A  S  T  R  O  B  I  O  G  R  A  F  I  A  S 


 

John Dalton

(06 de Septiembre de 1766 -27 de Julio de 1844)

 

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Por Bronny Sánchez.

Asociación Larense de Astronomía, ALDA.

 

 

Como miembro del movimiento Cuáquero, no admitía ninguna forma de gloria. Dalton vivió siempre de un modo sencillo y austero, manteniendo una apariencia y hábitos de vida coherentes con su fe cuáquera, a pesar de la fama, prestigio y los honores que recibió a lo largo de su vida. Casi un recluso por voluntad propia, Dalton no se adhirió al convencionalismo que un sistema pueda imponer; soltero, sin hijos y con muy pocos amigos, dedicó intensamente su vida a la búsqueda de respuestas para los problemas científicos y nos proporcionó la piedra angular sobre la que en los últimos doscientos años, hemos construido el fabuloso edificio de la Química Moderna. Este retrato de Dalton, con gafas, fue elaborado por Charles Turner, en 1834.   

 

John Dalton nace el 6 de septiembre de 1766 en la villa de Eaglesfield, cerca de Cockermouth, Cumberland, en el Reino de Gran Bretaña. Se sabe que tuvo cinco hermanos, de los cuales sobrevivieron dos: Jonathan, mayor que Dalton, y Mary, cuya fecha de nacimiento se desconoce. Su padre, Joseph Dalton (1733-1787) era tejedor y su madre, Deborah Greenup, una campesina, se casaron en la Casa del Encuentro Cockermouth, el 10 de junio de 1755.

 

 

Ellos pertenecían a una familia Cuáquera (Sociedad de Amigos); John recibió  su educación primaria de la mano de su propio padre al inicio, y posteriormente, de John Fletcher, el maestro de la escuela Cuáquera de Pardshow Hall, de Eaglesfield. John era un estudiante brillante, y aprendió rápidamente a resolver problemas matemáticos.

 

 

        Elihu Robinson, un adinerado cuáquero, apasionado de la meteorología y que se fabricaba sus propios instrumentos, también se convirtió en el mentor de Dalton, y fue una rica fuente de estimulación mental para el muchacho en matemáticas y ciencia, especialmente en meteorología.

 

 

        La jubilación de Fletcher en 1778, cuando Dalton contaba con tan solo 12 años, convirtió a este último, en un prematuro maestro de escuela. Aunque sus mentores le habían proporcionado una sólida base de conocimientos y una gran pasión por la búsqueda del saber, transcurridos dos años, por lo precario del salario, le obligó a abandonar el puesto y regresar al trabajo en el campo.

 

 

A los doce años dirigió una escuela, donde los alumnos eran generalmente mayores que él.

 

      

        Unos años después, en 1781, Dalton marchó a Kendal junto con su hermano Jonathan, donde trabajaron durante 12 años, como maestros ayudantes en la escuela de su primo George Bewley. Aunque hacia 1790 parece que barajó la posibilidad de dedicarse al estudio de leyes o medicina, no fue apoyado por su familia y finalmente, se marchó a Manchester, donde fue contratado como profesor de matemáticas y filosofía natural (ciencias naturales) en el New College, un centro creado por los presbiterianos, para dar educación primaria a futuros alumnos de Oxford y Cambridge. Manchester fue el epicentro de la Revolución Industrial, lo que ayudo a Dalton en su búsqueda intelectual.

 

 

Allí pasó el resto de su vida ejerciendo como profesor y más tarde también  como tutor privado, enseñando matemáticas y física para sufragar sus experimentos. Dalton poseía una gran iniciativa y tenacidad, a pesar de ser “un experimentador algo tosco” (como le llamó Davy) poseía sin embargo, una visión preclara para la elaboración de modelos teóricos, que permitiesen explicar los hechos experimentales.

       

Dalton recolectando Metano para sus investigaciones sobre los gases. Este retrato fue elaborado entre los años 1878 y 1893 por Ford Brown.

         

Lugar de nacimiento de John Dalton. En ella (arriba, cartel) se puede leer: "John Dalton D.C.L L.L.D El descubridor de la Teoría Atómica, nació aquí en septiembre 5, 1766, murió en Manchester, el 27 de julio de 1844".

 

 

        Resulta difícil de creer que a pesar de disponer de materiales de laboratorio caseros y más bien rudos, que proporcionaban datos no demasiado precisos, mediante sus experimentos y observaciones, Dalton obtenía la suficiente información para poder vislumbrar las pistas que le conducían hacia las respuestas correctas, lo cual sólo puede interpretarse desde una mente visionaria y una intuición prodigiosa.

 

 

Tarjeta de Dalton, en 1758, de la Escuela Kendal.

