¿Qué tipo de ciencia es la materia básica?

Se suele decir que la química como ciencia seria y respetada comenzó en 1661. En ese momento, Robert Boyle de Oxford publicó "The Skeptical Chemist", el primer artículo que distinguía entre químicos y alquimistas, pero la transformación fue lenta y a menudo incierta. Después de entrar en el siglo XVIII, los científicos de ambos campos sintieron que estaban en el lugar correcto; por ejemplo, el alemán Johann Becher escribió un trabajo serio y extraordinario sobre mineralogía, titulado "Física subterránea", "Aprende", pero también tiene mucha confianza. que mientras tenga los materiales adecuados podrá convertirse en una persona invisible.

En los primeros años, lo que mejor demostró las extrañas y a menudo accidentales propiedades de la química fue un descubrimiento realizado por el alemán Henneich Brand en 1675. Brand estaba convencido de que de alguna manera se podía destilar oro a partir de orina humana. (Los colores similares parecieron ser un factor que le llevó a llegar a esta conclusión). Recogió 50 cubos de orina humana y los almacenó en un sótano durante varios meses. A través de varios procesos arcanos, primero convirtió la orina en una pasta venenosa y luego convirtió la pasta en una cera translúcida. Por supuesto, no consiguió el oro, pero sucedió algo extraño e interesante. Después de un rato, la cosa empezó a brillar. Y, cuando se expone al aire, a menudo estalla en llamas.

Pronto pasó a llamarse fósforo, nombre derivado del griego y del latín que significa "luminoso". Los industriales visionarios han visto el valor comercial potencial de esta sustancia, pero es difícil de producir, el costo es demasiado alto y es difícil de desarrollar. Una onza (unos 28,35 gramos) de fósforo se vendía por la friolera de seis guineas (probablemente el equivalente a 300 libras esterlinas hoy en día); en otras palabras, más caro que el oro.

Al principio, se pidió a los soldados que proporcionaran materias primas, pero esto sirvió de poco para lograr una producción a escala industrial. En la década de 1850, un químico sueco llamado Carl Kinler desarrolló una forma de producir grandes cantidades de fósforo sin utilizar orina sucia y maloliente. Fue en gran medida gracias al dominio de este método de producción de fósforo que Suecia se convirtió, y sigue siendo, en un importante productor de cerillas.

Kingler fue a la vez un hombre extraordinario y extremadamente desafortunado. Era un humilde farmacéutico que descubrió ocho elementos (cloro, flúor, manganeso, bario, molibdeno, tungsteno, nitrógeno y oxígeno) casi sin equipo avanzado, pero no recibió crédito. En cada ocasión, sus hallazgos pasaron desapercibidos o se publicaron sólo después de que otros hicieran el mismo descubrimiento de forma independiente. También descubrió muchos compuestos útiles, entre ellos amoníaco, glicerina y ácido tánico; también creía que el cloro podría usarse como blanqueador, el primero con valor comercial potencial; estos importantes logros enriquecieron a otros.

Kingler tiene un defecto evidente. Siente curiosidad por todo lo que se utiliza en los experimentos e insiste en probar un poco, incluidas algunas sustancias desagradables y tóxicas, como el mercurio y el ácido cianhídrico (este también fue uno de sus descubrimientos). y carbonitrilo. El carbonitrilo es un compuesto famoso por su toxicidad que 150 años después Erwin Schrödinger seleccionó como la mejor toxina en un famoso experimento mental. Los imprudentes métodos de trabajo de Kingler finalmente le costaron la vida. En 1786, a la edad de 43 años, fue encontrado muerto junto a su banco de trabajo, rodeado de químicos tóxicos, cualquiera de los cuales podría haber causado la expresión final de asombro en su rostro.

Si el mundo fuera justo, si todo el mundo pudiera hablar sueco, Kingler habría sido famoso en todo el mundo. De hecho, los elogios tienden a recaer en los químicos más famosos, en su mayoría de países de habla inglesa. Kingler descubrió el oxígeno en 1772, pero debido a varias razones amargas y complicadas, no pudo publicar su artículo a tiempo. El crédito finalmente fue para Joseph Priestley, quien descubrió de forma independiente el mismo elemento, pero mucho más tarde, en el verano de 1774. Aún más sorprendente es que Kingler no recibió ningún crédito por el descubrimiento del cloro. Casi todos los libros de texto todavía atribuyen el descubrimiento del cloro a Humphrey Davy. Sí lo descubrió, pero 36 años después que Kingler.

