Historia da Q/3


Unha bonita historia…?

A Q segue a desenvolver procesos nos que os ladrillos que compoñen a materia a baixas temperaturas teñen unha orixe nas altas enerxías das estrelas.

SALTO DO EMPIRISMO AO MÉTODO CIENTÍFICO. ROBERT BOYLE, UN QUÍMICO MODERNO.

Robert Boyle (1627-1691) Considerado o primeiro científico en deseñar experimentos baixo o método científico explicando os procedementos utilizados, desmentiu as teorías dos alquimistas, eliminou os fundamentos da pedra filosofal dos alquimistas e presentou os primeiros fundamentos da modernidade da química no seu tratado “El químico escéptico” no 1667.
No seu estudio do comportamento dos gases impulsou a idea da existencia dos átomos. A súa definición de elemento (substancia inmutable e indestrutible) aproxímase á que utilizamos hoxe como os constituíntes da materia. Utilizou o termo “partícula” para describir a realidade e o cambio. Estableceu a idea de composto químico (combinación de elementos) clarexando a diferenza co concepto de mestura.
A química está a piques de dar o seu paso definitivo a categoría de ciencia.

A REVOLUCIÓN DA QUÍMICA COMO CIENCIA. LAVOISIERE E O MÉTODO CIENTÍFICO

Foi Lavoisier en 1789 no seu tratado “Traité elémentaire de chimie”, quen acabou coa teoría do floxisto demostrando a súa inexistencia. Realizou experimentos de combustión en vasos pechados e despois de pesar os resultados postulou que de toda combustión no aire resulta unha combinación da que formará parte, dando así unha explicación científica a este fenómeno.
Enuncia o seu principio da conservación da masa (a suma das masas das substancias que interveñen nunha reacción é igual á suma das masas das substancias que se obteñen dela) e ilustra a maneira de aplicala en química con exemplos prácticos.
As súas achegas estableceron as bases que permitiron establecer a nomenclatura da Química Moderna. O seu punto de vista é xa a de un científico moderno.
“Lavoisiere quentou metais coma o estaño e o chumbo en recipientes pechados cunha cantidade limitada de aire. Ambos metais desenvolveron na súa superficie unha capa de calcinado ata un momento determinado no que non avanzaba máis.Os partidarios da teoría do floxisto dirían que o aire absorbera do metal todo o floxisto que podía reter. Pero, como era ben sabido o calcinado pesaba máis que o propio metal, e sen embargo, cando Lavoisiere pesou todo o recipiente (metal+calcinado+aire, etc) despois do quentamento pesaron xustamente o mesmo que antes de quentalos.
Deste resultado deducíase que se o metal ganara peso ao calcinarse parcialmente, entón algo tiña que ter perdido unha cantidade de peso equivalente. Ese algo, ao parecer, podería ser o aire, e nese caso, debería haber un baleiro parcial no recipiente.  Efectivamente, cando Lavoisiere  abriu o matraz, o aire precipitouse nel, despois comprobou que o matraz e o seu contido gañaran peso.
Lavoisiere demostrou desta maneira que a calcinación dun metal non era o resultado da perda do misterioso floxisto, se non a ganancia de algo moi material: unha parte do aire”. (A química como ciencia:Lavoisiere”.(3)