 

 

        Durante su estancia en Kendal, Dalton encontró un nuevo amigo y mentor en la persona de John Gough, el hijo ciego de un rico hombre de negocios que le enseñó idiomas, matemáticas, óptica y compartió con él su nutrida y extensa biblioteca. Gough fue el que le estimuló sugiriéndole que mantuviese un cuaderno diario de anotaciones sobre sus observaciones meteorológicas.

 

 

Dalton poseía una fuerte iniciativa y rica imaginación, particularmente para los modelos mecánicos e imágenes mentales, pero lo más notable era su extraordinaria intuición física que le llevó a importantes conclusiones.

 

        De este modo, en 1787, Dalton comenzó una serie de estudios meteorológicos que continuó durante 57 años, acumulando un total de 200.000 observaciones y medidas. La pasión de Dalton por la meteorología le llevó a estudiar un gran número de fenómenos y a desarrollar y perfeccionar la instrumentación necesaria para realizar sus mediciones diarias de temperatura, presión atmosférica y pluviometría, siendo el primero en demostrar que la lluvia se produce por un descenso de temperatura, y no por un cambio de la presión atmosférica.

 

El Daltonismo.

 

        En 1794, poco después de su llegada a Mánchester, Dalton fue elegido miembro de la Sociedad Filosófica y Literaria de Mánchester, informalmente conocida como “Lit & Phil”, ante la que unas semanas más tarde, presentó su primer trabajo “Hechos extraordinarios relacionados con la visión de los colores”, que es la primera constatación científica acerca de la enfermedad conocida como daltonismo o ceguera a los colores. Especuló con la posibilidad de que este defecto fuese causado por una coloración anormal del medio líquido presente en el globo ocular, lo que conjeturó como “coloración azulada del humor acuoso”.

 

 

        Era la primera vez en la que no solo se describía el hecho de la falta de percepción del color en algunas personas, sino que también se daba una explicación causal al fenómeno. Aunque su teoría fue desacreditada estando él mismo en vida, la investigación profunda y metódica que realizó sobre su propio problema visual causó una impresión tal, que su nombre se convirtió en el término común para designar la ceguera al color, el daltonismo.

 

 

“A la edad de 26 años (1792), Dalton descubrió que ni él ni su hermano eran  capaces de distinguir los colores. Le regaló a su madre unas medias (que él creía azules) y ella le preguntó sorprendida cuál era la razón por la que le daba unas medias de color escarlata. En su primer artículo científico importante, John Dalton proporcionó una descripción científica sobre este fenómeno que posteriormente se conoció con el nombre de Daltonismo”.

 

 

        Dalton, como todo un verdadero científico, dejó instrucciones de que sus ojos fueran conservados y examinados después de su muerte, para determinar las causas de su deficiencia al color. Joseph Ransome, su médico, removió sus ojos y los resultados mostraron que el humor vítreo eran perfectamente claros. El otro ojo, fue preservado en la Institución Real, para futuras investigaciones sobre este defecto.

Fragmentos del ojo de Dalton que fueron preservados para las generaciones futuras. Esta imagen fue tomada en 1982. A pesar de que Ransome no encontro ningun defecto de relevancia, este no descarto los ojos, sino que los preservo de tal manera, que fragmentos del este sobreviven hasta nuestros dias. Originalmente en posesion de Dalton Hall, los ojos pasaron al cuidado de la Sociedad Filosofica y Literaria de Manchester, quienes autorizaron la permisologia para tomar pequeños ejemplares para la reexaminación del ADN de Dalton. Cortesia: Manchester Literary and Philosophical Society.

       

 

Un estudio del ADN que se extrajo del ojo preservado en 1995, mostraron que Dalton tenía una falta de pigmento que da sensibilidad al verde, un tipo menos común de ceguera al color conocida como Deuteranopia, (D. M. Hunt et al, Science, Vol. 267, pp. 984–988, 1995), en la que faltan los conos sensibles a longitudes de onda medianas, en lugar de funcionar con una forma mutada de su pigmento, como en el tipo más común de ceguera al color. Además del azul y púrpura del espectro, Dalton era capaz de reconocer un solo color, el amarillo, o como él mismo dice en su publicación:

 

“Que parte de la imagen que otros llaman rojo me parece poco más que una sombra o defecto de luz. Después de eso, el naranja, amarillo y verde, parecen un color que desciende bastante uniformemente de un intenso color amarillo hasta uno poco frecuente, creando lo que podría llamar diferentes tonos de amarillo”.

 

 

        Este trabajo fue seguido por muchos otros sobre temas diversos: acerca de la lluvia y el rocío y el origen de manantiales; sobre el calor; el color del cielo; el vapor; los verbos auxiliares y participios del idioma Inglés; y sobre la reflexión y la refracción de la luz. Esta ceguera a ciertos colores dificultó en ocasiones su trabajo científico, especialmente en el laboratorio, donde confundía los frascos de reactivos. Sin embargo, esto no le impedía defender ideas con firmeza en sus escritos.