Hubo un siglo entre Newton y Boyle y Kingler, Priestley y Henry Cavendish. La química ha avanzado mucho durante este siglo, pero aún queda mucho camino por recorrer.

Hasta los últimos años del siglo XVIII (o, en el caso de Priestley, mucho más tarde), los científicos de todas partes buscaban (y a veces creían haber descubierto) cosas que simplemente no existían: gases metamorfoseados, ácido marino, flox, óxido de calcio. cal, olores acuáticos sin flogisto, especialmente flogisto. En aquella época se pensaba que el flogisto era la fuerza impulsora de la combustión. Creen que en medio de todo esto se encuentra una misteriosa fuerza vital, la fuerza que da vida a los objetos inanimados. Nadie sabe dónde está esta cosa esquiva, pero dos cosas son plausibles: en primer lugar, se puede activar con electricidad (Mary Shelley lo aprovechó al máximo en su novela Frankenstein (tengan en cuenta esto); en segundo lugar, existe en ciertas sustancias pero no en otras sustancias. Por eso la química acabó dividiéndose en dos partes principales: orgánica (sustancias que se cree que tienen esa cosa) e inorgánica (sustancias que se cree que no tienen esa cosa).

En este momento, se necesita alguien con buen ojo para hacer avanzar la química a la era moderna. Francia tiene una persona así. Su nombre era Antoine Laurent Lavoisier. Lavoisier nació en 1743, miembro de una familia aristocrática menor (su padre pagó un título para la familia). En 1768, compró acciones de una institución profundamente detestada. Esa agencia se llama Corporación Tributaria y es responsable de recaudar impuestos y tasas en nombre del gobierno. Según todos los indicios, el propio Lavoisier era moderado y justo, pero la empresa para la que trabajaba no era ninguna de las dos cosas. Por un lado, grava sólo a los pobres y no a los ricos; por el otro, tiende a ser arbitrario. Para Lavoisier, esa institución era atractiva porque le proporcionaba grandes cantidades de dinero para dedicarse a su principal labor, que era la ciencia. En su apogeo, ganó hasta 150.000 libras al año, aproximadamente el equivalente a 12 millones de libras esterlinas en la actualidad.

Tres años después de emprender esta lucrativa carrera profesional, se casó con la hija de 14 años de su jefe. Éste es un matrimonio en el que el corazón y el cerebro combinan bien. La señora Lavoisier tenía una mente aguda y talentos excepcionales, y rápidamente logró muchos logros al lado de su marido. A pesar de sus trabajos estresantes y su ajetreada vida social, dedican cinco horas la mayoría de los días (dos por la mañana y tres por la tarde) y todo el domingo (que llaman sus "días felices") a trabajos científicos. De alguna manera, Lavoisier también encontró tiempo para servir como comisionado de pólvora, supervisar la construcción de una sección de la muralla de la ciudad de París para protegerse contra los contrabandistas, ayudar a establecer el sistema métrico y ser coautor de un manual llamado "Nomenclatura química". Este libro se convirtió en la "biblia" para unificar los nombres de los elementos.

Como miembro destacado de la Real Academia de Ciencias, debe ser consciente y participar activamente en cualquier asunto que merezca atención en este momento: investigación sobre el hipnotismo, reforma penitenciaria, respiración de insectos, etc. Abastecimiento de agua en París, etcétera. En 1870, un joven científico prometedor presentó un artículo a la Academia de Ciencias en el que describía una nueva teoría de la combustión; fue en ese puesto donde Lavoisier hizo algunos comentarios despectivos; De hecho, la teoría era errónea, pero el científico nunca lo perdonó. Su nombre era Jean-Paul Marat.

