Descubre quién fue el primer científico en clasificar los materiales como «compuestos» y cómo su descubrimiento revolucionó la química moderna.
¿Quién fue el Primero en Clasificar los Materiales Como «Compuestos»?
La definición moderna de compuestos se realizó gradualmente a lo largo de los últimos tres siglos.
El concepto de compuesto es probablemente tan antiguo como el concepto de «elemento». Robert Boyle, la figura clave en la transición de la alquimia a la química, fue uno de los primeros en tratar de distinguir los «compuestos» de otros tipos de materia. En el Chepist escéptico (1661), Boyle se refiere a los compuestos químicos como elementos «perfectamente mixt». El término «perfectamente mixt» estaba destinado a distinguir compuestos de mezclas mecánicas «imperfectas». Boyle estaba familiarizado con el atomismo y creía que los compuestos involucraban una combinación química de átomos, una idea adoptada por John Dalton unos 150 años después:
Hay grupos en los que las partículas se pegan no muy juntas, pero pueden encontrarse con corpúsculos de otra denominación, que están dispuestos a estar más unidos con algunos de ellos que con ellos mismos. [Boyle]
La clasificación de «cuerpos perfectamente pequeños» de Boyle no distinguía los compuestos verdaderos de las mezclas homogéneas que eran difíciles de separar.
Antoine Lavoisier definió los compuestos esencialmente de la misma manera en su Traité Elémentaire de Chimie (Primaria Tratado de Química), publicada en 1789. Los compuestos eran sustancias que podían descomponerse en elementos; Los elementos son «el último punto que el análisis es capaz de alcanzar». Su tabla de 33 elementos incluía algunos compuestos que no podían separarse con la tecnología de finales del siglo XVIII (por ejemplo, tiza, alúmina y sílice).
La composición definida es una característica esencial de los compuestos incluidos en la definición moderna. Muchos estudios cuantitativos de compuestos metálicos como el cloruro de plata en la década de 1700 llevaron al reconocimiento de que estos compuestos contenían porcentajes fijos y característicos del metal. El químico francés Joseph Louis Proust determinó minuciosamente la composición elemental de una serie de óxidos metálicos, hidróxidos y sulfuros. Sus resultados fueron notablemente consistentes. En 1797, escribió:
Debemos reconocer una mano invisible que mantiene el equilibrio en la formación de compuestos. Un compuesto es una sustancia que la naturaleza asigna proporciones fijas.
La «mano invisible» de Proust era evidente en muchos análisis cuantitativos y síntesis de compuestos hechos por otros químicos del siglo XVIII. La afirmación de que cuando los elementos se combinan para formar compuestos, lo hacen en proporciones fijas en peso, pronto se denominó «la ley de las proporciones definidas».
La nueva ley de Proust fue desafiada de inmediato por el contemporáneo Claude Berthollet. Berthollet descubrió que cuando metales como el cobre o el estaño se calentaban en el aire, formaban óxidos con una composición variable. Proust realizó una serie de análisis sobre los óxidos de cobre de Berthollet que demostraron que en realidad eran mezclas de CuO con Cu2O. También mostró que la «composición variable» del óxido de estaño era una mezcla de SnO y SnO2.
La ley de proporciones definidas fue explicada más tarde por John Dalton. Dalton asumió que los compuestos se forman a partir de la combinación de átomos. Si los átomos de un elemento tienen un peso característico, entonces las relaciones en peso de los elementos en los compuestos surgen de las relaciones de los átomos combinados para formar el compuesto. Por ejemplo, si el monóxido de carbono es CO, y cada carbono pesa 12 unidades y cada oxígeno pesa 16 unidades, la relación en peso de carbono a oxígeno debe ser 12:16. Eso implica que la conversión de 12 g de carbono en monóxido de carbono requerirá exactamente 16 g de oxígeno y producirá exactamente 28 g de monóxido de carbono. Esto se observa. De manera similar, el hecho de que 12 g de C consume 32 g de oxígeno para producir 44 g de dióxido de carbono puede explicarse proponiendo que hay 2 oxígenos por cada átomo de carbono en este compuesto. Las diferentes proporciones de carbono a oxígeno hacen que el dióxido de carbono y el monóxido de carbono sean dos compuestos completamente diferentes.
