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Nuevos materiales, la electrónica y las computadoras - teoría atómica de la materia
Los alquimistas, por medio de alambiques, obtenían mercurio y azufre a partir Geber trabajó con pigmentos, barnices y perfumes. También ideó métodos para purificar metales. La alquimia atrajo el interés de numerosas personas, aunque los resultados fueron muy pobres. Podemos mencionar que el alquimista Paracelso fue el primero en describir al metal cinc. La transmutación de los elementos, el sueño de los alquimistas, se logró en pequeña escala con el desarrollo de la moderna física nuclear. La teoría atómica de la materia Hemosvisto que los filósofos griegos Demócrito y Epicuro consideraban que la materia estaba constituida por átomos indivisibles. Según Lucrecio, Epicuro consideraba que 'la materia es eterna las cosas no pueden hacerse de la nada ni, una vez engendradas, regresar a la nada'. Antonio Lorenzo Lavoisier (1743-1794). Químico francés. Se le considera el padre de la química moderna. Estudió la combustión de las sustancias. Uno de sus primeros experimentos consistió en poner un diamante dentro de un frasco con aire y calentarlo por medio de una lente que concentraba la luz solar. Observó Poniendo en combustión diversos materiales, observó que el peso de los materiales que intervenían en ella (incluyendo al aire), era el mismo antes y después. Así encontró el principio de la conservación de la masa —que en los cambios químicos no se gana ni pierde materia—. El científico ruso Mikhail Lomonosov, 25 años antes, había propuesto el mismo principio. Lavoisier fue el primero en demostrar que el aire, considerado por los griegos Al gas inflamable que al arder en el aire producía agua le dio el nombre de hidrógeno que en griego significa 'el que produce agua'. Lavoisier observó que los animales ingieren alimentos ricos en carbón e hidrógeno, respiran oxígeno y expelen al respirar bióxido de carbono y agua. De ahí dedujo que la vida es una especie de combustión. En colaboración con otros químicos publicó, en 1787, el libro Métodos de nomenclatura química, donde se establecen los principios para asignar nombres a los productos químicos. En 1789 publicó el primer libro de texto de la química moderna, titulado Tratado elemental de química, que incluye una lista de todos los elementos conocidos. Por su posición social fue guillotinado durante la Revolución francesa. Dos años después de su muerte, los franceses iniciaron la construcción de monumentos en su memoria. Juan Dalton (1766-1844). Químico inglés. Estableció bajo bases científicas la teoría atómica Sus postulados o supuestos fueron 1) Cada elemento químico se compone de átomos indestructibles. 2) Todos los átomos de un elemento tienen iguales propiedades, que son diferentes a la de otros elementos. 3) En los compuestos químicos, los átomos de elementos diferentes están unidos entre sí en proporciones numéricas simples; por ejemplo, un átomo de A con uno de B, uno de A con dos de B, etcétera. En la sal común, por ejemplo, se une un átomo de sodio con uno de cloro y en el agua dos átomos de hidrógeno con uno de oxígeno. Los grandescazadores de elementos y materiales Las investigaciones de Lavoisier, el descubrimiento de la pila de Volta (1800) y el descubrimiento de Kirchhoff (1859) de que cada elemento al quemarse emite líneas espectrales características Martin Enrique Klaproth (1743-1817). Químico alemán. Seguidor de las teorías de Lavoisier, se transformó en uno de los grandes cazadores de elementos. Guillermo Nicholson (1753-1815). Químico inglés. El mismo año en que Volta dio a conocer el descubrimiento de la pila eléctrica (1800) construyó una en Inglaterra y su gran contribución científica fue el emplearla para producir la electrólisis Smithson Tennant (1761-1815). Químico inglés. En 1803 descubrió dos metales de la familia Humphry Davy (1778-1829). Químico inglés. En 1807 construyó la pila deVolta más grande de su tiempo contenía 250 placas metálicas. Lo importante fue que la usó para hacer la electrólisis de potasa fundida, encontrando que en uno los alambres que salían de la pila se había despositado un elemento que él llamó potasio. Una semana después, empleando un recipiente que contenía soda fundida, pudo producir el sodio. En 1808 pudo aislar el bario, el estroncio, el calcio y el magnesio. José Luis Gay-Lussac (1778-1850). Físico y químico francés. En 