Solo hubo una cosa que Lavoisier nunca hizo y fue descubrir un elemento. En una época en la que parece que cualquiera con un vaso de precipitados, una llama y algún polvo interesante puede descubrir algo nuevo (y, lo que es más importante, una época en la que alrededor de dos tercios de los elementos aún no han sido descubiertos), Lavoisier no descubrió un elemento. La razón ciertamente no se debe a la falta de vasos. Tiene el mejor laboratorio privado del mundo, lo cual es casi ridículo. En él hay 13.000 vasos.

Por el contrario, se hizo cargo de los descubrimientos de otras personas y explicó el significado de estos descubrimientos. Abandonó el flogisto y los gases nocivos. Determinó qué eran el oxígeno y el hidrógeno y les dio sus nombres actuales. En definitiva, contribuyó al rigor, claridad y organización de la química.

Su imaginación realmente no requiere esfuerzo. Durante muchos años, él y Madame Lavoisier habían estado involucrados en una minuciosa investigación que requería los cálculos más sofisticados. Por ejemplo, determinaron que los objetos oxidados no se vuelven más livianos, como se pensaba durante mucho tiempo, sino que se vuelven más pesados: un hallazgo notable. A medida que el objeto se oxida, de alguna manera atrae partículas elementales del aire. Esta fue la primera vez que me di cuenta de que la materia sólo se deformaría, no desaparecería.

Si quemas este libro ahora, su materia se convertirá en cenizas y humo, pero la cantidad total de materia en el universo no cambiará. Más tarde, a esto se le llamó la inmortalidad de la materia, una idea revolucionaria. Desafortunadamente, coincidió con otra revolución, la Revolución Francesa, en la que Lavoisier estaba totalmente del lado equivocado.

No sólo era miembro de la Corporación Fiscal, sino que también trabajó vigorosamente para construir la muralla de la ciudad de París, el edificio que los ciudadanos rebeldes odiaban tanto que fue lo primero que atacaron. En 1791, Marat, que ya era una figura importante en la Asamblea Nacional, aprovechó esto y denunció a Lavoisier, creyendo que debería haber sido ahorcado hacía mucho tiempo. Poco después, la sede tributaria cerró sus puertas. No mucho después, Marat fue asesinado en el baño por una joven perseguida llamada Charlotte Corday, pero ya era demasiado tarde para Lavoisier.

En 1793, el ya tenso "Reinado del Terror" alcanzó un nuevo nivel. En octubre, María Antonieta fue guillotinada. En noviembre, cuando Lavoisier y su esposa estaban estancando sus planes de huir a Escocia, fue arrestado. En mayo del año siguiente, él y 31 colegas de la Corporación Fiscal fueron enviados al Tribunal Revolucionario (en una sala con un busto de Marat). Ocho de los hombres fueron absueltos, pero Lavoisier y varios otros fueron llevados directamente a la Plaza de la Revolución (ahora Plaza de la Concordia), donde se encontraba la guillotina más concurrida de Francia. Lavoisier vio caer la cabeza de su suegro al suelo y luego dio un paso adelante para aceptar el mismo destino. Menos de tres meses después, el 27 de julio, Robespierre fue enviado a Occidente del mismo modo y en el mismo lugar. El reinado del terror pronto terminó.

100 años después de su muerte, se erigió una estatua de Lavoisier en París y fue admirada por muchos hasta que alguien señaló que no se parecía en nada a él. Durante el contrainterrogatorio, el grabador admitió que había utilizado una imagen del matemático y filósofo Condorcet (aparentemente conservaba una) con la esperanza de que nadie se diera cuenta, o ni siquiera le importara si lo hacía. Tenía razón sobre la última idea. Se permitió que la estatua de Lavoisier-Condorcet permaneciera en su lugar durante otro medio siglo, hasta el estallido de la Segunda Guerra Mundial. Una mañana, alguien se lo llevó y lo fundió como chatarra.

A principios del siglo XIX, la inhalación de óxido nitroso, o gas de la risa, se hizo popular en Gran Bretaña porque algunas personas descubrieron que utilizar este gas "proporcionaba a las personas un alto grado de placer y estimulación". Durante el siguiente medio siglo, se convirtió en una droga de alta gama utilizada por los jóvenes. Había un grupo académico llamado Asker Society que una vez dejó de trabajar en otras cosas y organizó "noches de gas de la risa", donde los voluntarios podían dar una larga bocanada, animarse y luego caminar en posturas divertidas para divertir a la audiencia.