 

 

        En 1832, Dalton recibió un Doctorado de la Universidad de Oxford y aunque tenía la oportunidad de conocer al Rey Guillermo IV, se negó a asistir vestido de cortesano (por sus principios cuáqueros). Para resolver el problema, se le propuso que vistiese el uniforme de Oxford, pero éste era escarlata (rojo), un color nada habitual para un hombre de su discreción (además de ser un color prohibido entre los cuáqueros).

 

 

        Como era daltónico, la veía de color gris oscuro, por lo que poco le importó la sorpresa que ese día causó entre sus conocidos. Sin embargo, finalmente lo vistió y fue presentado al rey, creyendo que iba de color gris. El daltonismo fue descrito por primera vez por el propio John Dalton en 1808. Al igual que su hermano, sufría de esta alteración genética que en términos simples le impedía percibir colores como el rojo y el verde.

 

La Ley de los Gases de Dalton. 

 

        Luego de convertirse en secretario de la Sociedad Filosófica y Literaria de Mánchester, al año siguiente dio una serie de conferencias, bajo el título "Ensayos experimentales sobre la constitución de las mezclas de gases; sobre la presión de vapor de agua y otros vapores a diferentes temperaturas, tanto en el vacío como en aire; sobre la evaporación, y acerca de la expansión térmica de los gases". Estos cuatro artículos fueron publicados en las Memorias de la "Lit & Phil" correspondientes a 1802.

 

        El segundo de estos ensayos comienza con una observación sorprendente de Dalton:

 

"Apenas pueden caber dudas acerca de la reductibilidad de fluidos elásticos de cualquier tipo en líquidos, y no debemos perder la esperanza de conseguirlo aplicando bajas temperaturas y adicionalmente fuertes presiones sobre los gases sin mezclar".

 

        Después de describir estos experimentos para determinar la presión de vapor de agua en varios puntos entre 0 y 100 °C (32 y 212 °F), Dalton llegó a la conclusión a partir de las observaciones de la presión de vapor de seis líquidos diferentes, que la variación de la presión de vapor para todos los líquidos es equivalente, para la misma variación de la temperatura, determinados a partir de vapor a cualquier presión.

 

        En el cuarto ensayo, Dalton anota:

 

"No veo ninguna razón por la que no podamos concluir que todos los fluidos compresibles bajo la misma presión se expanden igualmente por el calor, y que para cualquier expansión de mercurio, la correspondiente expansión del aire es proporcionalmente algo menor a mayor temperatura. Parece, por tanto, que es más probable que las leyes generales con respecto de la cantidad absoluta y la naturaleza del calor sean derivadas de los fluidos elásticos más que de otras sustancias".

 

 

        El interés que Dalton sentía por las propiedades y la estructura física de los gases, unido a su capacidad para la elaboración de modelos teóricos, le llevó a realizar la más importante de sus contribuciones a la ciencia, su Teoría Atómica. Para explicar la homogeneidad y el comportamiento de las mezclas gaseosas que estudiaba y coincidiendo con las especulaciones de Boyle y Newton en que los gases deben estar constituidos por partículas, Dalton elaboró la teoría atómica que lleva su nombre, piedra angular de la Química Moderna.

 

 

 

Para poder calibrar la importancia de la teoría atómica de Dalton, debemos recordar que cuatro siglos a. de C., Demócrito y Leucipo, habían introducido el concepto filosófico de átomo para expresar su creencia acerca de la discontinuidad de la materia. Afirmaban que la materia se podía dividir indefinidamente en partículas cada vez más pequeñas hasta obtener unas diminutas e indivisibles, a las que Demócrito llamó átomos.

 

 

        Tras más de dos mil años de creencias y conjeturas, con escasa o nula base experimental, no fue hasta el siglo XVIII, después de que se produjo el descubrimiento y estudio de los diferentes gases (que constituyen la forma más sencilla de la materia), cuando los estudios empíricos desarrollados permitieron poner de manifiesto una serie de hechos experimentales que siempre se obtenían mediante manipulaciones reproducibles y mediciones precisas, al estudiar las sustancias puras, independientemente de su origen.

 

 

        Los hechos experimentales condujeron a la formulación de leyes conocidas como “leyes ponderales”, todas ellas enunciadas gracias al empleo sistemático y riguroso balanzas y otros instrumentos de gran precisión para la época.

 

 

Ley de Dalton de las Proporciones Múltiples. 

 

        La Ley de las Proporciones Múltiples establece que en una serie de compuestos entre los mismos elementos A y B, el peso del elemento A/unidad de peso del elemento B en un compuesto es un múltiplo simple del peso de A/unidad de peso de B en otro compuesto; la Ley de las Proporciones Múltiples es uno de los soportes más fuertes de la Teoría Atómica.