1802 descubrió que diferentes gases, a presión constante, sufren la misma expansión al darles el mismo aumento de temperatura. Diferentes sólidos al calentarse se dilatan en forma diferente, mientras que diferentes gases se dilatan en la misma forma. Este sorprendente resultado condujo al físico italiano Avogadro a deducir que volúmenes iguales de gases diferentes, bajo las mismas condiciones de temperatura y presión, están constituidos por el mismo número de partículas o moléculas. De este resultado se pudo obtener cuántas veces es más pesada una molécula de cualquier gas que la molécula del gas hidrógeno, dividiendo el peso de un volumen de gas entre el peso del mismo volumen de hidrógeno, si ambos se encuentran a la misma presión y temperatura. En la lucha de prestigio entre Francia e Inglaterra, Napoleón suministró fondos a Gay-Lussac para que construyera una batería eléctrica mayor que la de Davy, y así encontrar nuevos elementos. La batería no fue necesaria, pues Gay-Lussac y Thenard empleando el potasio descubierto por Davy, aislaron el boro sin necesidad de laelectricidad. Al tratar óxido de boro con potasio se produjo el elemento boro. En 1811 el químico francés Courtois, por medio de una reacción química produjo un gas violeta que Gay-Lussac identificó Otros descubrimientos importantes de Gay-Lussac fueron que exactamente se requieren dos volúmenes de hidrógeno por uno de oxígeno para producir agua. Igualmente encontró que al combinar un volumen de hidrógeno con uno de cloro se produce ácido clorhídrico y que tres partes de hidrógeno y una de nitrógeno forman una de amoniaco. Estos descubrimientos permitieron determinar los llamados pesos moleculares de los compuestos químicos. Amadeo Avogadro (1776-1856). Físico italiano. Interpretó el descubrimiento de Gay-Lussac de que todos los gases se expanden lo mismo al sufrir el mismo aumento de temperatura, como que volúmenes iguales de gases, bajo las mismas condiciones de presión y temperatura, debían estar formados por el mismo número de partículas. Cada partícula, que actualmente recibe el nombre de molécula, puede estar formada por uno o más átomos. En muchos gases, las partículas primarias son moléculas formadas por varios átomos unidos entre sí. Este descubrimiento permite determinar el peso de diversos átomos o moléculas, relativos al peso de un átomo de hidrógeno, que es el más ligero. Por ejemplo, si tenemos dos volúmenes iguales, uno de hidrógeno y otro de oxígeno, bajo las mismas condiciones de temperatura y presión, de acuerdo conAvogadro tendrán el mismo número de moléculas. Si ponemos esos gases en dos pequeños tanques iguales, que inicialmente estaban al vacío (comprimiéndolos); el aumento de peso del tanque con oxígeno entre el aumento de peso del tanque con hidrógeno, nos dará el peso molecular del oxígeno en unidades del peso molecular del hidrógeno. El resultado obtenido es 16, o sea que la molécula de oxígeno pesa dieciséis veces más que la de hidrógeno. El agua, de acuerdo con los descubrimientos de Gay-Lussac, se forma al combinar dos volúmenes de hidrógeno con uno de oxígeno; de acuerdo con Avogadro, su molécula estará formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (2H + O) y su peso molecular será de dieciocho veces la del átomo de hidrógeno, dos que corresponden al hidrógeno y dieciséis al oxígeno. Juan Jacobo Berzelius (1779-1848). Químico sueco. Empleando el método de volúmenes constantes de Gay-Lussac, fue el primero en publicar una lista de los pesos atómicos de los elementos conocidos, pero en ella hay errores, porque no tomó en cuenta los descubrimientos de Avogadro, que distinguen los átomos de las moléculas. Descubrió el selenio en 1818, el silicio en 1824 y el torio en 1829. Berzelius fue el químico más notable de su tiempo. Gustavo Roberto Kirchhoff (1824-1887). Físico alemán. En el capítulo de óptica vimos Trabajando con Bunsen descubrió el cesio en 1860 y, un año después, el rubidio. Empleando esta tecnología, Reich y Richter en Alemania descubrieron el elemento Dimitrio Ivanovich Mendeleiev (1834-1907). Químico ruso. En 1869, cuando Mendeleiev publicó su famosa Tabla Periódica de los Elementos, se habían descubierto 63 de ellos, a los que se les había medido su peso atómico, empleando el método de Avogadro, o por medio de la electrólisis. También se conocían sus propiedades químicas, manifestadas por la llamada ' Mendeleiev ordenó los elementos