No fue hasta 1846 que alguien tuvo tiempo de encontrar una forma práctica de utilizar óxido nitroso: usarlo como anestésico. La cosa es obvia. Nadie pensó en ello en el pasado. Como resultado, Dios sabe cuántos miles de personas sufrieron innecesariamente bajo el bisturí de los cirujanos.

Menciono esto para ilustrar que la química, que estaba tan desarrollada en el siglo XVIII, perdió un poco su rumbo en las primeras décadas del siglo XIX, al igual que la geología en las primeras décadas del siglo XX. es lo mismo. Parte de la razón tuvo que ver con las limitaciones de la instrumentación: las centrifugadoras, por ejemplo, no estuvieron disponibles hasta finales de la década, lo que limitó en gran medida muchos tipos de trabajo experimental. Y parte de ello es la sociedad. En general, la química es una ciencia de hombres de negocios, una ciencia para quienes se ocupan del carbón, la potasa y los tintes, no una ciencia de caballeros. La nobleza tendía a estar interesada en la geología, la historia natural y la física. (En comparación con Gran Bretaña, las cosas son un poco diferentes en Europa continental, pero sólo un poco.) Una cosa puede ser reveladora. La observación más importante de ese siglo, el movimiento browniano, que determinó la naturaleza del movimiento molecular, no la hizo un químico sino el botánico escocés Robert Brown. (Brown notó en 1827 que las partículas de polen suspendidas en el agua siempre están en movimiento, sin importar cuánto duren. La razón de este movimiento constante, la acción de moléculas invisibles, fue un misterio durante mucho tiempo).

Si no hubiera sido por un hombre destacado llamado Earl Rumford, la situación podría haber sido aún peor. A pesar de su título nobiliario, era un Benjamin Thompson corriente, nacido en Woburn, Massachusetts, en 1753. Thompson era guapo, enérgico, ambicioso, a veces valiente, brillante y sin vergüenza.

A los 19 años se casó con una viuda adinerada que era 14 años mayor que él. Pero cuando estalló la revolución en las colonias, tontamente se puso del lado de los realistas y durante un tiempo incluso espió para ellos. En el desastroso año de 1776, cuando corría peligro de ser arrestado por "no ser lo suficientemente entusiasta por la causa de la libertad", fue asaltado por un grupo de rebeldes que llevaban barriles de alquitrán caliente y bolsas de plumas de pollo, con la intención de para usar esos dos artículos para vestirse frente a los realistas, abandonó a su esposa e hijos y huyó presa del pánico.

Primero huyó a Inglaterra y luego a Alemania, donde sirvió como asesor militar del gobierno bávaro. Impresionó tanto a las autoridades que en 1791 se le concedió el título de "Conde de Rumford en el Sacro Imperio Romano Germánico". Mientras estuvo en Munich, también diseñó y construyó el famoso parque llamado Englischer Garten.

Durante este período, encontró tiempo para realizar muchos trabajos puramente científicos. Se convirtió en la autoridad en termodinámica más famosa del mundo y la primera persona en exponer los principios de la convección de líquidos y la circulación de corrientes oceánicas. También inventó varios artículos útiles, incluida una cafetera de goteo, ropa interior térmica y una estufa que todavía se llama estufa Rumford. Durante su estancia en Francia en 1805, cortejó a la señora Lavoisier, viuda de Antoine Laurent Lavoisier, y se casó con ella. El matrimonio fracasó y pronto se separaron. Rumford permaneció en Francia hasta su muerte en 1814. Es universalmente respetado por los franceses, a excepción de sus varias ex esposas.

Lo mencionamos aquí porque fundó el Royal Scientific Institute durante una breve estancia en Londres en 1799. Se convirtió en un miembro más de muchos grupos académicos que surgieron en Gran Bretaña a finales del siglo XVIII y principios del XIX. Durante un tiempo, fue casi la única institución prestigiosa dedicada al desarrollo activo de la emergente ciencia de la química, y esto se debió casi en su totalidad a un brillante joven llamado Humphrey Davy. Poco después de la creación de esta institución, David fue nombrado profesor de química en el Instituto, donde rápidamente se ganó la reputación de destacado conferenciante y prolífico experimentador.