 

 

        Dalton formuló su Teoría Atómica con base en las tres (3) leyes anteriores (Ley de la Conservación de la Masa, Ley de la Composición Definida ó Constante ó Ley de las Proporciones Definidas) las cuales resumen un gran número de hechos experimentales que tienen que ver con los aspectos cuantitativos de las reacciones químicas.

 

 

“Cuando dos elementos se combinan para originar diferentes compuestos, dada una cantidad fija de uno de ellos, las diferentes cantidades del otro que se combinan con dicha cantidad fija para dar como producto los compuestos, están en relación de números enteros”

John Dalton - 1803

       

Por ejemplo, sean tres gases diferentes compuestos por nitrógeno y oxígeno, tras analizarlos se obtienen los siguientes resultados:

 

 

Deducción: Si el nitrógeno fuera siempre 14 g, el oxígeno sería 8:16:32, es decir, 1:2:4, ¡relación de números enteros! Era sorprendente; no se podía explicar por qué.

 

        Ley de las proporciones recíprocas (LPR). 1792. Jeremiah Richter:

 

“Cuando dos elementos se combinan independientemente con un tercero para originar sendos compuestos, la razón en peso de estos dos elementos frente al mismo peso del tercero, está a su vez relacionada por números enteros, con la razón en peso de estos elementos cuando se combinan entre sí”.

 

Ejemplo: Hechos experimentales:

1)  El agua es un compuesto de hidrógeno y oxigeno, en una relación en peso de MO/MH=8.000.

2)  El amoníaco es un compuesto de nitrógeno y oxígeno en una relación en peso de MN/MH=4.670.

3) El gas B es un compuesto de oxígeno y nitrógeno en una relación en peso de MO/MN=1.143.

 

 

Esta es la ley de las proporciones múltiples y que surge de aplicar los  postulados de la Teoría de Dalton. Los resultados de esta predicción fueron probados experimentalmente por Thomas Thomson y William Hyde Wollaston, en 1808 y especialmente por Jöns Jakob Berzelius (1779-1848) entre 1808 y 1811. La confirmación de la predicción de Dalton contribuyó notablemente a la difusión y aceptación de su teoría atómica. Sin embargo, el mismo Dalton sabía que podía ser objetada debido a las aproximaciones experimentales.

 

En efecto, la relación p/q estará comprendida entre dos números que serán tanto más próximos cuanto mayor sea la precisión experimental. Ahora bien, existe una infinidad de fracciones ordinarias comprendidas entre dos números por próximos que estos sean. Por lo tanto, la razón p/q podrá suponerse igual a una cualquiera de dichas fracciones. Otra pregunta que cabría hacerse es cuando un número deja de ser pequeño. Existen polisulfuros metálicos donde la relación entre el número de átomos de azufre y el del metal fluctúa de 1 a 8. ¿Una relación 8: 1 puede considerarse como de números pequeños?

 

Teoría Atómica

 

        John Dalton, sin lugar a dudas, es conocido como el padre de la teoría atómica moderna, pero, con una mezcla de mala suerte y tenacidad, falló en lograr muchas de sus ideas y propuestas. Sus contemporáneos, particularmente Gay-Lussac, Berzelius y Avogadro reconocieron la importancia de su trabajo, y dieron un paso mas allá para acercarlo al punto de vista que de ella se tiene.

 

 

        Se ha propuesto que esta teoría se la sugirieron, o bien sus investigaciones sobre el etileno y el metano o los análisis que realizó del óxido nitroso y del dióxido de nitrógeno (dióxido de ázoe), puntos de vista que descansan en la autoridad de Thomas Thomson.

 

 

        Sin embargo, un estudio de los cuadernos de laboratorio de Dalton, descubiertos en la sede de la "Lit & Phil", llegó a la conclusión de que, lejos de haber sido guiado a la idea de que la combinación química consiste en la interacción de los átomos de peso definido y característico por su búsqueda de una explicación de la ley de las proporciones múltiples; la idea de los átomos surgió en su mente como un concepto puramente físico, inducido por el estudio de las propiedades físicas de la atmósfera y de otros gases.

 

       

El interés que Dalton sentía por las propiedades y la estructura física de los gases, unido a su capacidad para la elaboración de modelos teóricos, le llevo a realizar la más importante de sus contribuciones a la ciencia, su Teoría Atómica. Para explicar la homogeneidad y el comportamiento de las mezclas gaseosas que estudiaba y coincidiendo con las especulaciones de Boyle y Newton en que los gases deben estar constituidos por partículas, Dalton elaboró la teoría atómica que lleva su nombre, piedra angular de la química moderna.

 

“Estas observaciones han tácitamente llevado a la conclusión que parece universalmente adoptados, que todos los cuerpos de magnitud sensible... están constituidos por un gran número de partículas extremadamente pequeñas, o átomos de la materia.”

