente por hallar una explicación de la ley de proporciones múltiples, la idea de Dalton sobre los átomos y su comportamiento emanó de nociones enteramente físicas, gracias a su estadio de las características físicas de la atmósfera y otros gases.

A modo de resumen se pueden resaltar los aspectos más trascendentales de su teoría:

Los elementos se constituyen de partículas cuyas dimensiones don muy pequeñas y que se denominan átomos, estos no se puedes destruir y son indivisibles, esta última propiedad sería debatida años después gracias al surgimiento de las teorías subatómicas. Todos los átomos de un mismo elemento poseen las mismas características.

Dos elementos diferentes no pueden poseer los mismos átomos, ya que estos varían sus pesos atómicos relativos. La formación de compuestos químicos se da a través de la combinación de los átomos de do elementos distintos, pero el número relativo de los tipos de átomo en el compuesto resultante no varía.  Las reacciones químicas únicamente varía la manera en que se agrupan los átomos, más en el proceso estos no se pueden dividir ni destruir.

John Dalton y la tabla periódica

Iniciando el siglo XIX, el científico y catedrático británico John Dalton, estableció una idea innovadora del atomismo. Concluyó en una formulación correspondiente a la constitución de la materia por infinitos átomos desde el ámbito químico, que abrió camino para enlazar el nuevo concepto de elemento definido por Antoine Lavoisier y las leyes químicas subyacentes como las proporciones definidas, proporciones múltiples, entre otras.

John Dalton hizo uso de sus saberes acerca de las proporciones en las que se generaban las sustancias, según concepciones de la época y formuló algunas hipótesis sobre la forma de combinación que tenían los átomos en duchas sustancias.

Proponiendo de esta manera que su referencia vendría dada por la masa de un átomo de hidrógeno y comparo el resto de las masas con esta valor, en consecuencia logró establecer un sistema de masas atómicas relativas; por ejemplo, el científico supuso que las moléculas de agua eran un compuesto binario y estaban conformadas por un átomo de hidrógeno y otro de oxígeno, sin poder aún verificar dicha aseveración, aceptando esta presunción como una hipótesis  sugerida.

Referente a las masas atómicas, también pudo concluir que para obtener una molécula de agua la relación de la masa entre los átomos de hidrógeno y del oxígeno era de 1 a 7, relación muy cercana a la actual de 1 a 8; así pues llegó a realizar la primera tabla de masas atómicas relativas o pesos atómicos, que posteriormente tuvo modificaciones y se amplió su desarrollo en los años subsiguientes. Los errores apreciados en la tabla de Dalton trajeron consigo una gran cantidad de opiniones y críticas, debido a la notable disparidad en las fórmulas y en las masas atómicas, las cuales comenzaron a disiparse, claro que no en su totalidad, a raíz del congreso de Karlsruhe en 1860.

Origen del daltonismo

Luego de trasladarse a Mánchester en 1794, John Dalton inició su membresía en la Sociedad Filosófica y Literaria de Mánchester, institución a la que el británico presentó semanas después de su ingreso su primer texto científico de importancia denominado Hechos extraordinarios relacionados con la visión de los colores, en el mismo definía que la deficiencia para percibir los colores de debía a malformaciones del humor vítreo.

Represento un trabajo innovador pues era la primera vez que se presentaba este fenómeno correspondiente a la ceguera de los colores presente en algunas personas, y además de ello se le daba una razón de origen al padecimiento.(ver artículo: Gabriela Mistral)

A pesar que su afirmación fue desacreditada cuando él todavía estaba vivo, su desarrollo innovador, metódico y profundo de su propia dificultad visual originó una aceptación de tal magnitud, que actualmente el término otorgado a este fenómeno proviene de su nombre, daltonismo.

Antes de morir John Dalton, había dejado instrucciones específicas para que sus globos oculares fuesen guardados bajo protección para su posterior estudio, de esta manera gracias a los análisis de ADN realizado y mostrados al público en 1995.

Los estudios demostraron que el científico poseía una forma menos común de deficiencias en la percepción del color, denominada deuteranopia, la cual se define como una disfunción visual y consistente en la alteración para la percepción del color, es decir los conos de la retina responsables de la recepción de luz con longitud de onda correspondiente al color verde están ausentes o no funcionan; en contraposición al tipo más común de ceguera al color que es la mutación de su pigmento. Por lo que John Dalton solo podía percibir del espectro el color azul, morado y amarillo.

Este padecimiento dificultó sus tareas dentro del laboratorio en varias oportunidades, ya que llegó a confundir los recipientes de reactivos; a pesar de ello, el físico y químico John Dalton no lo consideró nunca un impedimento, defendiendo sus ideas firmemente en sus textos.

Una de las anécdotas que más se destacan de las consecuencias de su ceguera al color ocurrió en 1832, cuando se presentó ante el rey Guillermo IV, llevando puesta un vestuario académico color rojo escarlata, un tono nada común para un hombre moderado como él. Esto ocurrió, puesto que Dalton lo percibió el traje de un tono gris oscuro, sin embargo no le causó gran importancia el asombro de sus conocidos.

Ley de Dalton

A modo general la Ley de Dalton se refiere a dos postulados de gran importancia en el ámbito de la química, las cuales son:

La ley de las presiones parciales, aplicada principalmente al cálculo de las presiones parciales de una composición de gases bajo los parámetros de la ley de los gases ideales. Esta ley de presiones parciales fue descrita por Dalton en 1801, y dictamina que la presión de una composición de gases, es igual a la suma de las presiones parciales que tendría cada uno de los gases mezclados si ocupase la totalidad del volumen que ocupa la mezcla, en tanto no ocurre entre ellos el proceso termodinámico en el cual se transforman, cambiando su estructura molecular y manteniendo la misma temperatura.

Esta ley es de gran utilidad si se requiere determinar la analogía que existe entre las presiones parciales de cada elemento y la presión total del compuesto.

El segundo postulado se refiere a la Ley de las proporciones múltiples, utilizada para la determinación de las combinaciones de masas de las sustancias en una reacción química. Esta ley fue publicada por John Dalton en 1803, representa uno de los fundamentos básicos de la física y la química, posteriormente demostrada por el físico Louis Joseph Gay-Lussac originario de Francia.

Esta base teórica dicta que al combinar dos o más elementos, se pueden crear varios compuestos, mediante la fijación de una de las masas atómicas de uno de los elementos, es decir una masa no permanente  de uno de ellos se enlaza con a una masa permanente de otro.

Cuando dos o más elementos se combinan para dar más de un compuesto, una masa variable de uno de ellos se une a una masa fija del otro, y la primera tiene como relación números canónicos e indistintos.

(Visited 4.630 times, 21 visits today)

Deja un comentario