Al poco de asumir el cargo, David empezó a anunciar uno tras otro el descubrimiento de nuevos elementos: potasio, sodio, manganeso, calcio, estroncio y aluminio. Descubrió tantos elementos, no tanto porque descubrió la disposición de los elementos, sino porque inventó una tecnología ingeniosa: hacer pasar corriente eléctrica a través de una sustancia fundida, lo que ahora se llama electrólisis. Descubrió 12 elementos en total, lo que representa una quinta parte del total conocido en su época. David habría logrado cosas mayores, pero desafortunadamente, cuando era joven, se volvió adicto a los alucinantes placeres del óxido nitroso. No podía vivir sin el gas y lo respiraba tres o cuatro veces al día. Finalmente, en 1829, se cree que el gas lo mató.

Afortunadamente hay otras personas serias que hacen este trabajo en otros lugares. En 1808, un joven y tenaz cuáquero llamado John Dalton fue el primero en anunciar la naturaleza del átomo (un desarrollo que analizaremos más detalladamente en un momento, un operístico italiano cuyo hermoso nombre era Lorenzo Romano Madeo Carlo Avogadro); Hizo un descubrimiento que resultaría de gran importancia a largo plazo: la igualdad de volúmenes. Dos gases cualesquiera con presiones iguales y temperaturas iguales tienen el mismo número de átomos.

Más tarde pasó a ser conocida como ley de Avogadro. Esta sencilla pero interesante ley es digna de mención en dos sentidos. En primer lugar, proporciona la base para una determinación más precisa del tamaño y peso de los átomos. Los químicos utilizaron el número de Avogadro para determinar finalmente, por ejemplo, que el diámetro de un átomo típico es 0,00000008 centímetros. Este número es realmente pequeño. En segundo lugar, durante casi 50 años casi nadie lo supo.

Por un lado, es porque Avogadro es una persona solitaria: realiza investigaciones solo y nunca asiste a reuniones; por otro lado, también es porque no hay reuniones a las que asistir, y son pocas; Los científicos químicos. Las revistas pueden publicar artículos. Esto es algo muy extraño. La Revolución Industrial fue impulsada en gran medida por el desarrollo de la química, que durante varias décadas tuvo poca existencia independiente como ciencia sistemática.

No fue hasta 1841 que se estableció la Sociedad Química de Londres; no fue hasta 1848 que la Sociedad publicó una revista con regularidad.

En ese momento, la mayoría de las sociedades científicas de Gran Bretaña (la Sociedad Geológica, la Sociedad Geográfica, la Sociedad Zoológica, la Sociedad de Horticultura y la Sociedad Linneana (de naturalistas y botánicos)) existían desde hacía al menos 20 años. mucho más tiempo. Su rival, el Instituto de Química, no nació hasta 1877, un año después de la fundación de la Sociedad Química Estadounidense. Debido a que la comunidad química tardó mucho en organizarse, las noticias del importante descubrimiento de Avogadro en 1811 no comenzaron a difundirse hasta el primer Congreso Internacional de Química en Karlsruhe en 1860.

Debido a que los químicos han trabajado durante mucho tiempo en entornos aislados, la formación de un vocabulario unificado ha sido lenta. Hasta finales del siglo XIX, H2O2 significaba agua para un químico y peróxido de hidrógeno para otro. C2H2 puede referirse a etileno o biogás. Muy pocos símbolos moleculares son uniformes en todas partes.

Los químicos también utilizan una variedad confusa de símbolos y abreviaturas, a menudo de su propia invención. J.J. Berzelius de Suecia inventó un arreglo muy necesario, estipulando que los elementos debían abreviarse según sus nombres griegos o latinos. Por eso la abreviatura de hierro es Fe (del latín ferrum) y la abreviatura de plata es Ag (del latín argentum). Muchas otras abreviaturas corresponden a los nombres en inglés (nitrógeno es N, oxígeno es O, hidrógeno es H, etc.), lo que refleja la naturaleza latina del inglés, no su alto estatus. Para expresar el número de átomos en una molécula, Berzelius utilizó un método de superíndice como el H20. Posteriormente, sin ningún motivo particular, se hizo popular cambiar los números a subíndices, como por ejemplo H20.