John Dalton (1766-1844)

 

        Los primeros indicios de esta idea se encuentran al final de su nota ya mencionada sobre la absorción de gases, que fue leída el 21 de octubre de 1803, aunque no se publicó hasta 1805.

 

 

        Dalton, que en principio trabajó experimentalmente con gases, trasladó el concepto de las partículas a todos los estados de la materia y mediante su teoría atómica explicó las leyes ponderales de la materia. Básicamente, la Teoría Atómica de Dalton puede resumirse en los siguientes postulados:

 

 

1.   Los elementos están constituidos de partículas diminutas llamadas átomos que son indestructibles e indivisibles.

 

2.   Todos los átomos de un determinado elemento son idénticos.

 

3.   Los átomos de un elemento son diferentes de los de cualquier otro elemento, y los átomos de elementos diferentes se pueden distinguir unos de otros por sus respectivos pesos atómicos relativos.

 

4.   Los átomos de un elemento se combinan con los átomos de otros elementos para formar compuestos químicos, y un compuesto dado siempre tiene el mismo número relativo de tipos de átomos.

 

5.   Los átomos no se pueden crear ni dividir en partículas más pequeñas, ni se destruyen en el proceso químico. Una reacción química simplemente cambia la forma en que los átomos se agrupan.

 

Teoría Atómica: Átomos dibujados por Dalton.

A New System of Chemical Philosophy. Parte I. Publicado en Manchester en 1808.

 

        Esta teoría podía dar una interpretación satisfactoria de los datos cuantitativos disponibles en la época; sin embargo, el descubrimiento del electrón por parte de Joseph John Thomson (Inglaterra, 1856-1940) en 1897, fue el primer aviso de la existencia de partículas más pequeñas que los átomos.

           

 

        Contrariamente a lo que Dalton pensaba, nosotros ahora sabemos que todos los átomos de un elemento no necesariamente tienen la misma masa; en 1912 Thomson al medir el cociente carga/masa de los iones positivos formados en el gas Neón, descubrió que el Neón consistía de dos (2) clases de átomos diferentes, uno con una masa de 20 y el otro con una masa de 22.

 

 

        Estos átomos diferentes del mismo elemento se denominan isótopos, palabra que significa “mismo lugar” en la Tabla Periódica. A partir de ese descubrimiento se empezó a determinar la constitución isotópica de todos los elementos. Además de eso, como es bien conocido, se han sintetizado muchos isótopos artificiales por medio de las técnicas de alta energía de la Física.

 

 

        Los isótopos de un elemento son prácticamente indistinguibles químicamente, dado que las configuraciones electrónicas externas son las mismas. Sus propiedades físicas difieren ligeramente dada la diferencia en masa. Las diferencias son mas marcadas con los elementos mas ligeros, dado que la diferencia relativa en masa es mayor.

 

 

        Es menester decir que uno de los más importantes conceptos que se originan en el trabajo de Dalton es el del peso atómico (1 uma = u = 1 dalton =(masa atómica del isótopo 12C)/12, y que desde su época las masas atómicas han sido llamadas “pesos atómicos”. Hoy en día, la mayor parte de los químicos los continúa llamando así. La palabra masa es la más apropiada. Los viejos hábitos son resistentes al cambio.

 

Pesos Atómicos.

 

        Dalton fue el primero en publicar una tabla de pesos atómicos relativos. Seis elementos aparecen en esta tabla: hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, carbono, azufre y fósforo, atribuyendo convencionalmente al átomo de hidrógeno el peso de una unidad. Dalton no proporciona ninguna indicación en este primer artículo de cómo había realizado sus cálculos. Sin embargo, en una entrada de su cuaderno de laboratorio fechada el 6 de septiembre 1803, aparece una lista en la que se establecen los pesos relativos de los átomos de una serie de elementos, que se derivan del análisis del agua, amoniaco, dióxido de carbono y otros compuestos ya realizados por los químicos de la época.

 

 

        Parece, entonces, que al enfrentarse con el problema de calcular el diámetro relativo de los átomos, que tenía la convicción de que eran los componentes básicos de todos los gases, utilizó los resultados de análisis químicos. A partir de la suposición de que la combinación se realiza siempre en la forma más sencilla posible, llegó a la idea de que la combinación química se lleva a cabo entre partículas de diferentes pesos, y es este enfoque experimental lo que diferencia su teoría de las especulaciones de los filósofos atomistas de la antigüedad, como Demócrito y Lucrecio.

