La teoría atómico-molecular

La teoría atómico-molecular

Hay más de 18 millones e sustancias conocidas en el mundo, comenzaremos asumiendo que todos los materiales están hechos de elementos, materiales que no pueden descomponerse en sustancias más simples. Supondremos que hemos identificado todos estos elementos y que hay un número muy pequeño de ellos; todas las otras sustancias puras, que llamamos compuestos, se componen de estos elementos y se pueden descomponer en estos elementos. Por ejemplo; el hierro metálico y el oxígeno gaseoso son ambos elementos y no pueden reducirse a sustancias más simples, pero la oxidación del hierro u óxido ferroso es un compuesto que puede reducirse a hierro y oxígeno elemental. Los elementos no son transmutables: un elemento no puede convertirse en otro. Finalmente, todos asumimos que hemos demostrado la Ley de Conservación de la masa.

¿Ley de conservación de la masa?

La masa total de todos los productos de una reacción química es igual a la masa total de todos los reactivos de esa reacción.

Estas declaraciones son resúmenes de muchas observaciones, que requieren una tremenda cantidad de experimentación para lograr y aún más crear ideas para sistematizar tal como las hemos escrito aquí. Al hacer estas suposiciones, podemos proceder directamente con los experimentos que condujeron al desarrollo de la teoría molecular.

El objetivo

Las declaraciones anteriores, aunque correctas, en realidad son más vagas de lo que aparentan. Por ejemplo; ¿A qué nos referimos exactamente cuando decimos que todos los materiales están hechos de elementos? ¿Por qué los elementos no se pueden componer? ¿Qué significa combinar elementos en un compuesto? Queremos comprender más acerca de la naturaleza de los elementos y compuestos para poder describir los procesos mediante los cuales los elementos se combinan para formar compuestos, mediante los cuales los compuestos se descomponen en elementos, y mediante el cual los compuestos se convierten de uno a otro durante las reacciones químicas.

 

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Una posibilidad para responder a estas preguntas es suponer que un compuesto se forma cuando los elementos indestructibles simplemente se mezclan entre sí, como por ejemplo; si imaginamos mezclando una mezcla de azúcar y arena. Ni la arena ni el azúcar se descomponen en el proceso. Y la mezcla puede descomponerse en los componentes originales. En este caso, sin embargo.; la mezcla resultante exhibe las propiedades de ambos componentes: la mezcla tendría un sabor dulce, debido al componente de azúcar, pero arenoso, característico del componente de arena.

Por el contrario, el compuesto que llamamos óxido de hierro tiene poca semejanza con el hierro elemental: la oxidación de hierro no muestra color, densidad, dureza, magnetismo, etc… Ya que el compuesto no mantiene las propiedades de los elementos, entonces el compuesto debe no ser una simple mezcla de los elementos.

Podríamos, por supuesto, saltar directamente a las respuestas a estas preguntas afirmando que los elementos mismos están compuestos de átomos: partículas idénticas e invisibles distintivas de ese elemento. Entonces se forma un compuesto combinando los átomos de los elementos compuestos.

Ciertamente, la ley de la conservación de la masa se explicaría fácilmente por la existencia de átomos inmutable de masa fija.

Sin embargo, sí decidimos sacar conclusiones precipitadas y asumir la existencia de átomos sin más pruebas (como lo hicieron los principales químicos de los siglos XVII y XVIII), no nos lleva a ninguna parte ¿Qué le sucede al hierro cuando, después de un prolongado calentamiento en el aire, se convierte en óxido de hierro? ¿Por qué la combinación resultante de hierro y aire no mantiene las propiedades de ninguno de los dos, como sería de esperar si los átomos de cada uno se mezclan? Una visión atómica de la naturaleza aún no proporcionaría ninguna comprensión de cómo el aire y el hierro han interactuado o combinado para formar el nuevo compuesto, y no podemos hacer ninguna predicción sobre cuánto hierro producirá la cantidad de óxido de hierro. No hay ninguna base para hacer declaraciones sobre las propiedades de estos átomos.

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