A pesar de algunas limpiezas ocasionales, la química siguió siendo algo caótica hasta finales del siglo XIX. Así que todos quedaron encantados cuando un profesor excéntrico y descuidado de la Universidad rusa de San Petersburgo saltó a la fama. El nombre del profesor era Dmitry Ivanovich Mendeleev.

En 1834, Mendeleev nació en el seno de una familia bien educada y relativamente rica en Tobolsk, en el extremo occidental de Siberia, Rusia. Esta familia es tan grande que los libros de historia han perdido la cuenta de cuántas personas llamadas Mendeleev había: algunas fuentes dicen que hubo 14 hijos, otras dicen que 17. Sin embargo, todos pensaban que Dmitri era el más joven de todos. La familia Mendeleev no siempre tuvo buena suerte. Cuando Dmitry era muy joven, su padre, director de una escuela primaria local, quedó ciego y su madre tuvo que ponerse a trabajar. Sin duda fue una mujer extraordinaria y acabó como directora de una fábrica de vidrio de gran éxito. Todo iba bien hasta que en 1848 un incendio redujo la fábrica a cenizas, hundiendo a la familia en la pobreza. La fuerte señora Mendeleev estaba decidida a conseguir una educación para su hijo menor, por lo que hizo autostop y viajó más de 6.000 kilómetros (equivalente a la distancia de Londres a Guinea Ecuatorial) con el pequeño Dmitri hasta San Petersburgo para enviarlo al Instituto de Educación. . Estaba exhausta y murió poco después.

Mendeleev completó sus estudios con diligencia y finalmente trabajó en una universidad local. Allí era un químico competente pero corriente, conocido más por su pelo y barba desgreñados que por su brillantez en el laboratorio. Su cabello y barba se recortan sólo una vez al año.

Sin embargo, en 1869, cuando tenía 35 años, empezó a pensar en la disposición de los elementos. En aquella época, los elementos solían estar ordenados de dos maneras: ya sea por peso atómico (usando la ley de Avogadro) o por propiedades comunes (por ejemplo, si eran metales o gases). La innovación de Mendeleev fue que descubrió que los dos podían combinarse en una mesa.

De hecho, el método de Mendeleev fue propuesto por un químico aficionado inglés llamado John Newlands hace tres años. Esto es algo común en la ciencia. Newlands creía que si los elementos estuvieran ordenados según su peso atómico, parecerían repetir ciertas características cada ocho posiciones en secuencia, en cierto sentido, armoniosamente. Un poco imprudentemente, y porque aún no había llegado el momento de hacerlo, Newlands lo denominó la "ley de las octavas", comparando el arreglo con las octavas en el teclado de un piano. Puede que hubiera algo de verdad en el argumento de Newlands, pero el enfoque se consideró completamente ridículo y fue ridiculizado. En los mítines, algunos miembros del público, en broma, le preguntaban a veces si podía tocar una pequeña melodía con sus elementos. Newlands se desanimó y no continuó con su investigación, y pronto desapareció.

Mendeleev adoptó un enfoque ligeramente diferente, agrupando cada siete elementos, pero utilizando exactamente la misma premisa. De repente, el planteamiento parecía brillante y la perspectiva clara. Debido a que esas características se repiten periódicamente, la invención se llama "tabla periódica".

Se dice que Mendeleev se inspiró en el juego de cartas de un solo hombre en América del Norte y adquirió su paciencia en otros lugares. En ese tipo de juego de cartas, las cartas están dispuestas en filas horizontales según sus palos y en filas verticales según sus puntos. Utilizando un concepto muy similar, llamó ciclos a las columnas horizontales y familias de filas verticales. Si mira hacia arriba y hacia abajo, podrá ver inmediatamente un conjunto de relaciones; si mira hacia la izquierda y hacia la derecha, podrá ver otro conjunto de relaciones. Específicamente, las columnas agrupan elementos de naturaleza similar. Entonces, el cobre está encima de la plata, la plata está encima del oro porque todos tienen afinidades químicas por los metales, y el helio, el neón y el argón están en la misma columna porque todos son gases. (Lo que determina el orden es en realidad la valencia de los electrones. Para comprender la valencia de los electrones, hay que tomar clases nocturnas). Mientras tanto, los elementos se clasifican de menor a menor según la cantidad de protones en sus núcleos, lo que se denomina línea de números atómicos. en muchos lugares.