 

 

        La extensión de esta idea a las sustancias en general necesariamente lo llevó a formular la ley de las proporciones múltiples, que fue brillantemente confirmada de forma experimental. Cabe señalar que en un documento sobre la proporción de los gases o fluidos elásticos que constituyen la atmósfera, que leyó en noviembre de 1802, la ley de las proporciones múltiples parece ser anticipada en las palabras siguientes:

 

 

"Los elementos de oxígeno pueden combinarse con una cierta proporción de gas nitroso o con el doble de esa parte, pero no por cantidad intermedia", pero hay razones para sospechar que esta frase fue añadida algún tiempo después de la lectura del documento, que no fue publicado hasta 1805.

 

Tabla de pesos atómicos de Dalton. Ref. 38, p. 352.

 

        En su obra Un nuevo sistema de filosofía química (1808) los compuestos fueron enumerados como binarios, ternarios, cuaternarios, etc, (moleculas compuestas de dos, tres, cuatro, etc, átomos) en función del número de átomos que el compuesto tenía en su forma más simple, la forma empírica.

 

 

        Planteó la hipótesis de que la estructura de los compuestos siempre responde a proporciones que se pueden expresar con números enteros. Por lo tanto, un átomo del elemento X con la combinación de un átomo del elemento Y es un compuesto binario. Por otra parte, un átomo del elemento X con la combinación de dos elementos de Y o viceversa, es un compuesto ternario. Aunque no siempre, muchas de las primeras formulaciones de compuestos realizadas por Dalton en Un nuevo sistema de filosofía química resultaron exactas y son las que se usan en la actualidad.

 

Símbolos de Dalton y su representación de algunos compuestos. Atomic Symbols, from a lecture at Manchester Mechanics Institution, 1835; facsimile from ref. 2.

 

 

        Dalton utiliza sus propios símbolos para representar visualmente la estructura atómica de los compuestos. Así lo hizo en Un nuevo sistema de filosofía química donde usó esa simbología para listar los elementos y compuestos más comunes. Dalton propuso adicionalmente un "principio de máxima simplicidad", que encontró resistencia para ser aceptado, ya que no podía ser confirmado de forma independiente:

 

Cuando los átomos se combinan siempre en la misma proporción, "... se debe presumir que forman una unión binaria, a menos que haya una razón de peso para suponer lo contrario."

 

        Esto no era más que una suposición derivada de la fe en la simplicidad de la naturaleza. No había pruebas a disposición de los científicos para deducir cuántos átomos de cada elemento se combinan para formar moléculas de compuestos. Pero esta o alguna regla de cualquier otro tipo era absolutamente necesaria para el desarrollo cualquier teoría incipiente, ya que era necesario presuponer una fórmula molecular para calcular los pesos atómicos relativos. En cualquier caso, a Dalton este «principio de máxima simplicidad» le hizo suponer equivocadamente que la fórmula del agua era OH y la del amoniaco NH.

 

 

        A pesar de la incertidumbre en el corazón de la teoría atómica de Dalton, los principios de su teoría sobrevivieron. Sin duda, la convicción de que los átomos no se pueden subdividir, crear, o dividirse en partículas más pequeñas cuando se combinan, separan o reorganizan en las reacciones químicas es incompatible con la existencia de la fusión nuclear y la fisión nuclear, pero estos procesos son reacciones nucleares y no reacciones químicas.

 

 

        Además, la idea de que todos los átomos de un elemento son idénticos en sus propiedades físicas y químicas no es exacta: como ahora sabemos los diferentes isótopos de un elemento tienen diferentes pesos. A pesar de todo, Dalton había creado una teoría enormemente potente y fructífera. De hecho, la innovación de Dalton fue tan importante para el futuro de la ciencia como lo sería la misma experiencia de la química moderna realizada por Lavoisier.

 

 

        Dalton tomó como punto de partida una serie de evidencias experimentales conocidas en su época:

 

1)   Las sustancias elementales no pueden descomponerse.

2)   Las sustancias, simples o compuestas, tienen siempre las mismas propiedades características.

3)   Los elementos no desaparecen al formarse un compuesto, pues se pueden recuperar por descomposición de éste.

4)   La masa se conserva en las reacciones químicas (afirmación que provenía de la Ley de conservación de la masa del químico francés Lavoisier).

5)   La proporción de los elementos que forman un compuesto es constante (principio que provenía de la Ley de las proporciones definidas del también químico francés Proust).

 

 ¿Cómo llegó Dalton a enunciar su teoría? 

       

Es notoria la influencia que ejerció Isaac Newton en el pensamiento de Dalton. El comportamiento mecánico de las partículas descripto por Newton, analizado por Daniel Bernoulli en su Hydrodinámica y que fuera magistralmente expuesto por M. L. Lomonosov (1711-1765), quien desarrolló la teoría cinética de los gases admitiendo la agrupación de “imperceptibles partículas de materia” en partículas compuestas, eran temas que habían impresionado profundamente a Dalton, que como meteorólogo trató siempre de descifrar el comportamiento del aire y, por extensión, de los gases. También Lavoisier, fundamentalmente por su teoría de la combustión, tuvo gran influencia en su concepción de la teoría atómica.