A TÁBOA PERIÓDICA. UN PASO DEFINITIVO

Estamos no momento álxido da nosa historia na segunda metade do século XIX.
Tabla Periódica Mendeleiev 1872. Wikijon.
A química acadou a súa maioría de idade. Sentaríanse as bases que enfilaron a química por un camiño sen volta atrás.
Dimitri Mendeleiev no 1869 baseándose nas propiedades químicas dos elementos estableceu a súa clasificación sistemática nunha táboa precursora da actual táboa periódica. Publicou o libro “relación das propiedades periódicas dos elementos e dos seus pesos”, establecendo unha lei periódica para os 63 elementos coñecidos que quedan clasificados en orde crecente dos seus pesos atómicos, que hoxe chamamos masas atómicas.
Mendeleiev  resume a súa lei periódica  distribuíndo os elementos en familias, formadas por aqueles que teñen características e propiedades químicas semellantes, e por orde crecente de masa atómica. Deseñou a táboa de xeito que os elementos clasificados horizontalmente presentaban agrupacións verticais de elementos da mesma “familia” con propiedades químicas semellantes.
Lothar Meyer, independentemente de Mendeleiev, utilizou a periodicidade de propiedades físicas coma os puntos de fusión e de ebulición, os volumes atómicos para establecer unha clasificación que lle permitiu graficar pesos atómicos.
A  contribución deste dous científicos ao desenvolvemento da química permitiu dar un enorme salto, xa que estableceron as regras de xogo, que permitiron unificar nunha táboa o que aparecía de xeito disperso e sen conexión ata entonces. A partires dos ocos presentes na táboa Mendeleiev puido predicir a existencia de elementos aínda non coñecidos aos que chamou eka-aluminio, eka-boro e eka-silicio ( galio, escandio e xermanio), e deixou establecido a existencia de outros que deberían ocupar os ocos da táboa.
A ordenación dos elementos por masas atómicas crecentes, pronto presentou dificultades, xa que varios elementos estaban fóra do lugar que debían ocupar na táboa. Henry Moseley, químico inglés, aportou a solución ao descubrir mediante o estudio do espectro de raios X de 50 elementos, a súa “lei de números atómicos”. Determinou que os átomos de cada elemento caracterízanse por ter un número determinado de protóns no núcleo que chamou número atómico. Despois de organizar os elemento segundo o número atómico crecente comprobou que se solucionaban os problemas que presentaba a ordenación por masas atómicas.

QUIMICA MODERNA. TEORÍA ATÓMICA. RADIACTIVIDADE E ENLACES QUÍMICOS.

Chegamos de novo ao principio da nosa historia. A presenza dos elementos que naceron nas estrelas fanse de novo protagonistas importantes pero a partires desa parte deles non divisible mediante procesos químicos e que conserva as propiedades que os identifica como tales e que chamamos átomos.
A teoría atómica nace na antiga Grecia desenvólvese ao longo do século XIX.  Autores como Amadeo Avogadro e Ludwig Boltzmann conseguiron grandes avances na comprensión do comportamento dos gases. John Dalton estable os principios fundamentais da teoría atómica. J.J.Thomson, cos seus experimentos en tubos de raios catódicos, e o descubrimento do electrón, e Ernest Rutherford a partir das súas experiencias e dos coñecementos acadados no estudio dos gases polo seu profesor,  propuxeron os primeiros modelos de átomos que desembocarían no modelo atómico de Niels Bohr.

A radioactividade, que inicia a era atómica, foi descuberta polo químico Antoine Henry Becquerel. En 1896 estudando a fluorescencia descubriu que certas substancias emiten radiación  espontaneamente, sen estimulación previa (non expostas a luz solar), e de maneira continua. Casualmente descubriu como unha placa fotográfica envolta en papel negro, sobre as que quedaron uns cristais de plechblenda (sales de uranio)  non exposta a luz solar (dentro dun caixón) se velaba igualmente que no caso que el estudaba (flourescencia) cando si se expoñían á luz. Levouno a concluír que tiña que haber unha emisión espontánea por parte destas sales de uranio, e como se acababan de descubrir os raios X por Röntgen, pensou que iso que emitían tiña que ser unha radiación semellante.
A continuación destes estudos polos Curie lévanos na nosa historia ao coñecemento da radioactividade, que inclúe ademais da emisión de radiacións electromagnéticas   (raios gamma) tamén emisión de partículas.
Qué importancia tiveron estes descubrimentos?. Pensemos nos avances médicos como a quimioterapia, as aplicacións pacíficas dos núcleos de elementos pesados na obtención de enerxía, motores atómicos, datación de obxectos xeolóxicos utilizando carbono-14, fluorescencia de raios X para analizar pinturas. Aplicacións no estudio do xenoma, en agricultura para provocar mutacións que melloren os cultivos, na industria para detectar fallos nas soldaduras e fundicións. Podemos asegurar que os campos de aplicación da radioquímica son moitos e de enorme importancia.