Por ahora, familiaricémonos con el principio de disposición: el hidrógeno tiene un solo protón, por lo que su número atómico es 1, ocupando el primer lugar en la lista, el uranio tiene 92 protones, por lo que está a punto de ser clasificado; al final, su número atómico es 92. En este sentido, como señaló Philip Bauer, la química en realidad es sólo una cuestión de contar. (Por cierto, no confunda el número atómico con el peso atómico. El peso atómico es la suma del número de protones más el número de neutrones en un elemento).

Hay una gran cantidad de cosas que la gente no lo sabe ni lo entiende. El elemento más común en el universo es el hidrógeno; sin embargo, durante los siguientes 30 años, el conocimiento sobre él se detuvo ahí. El helio es el segundo elemento más abundante. Fue descubierto hace sólo un año (nadie había pensado antes en su existencia) y, aunque se descubrió, no fue en la Tierra, sino en el Sol. Fue descubierto con un espectroscopio durante un eclipse solar y lleva el nombre del dios solar griego Helios. No fue hasta 1895 que se aisló el helio. Incluso entonces, fue gracias al invento de Mendeleev que la química ahora estaba firmemente en pie.

Para la mayoría de nosotros, la tabla periódica es algo hermoso y abstracto, pero para los químicos, de repente hace que la química sea ordenada y clara, por mucho que lo digas. "No hay duda de que la tabla periódica de elementos químicos es el diagrama más hermoso y sistemático jamás inventado por la humanidad", escribió Robert E. Krebs en el libro "Elementos químicos en nuestra Tierra: historia y aplicaciones". Podemos ver comentarios similares en todas las historias de la química.

Hoy en día, existen "alrededor de 120" elementos conocidos: 92 de origen natural y más de 20 creados en laboratorios. El número real es un poco controvertido y los químicos a veces no están de acuerdo sobre si esos elementos pesados ​​sintéticos en realidad pueden medirse durante sólo unas pocas millonésimas de segundo. En la época de Mendeleev, sólo se conocían 63 elementos. Se dice que es inteligente, en parte porque se dio cuenta de que en ese momento no se conocían todos los elementos y que muchos aún no se habían descubierto. Su tabla periódica predijo con precisión que los nuevos elementos encajarían en su lugar tan pronto como fueran descubiertos.

Por cierto, nadie sabe cuál podría ser el número máximo de elementos, aunque cualquier elemento con un peso atómico superior a 168 se considera "pura especulación", sin embargo, lo cierto es que cualquier elemento encontrado puede incorporarse prolijamente; en el gran diagrama de Mendeleev.

El siglo XIX deparó a los químicos su última sorpresa importante. Comenzó en 1896. Henri Becquerel dejó accidentalmente en un cajón de París un paquete de sales de uranio en una placa fotosensible envuelta. Algún tiempo después, cuando sacó la placa fotosensible, se sorprendió al descubrir que la sal de uranio había quemado una marca en ella, como si la placa fotosensible hubiera estado expuesta a la luz. La sal de uranio emite algún tipo de radiación.

Considerando la importancia de este descubrimiento, Becquerel hizo algo muy extraño: le entregó el asunto a un estudiante de posgrado para que investigara. Quiso la suerte que la estudiante fuera una inmigrante polaca recién llegada llamada Marie Curie. Curie trabajó con su nuevo marido Pierre y descubrió que algunas rocas liberaban continuamente grandes cantidades de energía sin reducir su tamaño ni sufrir cambios mensurables. Lo que ella y su marido no podían haber sabido (y nadie lo habría sabido hasta que Einstein lo explicara el siglo siguiente) era que las rocas eran extremadamente eficientes a la hora de convertir masa en energía. Marie Curie lo llamó "radiación".