Modelos de la constitución del átomo, partiendo desde Dalton (1803), J.J. Thomson, cargas positívas y negativas, Modelo Pastel de Pasas (1904), Ernest Rutherford, Modelo nuclear (1911), Niels Bohr, Modelo niveles de energía (1913) y Erwin Schrodinger, Modelo nube de electrones (1926).

 

 

        En el Libro 2, proposición 23, teorema 18 de sus Principia, Newton demuestra que un fluido gaseoso cuyas partículas se atrajeran en razón inversa de la distancia cumpliría con la Ley de Boyle-Mariotte. Dalton trató de conciliar el teorema de Newton con la mezcla de gases, lo que lo lleva a encontrar experimentalmente la Ley de las presiones parciales.

 

 

        Una de las incógnitas planteada desde hace un siglo y medio es “¿Cuál fue el camino seguido por Dalton para concebir su teoría?”

 

 

        En la Memoria de 1803 sobre absorción de los gases, hay una discontinuidad notoria entre la última conclusión y la presentación de una tabla de pesos de partículas últimas calculadas según “fundamento que no tiene cabida en este escrito...”

 

 

 

Según H. E. Roscoe y A. Harden:

“No parece haber duda que la idea de la estructura atómica surgió en la mente de Dalton como una concepción puramente física sugerida por su estudio de las propiedades físicas de la atmósfera y de otros gases. Habiéndose encontrado en el curso de estos estudios con el problema de asegurar los diámetros relativos de las partículas que, según estaba firmemente convencido, formaban todos los gases, recurrió a los resultados del análisis químico. Auxiliado por la suposición de que las combinaciones se realizan siempre de la manera más simple posible, concluyó que las combinaciones químicas se producían entre partículas de peso diferente, y esto es lo que diferencia su teoría de las especulaciones históricas de los griegos. La extensión de esta idea a la generalidad de las sustancias lo condujo necesariamente a la ley de las combinaciones en proporcione múltiples y la comparación de los datos experimentales confirmó brillantemente la verdad de sus deducciones. Una vez descubierto el principio de las uniones atómicas, se mostró susceptible de aplicación universal.”

       

La versión de Roscoe y Harden no es aceptada plenamente. Desiderio Papp, propuso una idea distinta sobre el origen de la teoría. Supuso que Dalton llegó a ella exclusivamente por el método hipotético deductivo partiendo de dos principios muy antiguos: el de la indestructibilidad de los átomos y el de la persistencia de la materia a los cuales le agregó como hipótesis auxiliar el principio de la simplicidad de las leyes naturales. Esto le habría permitido enunciar su teoría a priori para tratar de corroborarla posteriormente mediante los resultados del análisis químico.

 

 

        H. Guerlac, encaró el interrogante como un ejercicio de aplicación del método histórico para examinar las evidencias a favor y en contra de que Dalton conociera los trabajos de Richter cuando estableció su primera tabla de pesos atómicos relativos.

 

 

        En 1805 aparece publicada en Memoirs of the Literary and Philosophical Society of Manchester un trabajo de Dalton titulado “Experimental enquiry into the several gases or elastic fluids” donde analiza la formación de los ácidos nítrico y nitroso a partir de óxido nítrico y concluye que “Los elementos de oxígeno pueden combinarse con cierta porción de gas nitroso o con el doble de esa cantidad, pero no con alguna cantidad intermedia”. Esta sería la primera corroboración experimental de la ley de las proporciones múltiples hecha por el propio Dalton.

 

 

        Sin embargo, la corroboración más importante a la teoría atómica de Dalton y a la ley de las proporciones múltiples no ocurrirá hasta 1862 cuando el químico belga Jean Servais Stas (1813-1891) publica los resultados experimentales para la determinación de pesos atómicos más precisos que se realizan durante el siglo pasado.

 

        Tomando como patrón al oxígeno al que asignó una masa atómica relativa de 16,00000 realizó procedimientos analíticos y sintéticos minuciosos con sustancias de extremada pureza, no sólo para determinar la escala de masas atómicas relativas sino para establecer la validez de la Ley de Proust en los compuestos que hoy llamamos daltónidos.

 

El Legado de John Dalton.

  

        Los siglos 17 y 18 vieron el nacimiento del estudio sistemático de la materia y el desarrollo de la ciencia en el mundo, especialmente en Europa. Durante este periodo, muchos descubrimientos importantes fueron hechos, junto con el desarrollo de teoria en todas las ramas de la ciencia. Una de los mayores contribuidores a estos desarrollos, fue John Dalton.

 

John Dalton, por Thomas Phillips. National Portrait Gallery, Londres (1835).