conocidos por pesos atómicos a lo largo de renglones, de manera que en la misma columna coincidieran los que tenían la misma El primer renglón de la Tabla estaba ocupado por un soloelemento, el hidrógeno, que es el más ligero, |H=1 | |Li=7; |Be=9; |B = 11; |C=12; |N = 14; |O=16; |F=19 | |Na=23; |Mg=24; |Al =27; |Si=28; |P=31; |S=32; |Cl=35.5 | |K=39; |Ca=40; |(?); |Ti=48; |V=51; |Cr=52; | | Continuando la Tabla, Mendeleiev colocó a los 63 elementos conocidos. De inmediato se dio cuenta de que existían huecos que podían referirse a elementos aún no descubiertos. Él predijo la existencia de un elemento con peso atómico entre 40 y 48 que tendría propiedades químicas similares al boro y lo llamó eka-boro. También predijo la existencia de eka-silicio y Mendeleiev se convirtió en el químico más famoso Guillermo Ramsay (1852-1916). Químico escocés. Le correspondió el honor de agregar una columna a la Tabla de Mendeleiev, la que corresponde a la Janssen y Lockyer apuntando su telescopio a la atmósfera solar (fuera Ramsay, estudiando un gas producido por minerales radiactivos, encontró que el helio existe en la Tierra (1895) y que corresponde a la familia de los gases inertes ( Por medio de la destilación Ramsay recibió el premio Nobel en 1904. Producción de aceros La Revoluciónfrancesa produjo grandes cambios económicos y sociales, que condujeron a la revolución industrial que tuvo lugar en la primera mitad Inglaterra encabezó la revolución industrial. Por muchos siglos había sido conocido el acero, siendo famoso el manufacturado por chinos, árabes y españoles. Su costo era muy elevado, por lo que su producción era limitada. En 1850 Inglaterra era el mayor productor del mundo y su producción llegaba a sólo 60 000 toneladas de acero, mientras que su producción de hierro alcanzaba la cifra de dos y medio millones de toneladas. Enrique Bessemer (1813-1898). Metalurgista inglés. El hierro que salía de los hornos (hierro fundido) contenía grandes cantidades de carbón. Era duro pero quebradizo. [pic] Figura 33. Convertidor de Bessemer para producir acero. Para que su método funcionara se necesitaba que el hierro fundido no contuviera azufre ni fósforo El problema En 1870, Lorena, región que tiene importantes depósitos de mineral con azufre, quedó unida a la El desarrollo de la tecnología para producir acero a bajo costo permitió el desarrollo en gran escala En Rusia, Estados Unidos y en las colonias británicas, los ferrocarriles se desarrollaron rápidamente a partir de 1857. Hasta 1872, Inglaterra fue el principal productor de acero y de rieles de ferrocarril, siendo entonces superadopor Alemania. Desde 1889, los Estados Unidos se transformaron en el mayor productor mundial de acero. El desarrollo de la metalurgia La segunda mitad |Producción mundial en toneladas | pic] | 1850 |1875 |1900 | |Cobre |55 000 |130 000 |525 000 | |Plomo |130 000 |320 000 |850 000 | |Cinc |65 000 |165 000 |480 000 | |Estaño |18 000|36 000 |85 000 | |Níquel |20 |500 |8 000 | |Aluminio |0 |2.5 |7 300 | El desarrollo de la metalurgia implicó idear nuevos métodos de concentración de minerales y nuevos tipos de hornos para lograr su extracción. El aumento notable en la producción El aluminio, aislado por el alemán Wohler en 1827 al hacer reaccionar el potasio con compuestos de aluminio, era una curiosidad y por lo tanto muy costosa. El francés Saint-Claire Deville sustituyó al potasio por el sodio, y así, en 1855, produjo un lingote de siete kilogramos. El precio Las aleaciones de metales Desde hace miles de años el hombre comenzó a emplear y producir aleaciones de metales. Mezclando el oro con El bronce, que definió una edad en la historia de la humanidad, es unaaleación de cobre y estaño. A principios de este siglo, el hombre disponía de diversos elementos que mezclar, y así desarrollo combinaciones de metales con propiedades muy importantes. Aleando hierro con silicio produjo la lámina de acero al silicio, fundamental en el desarrollo de la industria eléctrica, pues con ella se construyen los motores, los generadores y los transformadores. Aleando fierro con cromo y níquel se produjo una gran variedad de aceros inoxidable que resisten, Aleando al aluminio con cinc, magnesio, cobre y cromo, en proporciones adecuadas, se pueden producir superaluminios que resisten esfuerzos La disponibilidad de otros elementos, Política de privacidad |
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