La materia está hecha de átomos.
La palabra «átomo» es de origen griego y se traduce como «indivisible». En general, se cree que la primera idea de que la materia aparentemente suave y continua consiste en realidad en una gran cantidad de partículas diminutas e invisibles. Fue presentada por el antiguo filósofo griego Demócrito (cuyo «apogeo», según la expresión asombrosamente figurativa de los clásicos, cayó en el siglo V antes de Cristo). Sin embargo, no sabemos prácticamente nada de la vida de Demócrito, y las obras originales de este pensador no han llegado a nuestros días. Por lo tanto, queda juzgar las ideas de Demócrito principalmente por citas de sus obras, que encontramos en otros autores, principalmente en Aristóteles.
La lógica del razonamiento de Demócrito, si se tradujo al lenguaje moderno, era extremadamente simple. Imagínese, dijo, que tenemos el cuchillo más afilado del mundo. Tomamos el primer objeto material que llega a la mano y lo cortamos por la mitad; luego también cortamos una de las mitades resultantes por la mitad, luego cortamos uno de los cuartos resultantes por la mitad, y así sucesivamente. Tarde o temprano, argumentó (basado, como todos los pensadores griegos antiguos; principalmente en consideraciones filosóficas), obtendremos una partícula tan pequeña que no se puede dividir en dos. Este será el átomo indivisible de materia.
Según las ideas de Demócrito, los átomos eran eternos, inmutables e indivisibles. Los cambios en el universo se produjeron únicamente debido a cambios en los enlaces entre los átomos, pero no en sí mismos. Por lo tanto pasó por alto sutilmente la larga disputa que data de los antiguos filósofos griegos; sobre si la esencia misma del mundo visible está sujeta a cambios o si todos los cambios en él son puramente externos.
Sólo la palabra «átomo» en sí ha sobrevivido hasta el día de hoy de las ideas griegas antiguas sobre el átomo. Ahora sabemos que el átomo está formado por partículas más fundamentales ( ver Partículas elementales ). Está claro que hay poco en común entre la teoría griega antigua y la investigación científica moderna; las ideas de Demócrito no se basaron en ninguna observación o experiencia práctica. Demócrito, como todos los filósofos naturales de la antigüedad, simplemente razonó y sacó conclusiones especulativas sobre la naturaleza del mundo.
Cimiento Teórico de la Estructura Atómica de la Materia
La idea de la estructura atómica de la materia siguió siendo puramente filosófica hasta principios del siglo XIX, cuando se formaron los cimientos de la química como ciencia. Los químicos fueron los primeros en descubrir que muchas sustancias en el proceso de reacciones se descomponen en componentes más simples. Por ejemplo, el agua se descompone en hidrógeno y oxígeno. Sin embargo, algunas sustancias, el mismo hidrógeno y oxígeno, no se pueden descomponer en componentes mediante reacciones químicas. Estas sustancias se denominaron elementos químicos. A principios del siglo XIX, se conocían alrededor de 30 elementos químicos (ver Tabla periódica). Se encontró que en el proceso de reacciones químicas, la proporción cuantitativa de las sustancias que participan en esta reacción no cambia. Entonces, para obtener agua, invariablemente se toman ocho fracciones de masa de oxígeno y una fracción de hidrógeno ( ver la ley de Avogadro).
El primero en ofrecer una interpretación significativa de estos hechos fue John Dalton, cuyo nombre está inmortalizado en la Ley de Dalton, que descubrió. En sus experimentos químicos, investigó el comportamiento de los gases; ver Ley de Boyle – Mariotte, Ley de Charles y la Ley Básica de la Termodinámica, pero su rango de intereses no se limitó a esto. En 1808, comenzó a publicar su obra fundamental en dos volúmenes «Un nuevo sistema de filosofía química»; que influyó radicalmente en el desarrollo posterior de la química.
Dalton sugirió que es posible comprender e interpretar los últimos logros de la química experimental sólo aceptando que cada elemento químico en estos experimentos corresponde a un átomo único para él. La mezcla y combinación de estos átomos en diversas proporciones lo que conduce a la formación de sustancias químicas observadas en la naturaleza. Por ejemplo, el agua, según Dalton, consiste en una combinación de 2 átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno (su fórmula H2O). El hecho de que todos los átomos del mismo tipo sean indistinguibles entre sí explica con éxito por qué; en las reacciones químicas, siempre se encuentran en proporciones constantes. Entonces, en el caso del agua, 2 átomos de hidrógeno son siempre iguales; dondequiera que tomemos esta agua, y siempre están en el mismo enlace con un solo átomo de oxígeno.
Para Dalton, como para Demócrito, los átomos permanecieron indivisibles. En los borradores y libros de Dalton, encontramos dibujos en los que los átomos se representan como bolas. Sin embargo, el punto principal de su trabajo, que cada elemento químico corresponde a un tipo especial de átomo; formó la base de toda la química moderna. Este hecho permanece inmutable incluso ahora, cuando sabemos que cada átomo en sí mismo es una estructura compleja (ver el experimento de Rutherford); consiste en un núcleo pesado con carga positiva y electrones ligeros con carga negativa que orbitan alrededor del núcleo. Basta con volver a las complejidades de la mecánica cuántica; (ver también el átomo de Bohr y la ecuación de Schrödinger) para comprender que el concepto de átomo no se ha agotado ni en el siglo XXI.