 

        Mucho del trabajo escrito por Dalton, coleccionado por la Sociedad Literaria y Filosófica de Manchester fue afectado por los bombardeos del 24 de diciembre de 1940. Esto llevaria al más famoso y prolífico escritor de toda la historia, Isaac Asimov a comentar:

 

"Los registros de John Dalton, cuidadosamente preservados por un siglo, fueron destruidos durante los bombardeos en la II Guerra Mundial en Manchester. No solo los seres vivos son asesinados en las guerras".

 

Los documentos dañados se encuentran actualmente en la Libreria John Rylands.  

 

        Un busto de Dalton elaborado por Chantrey y pagado por suscripcion publica, fue colocado en la entrada del salón de la Institución Real de Manchester. La gran estatua de Chantrey para Dalton, mientras este ultimo aun vivía, fue colocada en Town Hall Manchester en 1877. Es probablemente, "el único científico que tuvo una estatua en su etapa de vida."

 

 

        Además de ello, los químicos y bioquímicos usan la unidad de masa Dalton (Da) también conocida como unidad de masa unificada atómica, igual a 1/12 la masa de un átomo de Carbono 12 neutral; la medalla Dalton ha sido otorgada solo doce veces por la Sociedad Literaria y Filosófica de Manchester.

 

        El Edificio John Dalton en la Universidad Metroplitana de Manchester está ocupada por la Facultad de Ciencia e Ingeniería. En las afueras, se encuentra una estatua de Dalton, elaborada por William Theed, erigida en Picadilly en 1855 y movida alli en 1966.

 

        Dalton fue fundador de la Sociedad Británica para el Avance de la Ciencia y miembro de la Real Academia Francesa de las Ciencias. También fue hecho miembro (sin saberlo) de la Royal Society, de la cual recibió la medalla de oro en 1826.

 

        Como cuáquero, Dalton no admitía ninguna forma de gloria. Se negó a entrar en la Royal Society (a pesar de ser apoyado por Davy en 1810) y no fue hecho miembro hasta 1822, sin su conocimiento previo. Cuanto más se aceptaba su teoría, más honores le querían rendir sociedades científicas de toda Europa.

 

 

        A pesar del prestigio, la fama y los honores, Dalton vivió siempre de un modo sencillo y austero, manteniendo una apariencia y hábitos de vida coherentes con su fe cuáquera. Casi un recluso por voluntad propia, soltero y con muy pocos amigos, dedicó intensamente su vida a la búsqueda de respuestas para los problemas científicos y nos proporcionó la piedra angular sobre la que en los últimos doscientos años, hemos construido el fabuloso edificio de la Química Moderna. 

 

 

        En 1837 sufrió una parálisis parcial, y a partir de ese momento, su salud comenzó a deteriorarse. Sin embargo, no dejó de hacer observaciones meteorológicas un sólo día, incluso el propio dia de su muerte, la cual aconteció el 27 de julio de 1844, cuanto tenia 78 años. La ciudad de Manchester le otorgo honores a Dalton de caballero y su funeral fue realizado como para un monarca; la procesión funeraria fue de más de 1km de largo y fue visto por más de 40.000 personas.

 

 

        La vida de John Dalton, demuestra una vez más, que a pesar de las circunstancias biográficas desfavorables, el tesón y esfuerzo personal, bien atizados por mentores estimulantes, pueden extraer de las personas las esencias más sublimes y de esta manera, alcanzar la cúspide en la historia de la ciencia.

 

Recursos y Referencias empleados:

 

H. E. Roscoe - A. Harden: A New View of the Origin of Dalton’s Theory. Macmillan & Co. London. 1896

https://royalsocietypublishing.org/doi/pdf/10.1098/rspb.1967.0069

 

Michael F. Lappert and John N. Murrell, The Chemistry Laboratory, University of Sussex, Brighton, UK BN1 9QJ: John Dalton, the man and his legacy: the Bicentenary of his Atomic Theory, Received 3rd July 2003, Accepted 25th July 2003 First published as an Advance Article on the web 6th September 2003. file:///E:/John%20Dalton%20Biografia/daton_theory.pdf   www.rsc.org/dalton  

 

Ramón Jaimes Espinoza "HISTORIA DE LA QUÍMICA ENFOCADA EN EL ÁTOMO Y EL ENLACE". VI Escuela Venezolana para la Enseñanza de la Química Mérida, del 05 al 10 de Diciembre de 2004. Derechos reservados ©2004, Universidad de Los Andes.

 

https://www.mmu.ac.uk/media/mmuacuk/content/documents/how-to-find-us/Manchester-Campus-Map-A4.pdf

  

S. Natarajan: John Dalton (1766–1844) Solid State and Structural Chemistry Unit, Indian Institute of Science, Bangalore 560 012, India Email: snatarajan@sscu.iisc.ernet.in