Durante la colaboración, los Curie también descubrieron dos nuevos elementos: polonio y uranio. El polonio lleva el nombre de su Polonia natal. En 1903, los Curie y Becquerel ganaron el Premio Nobel de Física. (En 1911, Marie Curie ganó otro Premio Nobel de Química; fue la única persona que ganó tanto el Premio de Química como el Premio de Física).

En la Universidad McGill de Montreal, el joven Ernesto, nacido en Nueva Zelanda Rutherford se interesó por los nuevos materiales radiactivos. Junto con un colega llamado Frederic Soddy, descubrió que cantidades muy pequeñas de materia contenían vastas reservas de energía y que gran parte del calor de la Tierra procedía de la desintegración radiactiva de esta reserva. También descubrieron que los elementos radiactivos se descomponen en otros elementos; por ejemplo, si hoy tienes un átomo de uranio en la mano, mañana se convertirá en un átomo de plomo. Esto es realmente extraordinario. Esto era pura alquimia; nadie había imaginado que algo así pudiera suceder de forma natural y espontánea.

Rutherford siempre ha sido un pragmático y fue el primero en ver el valioso valor práctico que tenía. Se dio cuenta de que, independientemente del tipo de sustancia radiactiva, la mitad del tiempo que tarda en descomponerse en otros elementos es siempre el mismo (la famosa vida media); esta velocidad de desintegración estable y fiable puede utilizarse como una especie de reloj. Con solo calcular cuánta radiación tiene una sustancia ahora y qué tan rápido se descompone, se puede calcular su edad. Probó un trozo de pechblenda, el principal mineral de uranio, y descubrió que tenía 700 millones de años, más de lo que la mayoría de la gente pensaba que era la Tierra.

En la primavera de 1904, Rutherford vino a Londres para dar una conferencia en el Royal Institute of Science, un instituto fundado por Earl Rumford y que sólo tenía 150 años de antigüedad, aunque estaba entre los que se arremangaron y se prepararon. Para la gente de finales de la época victoriana que hacía lo mejor que podía, la era de aplicarse polvos blancos y usar pelucas ya parecía muy lejana. Rutherford se estaba preparando para dar una conferencia sobre su recién descubierta teoría de la metamorfosis de los fenómenos radiactivos. Como parte de su conferencia, produjo el trozo de pechblenda. Rutherford señaló astutamente (pues el anciano Kelvin estaba presente, aunque no siempre despierto) que el propio Kelvin había dicho que si se descubría alguna otra fuente de calor, sus cálculos se anularían. Rutherford había descubierto esa otra fuente de calor. Gracias a los fenómenos radiactivos se puede calcular que la Tierra es probablemente -y no hace falta decirlo- mucho más antigua que los 24 millones de años que finalmente calculó Kelvin.

Al escuchar la respetuosa declaración de Rutherford, Kelvin parecía feliz, pero en realidad se mostró indiferente. Se negó a aceptar la cifra revisada y hasta el día de su muerte creyó que su cálculo de la edad de la Tierra era la contribución más reveladora e importante a la ciencia, mucho más importante que sus resultados en termodinámica.

Como la mayoría de las revoluciones científicas, los nuevos descubrimientos de Rutherford no fueron bien recibidos universalmente. Todavía en la década de 1930, John Jolley, de Dublín, todavía insistía en que la Tierra no tenía más de 89 millones de años, y así permaneció hasta su muerte. Otros empezaron a preocuparse de que Rutherford estuviera hablando demasiado. Sin embargo, incluso utilizando métodos de datación radiactiva, más tarde conocidos como cálculos de desintegración, pasarán décadas antes de que podamos concluir que la verdadera edad de la Tierra es de aproximadamente mil millones de años. La ciencia va por buen camino, pero aún queda mucho camino por recorrer.

Kelvin murió en 1907. Dmitri Mendeleev también murió ese año. Al igual que Kelvin, sus numerosos logros serán recordados para siempre, pero su vida posterior obviamente no fue pacífica. A medida que la gente envejece, Mendeleev se vuelve cada vez más