ONDE ESTAMOS?. A QUÍMICA CUÁNTICA. CARA O FUTURO

Pero que fai hoxe a química?. Volvendo a definición que xa vimos como unha ciencia experimental que estuda a estrutura da materia, as súas propiedades e cambios, entendemos cada vez mellor  que o desenvolvemento de técnicas de traballo sofisticadas e específicas, laboratorios cun instrumental cada vez máis específico, técnico e potente en cálculo e análise, deseñado e aportado pola tecnoloxía, permite á química dar un salto no estudo da materia que fai necesario a súa especialización en moitos campos relacionados con outras ciencias coma a física, a bioloxía,a medicina, arqueoloxía, a xeoloxía entre outras.
Linus Carl Pauling foi un dos teóricos no que se coñece como química cuántica. Traballou na explicación da natureza dos enlaces químicos e foi un dos fundadores da bioloxía molecular. O feito de desenvolver técnicas de traballo  baseadas en instrumentos ópticos  como a espectroscopía, espectrometría,  xunto coa mellora na divulgación dos traballos dos científicos desenvolveu na práctica a contribución teórica da química cuántica.
Que papel xoga hoxe a nosa protagonista?. Que contribución presta ao desenvolvemento da sociedade e ao progreso da humanidade?. Ten algo que ver coa mellora na calidade de vida?. Estas preguntas teñen a súa resposta facendo un rápido repaso a todos os ámbitos da nosa vida nos que está presente algún proceso químico.

Entre algúns dos campos nos que ten contribuído teñen importancia o farmacéutico  coa aspirina, a penicilina e a síntese de novos fármacos que están aumentando a expectativa de vida. Na industria téxtil, branqueadores e fibras artificiais  con calidade que superan en moitos casos á dos produtos naturais coa síntese de polímeros e fibras moi lixeiras e resistentes . Na industria aeronáutica, aeroespacial, do automóbil e da alta velocidade, produtos plásticos e  cerámicos en substitución do aceiro. A agricultura actual utiliza fertilizantes praguicidas, herbicidas e hormonas. Os novos deterxentes máis respectuosos coa natureza,a perfumería,a cosméticas, os colorantes, pigmentos, pinturas, disolventes. Materiais na industria audiovisual como as pantallas de cristal líquido, fibra óptica. Na medicina coa obtención de novas próteses, válvulas… No campo da industria do frío e a refrixeración. No eido enerxético a contribución da química está contribuíndo á loita contra o cambio climático reducindo o uso de combustibles fósiles coa síntese de produtos utilizados na mellora da eficiencia das placas fotovoltaicas, na construción de aeroxeneradores, pilas de combustible, etc… No campo das enerxías novos produtos químicos melloran a actividade industrial e construtiva.Podemos asegurar que a química está presente en todos os ámbitos das nosas vidas.
Jorge_Wastenberg no eloxio da química por encargo de Peter Fehlheman, naquel momento director do Deutsches Museum, no seu punto tres escribía:” a química inventa novos materiais “a carta”. A historia da civilización pode escribirse como a historia do dominio da materia (Idade da Pedra, Idade do Ferro, Idade do Bronce….). Nun principio tratábase de elixir os materiais segundo as súas propiedades así chamadas naturais. Hoxe a ciencia deulle a volta a esa situación. Pode arrincar dunha lista de (anheladas) propiedades e buscar logo un material, inexistente espontaneamente na natureza, que as luza (plásticos, materiais con memoria de forma, ferrofluidos, semicondutores, supercondutores, fluídos electrorreolóxicos, plasma…).
Chegamos ao final da nosa historia…?,non. É unha historia que se escribe cada día e que continuará  a escribirse mentres as estrelas nos sigan a brindar eses materiais que permitan a existencia desta civilización . Non sabemos o que acontece fora deste fermoso recuncho do Universo. Quizais o avance da ciencia en poucos anos nos desvele novos e fermosos mundos, nos que a protagonista desta historia tamén seguirá a desenvolver un papel fundamental e imprescindible…

Bibliografía
(1)  Stefhen Hawking, “el gran diseño”,Ed. Crítica. Barcelona
(2)Teresa de la Selva, “de la alquimia a la química”. Fondo de Cultura Económica
(3) Jaime Bermejo Barrera.”a química como ciencia”. De la ciencia triunfante a la pérdida de la certidumbre (1700-1900).Actas ano III
(4) Robert Boyle, Física, química y filosofía mecánica, Introdución,notas e tradución de Carlos Solís Santos, Alianza Editorial, SEP, México.

Posted on 27/03/2011, in Sen clasificar and tagged . Bookmark the permalink. Deixar un comentario.

Deixar unha resposta

introduce os teu datos ou preme nunha das iconas:

Logotipo de WordPress.com

Estás a comentar desde a túa conta de WordPress.com. Sair /  Cambiar )

Twitter picture

Estás a comentar desde a túa conta de Twitter. Sair /  Cambiar )

Facebook photo

Estás a comentar desde a túa conta de Facebook. Sair /  Cambiar )

Conectando a %s

A %d blogueros les gusta esto: