El modelo de la bola de billar mejor conocido como modelo atómico de Dalton fue creado por el científico John Dalton (6 de septiembre de 1766- 27 de julio de 1844). Este modelo científico fue desarrollado entre 1803 y 1808.
John Dalton fue un químico, físico y meteorólogo inglés que propuso inicialmente la teoría atómica moderna. También es conocido por sus estudios sobre la incapacidad para distinguir colores por el ojo humano, condición denominada como daltonismo.
Cabe mencionar que después del Atomismo y las corrientes filosóficas griegas tuvieron que pasar dos milenios para que otra teoría atómica transformara el conocimiento científico sobre este tema y fue logrado gracias a los estudios del científico inglés. A continuación, haremos un resumen sobre el modelo conocido como bola de billar.
El modelo Atómico de Dalton ¿en qué consiste?
El filósofo griego Demócrito había presentado una idea sobre el átomo que no tuvo gran aceptación e incluso fue denominada como ridícula por muchos científicos a lo largo de los siglos. Todo empezó a cambiar en 1803 cuando John Dalton partiendo de las ideas de los atomistas presentó su modelo atómico que finalmente sacudió el mundo de los físicos de la época.
Dalton era un científico cuyo trabajo fue resultado de varios experimentos que realizó con gases. Gracias a su trabajo pudo demostrar que los átomos realmente existen, algo que el filósofo griego solo había inferido mas no había podido demostrar. El modelo atómico de Dalton fue una de las teorías más importantes en la historia de la física moderna.
Principios básicos del modelo de “la bola de billar”
- Los átomos son indivisibles e indestructibles: El científico inglés sostenía que los átomos eran químicamente indestructibles y las partículas más pequeñas de la materia.
- Toda la materia está hecha de átomos: todo lo que está a nuestro alrededor, absolutamente todo lo que hay en la Tierra como en el resto del universo está hecho de átomos. Cada uno de los elementos está hecho de átomos.
- Los átomos de diferentes elementos varían en masa y propiedades: cada uno de los elementos tiene átomos con características y masa diferente.
- Todos los átomos de un elemento dado son idénticos: todos los átomos de un elemento tienen la misma masa y las mismas características.
- Una reacción química es una reorganización de átomos: las reacciones químicas son el resultado de la unión, separación o reorganización de átomos. No obstante, los átomos de un elemento dado nunca cambian a átomos de otro elemento como resultado de una reacción química.
- Los compuestos están formados por una combinación de 2 o más tipos diferentes de átomos: un compuesto siempre tendrá los mismos tipos de átomos combinados y en las mismas proporciones.
Otros aspectos adicionales del modelo de Dalton
Adicionalmente Dalton propuso que los átomos de dos elementos que interactúan entre sí formando moléculas se rigen por la Ley de Conservación de la Masa. En otras palabras, que el número y las clases de átomos que contienen las moléculas serán iguales al número y tipo de átomos de los dos productos usados en la reacción química.
Otro aspecto resaltante de su teoría fue la Ley de Proporciones Múltiples que esboza que, al combinar los átomos de 2 elementos, solo se podrán combinar de acuerdo con una relación de números enteros tales como 1:1, 2:1, 2:2, sucesivamente. Ejemplo de ello es el agua, cuyos elementos H2O se combinan en la proporción 2:1., en otras palabras, que tiene 2 átomos de hidrógeno y 1 de oxígeno. De esta forma ninguna otra proporción de estos elementos podrá usarse para producir agua.
El agua no podrá producirse usando 3 átomos de hidrógeno y dos de oxígeno (3:2). También esbozó una tabla de pesos atómicos y se valió de ella para colocar los elementos en un orden determinado por el peso de los elementos. Partió del hidrógeno, el elemento más ligero, que es el número uno en la tabla y tiene el número atómico de uno.
El modelo de bola de billar
A raíz de su concepto de que los átomos eran las partículas más pequeñas de la materia Dalton visualizó los átomos como esferas sólidas y duras. Es por esto por lo que lo presentaba con modelos hechos con bolas de madera. De allí que se acuñó el término modelo de bola de billar.
Los experimentos de Dalton
El científico inglés respaldó sus afirmaciones a fuerza de una gran cantidad de experimentos que demostraban la existencia de los átomos desde el punto de vista de la química. Esto fue una de las grandes diferencias con los atomistas que solo utilizaban la lógica para definir al átomo. Algunos de sus más renombrados experimentos fueron:
- Experimentos con gases: estudió las características de la presión de los gases, concluyendo que los átomos de los gases deben estar en constante movimiento aleatorio.
- Más experimentos: combinó elementos para crear moléculas de compuestos por lo que llegó a la conclusión de que un compuesto determinado siempre estará formado por los mismos elementos en las mismas proporciones basándose en su Ley de las Proporciones Múltiples.
Aceptación del modelo atómico de Dalton
El trabajo de Dalton fue aceptado por una gran cantidad de científicos de la época y forma parte de algunos de los fundamentos de la teoría actual. Con todo, los avances científicos han demostrado ahora que los átomos no son las partículas más pequeñas de la materia.
Los átomos están conformados por otros tipos de partículas aún más pequeñas como los protones, neutrones y electrones, sin embargo, la teoría de Dalton pasó a ser rápidamente la base teórica de la química.
Limitaciones y errores en la teoría de “la bola de billar”
Sin embargo, la teoría estuvo lejos de ser perfecta. En ella se postulaba que los átomos de todos los elementos permanecerían individuales, por lo que Dalton no pudo darse cuenta de que en algunos elementos los átomos existen en moléculas como es el caso del oxígeno puro que existe como O2 (es decir, una molécula del mismo elemento con dos átomos de oxígeno). También llegó a la conclusión errónea del que el compuesto más simple entre 2 elementos es siempre un átomo de cada uno.
Por eso llegó a la conclusión de que el agua era HO en vez de H2O. También es digno de mención que Dalton no contó con herramientas científicas de última generación, por lo que su rudimentario equipo también le llevó a algunas conclusiones erróneas.
Afirmó que el oxígeno tenía el valor de 5.5, es decir, 5.5 veces más pesado que el átomo de hidrógeno que era la referencia. Sin embargo, algo más tarde corrigió su apreciación y le dio al oxígeno el valor de 7, aunque otros científicos de la época le daban el valor de 8.
Impacto de la teoría de Dalton
Por supuesto, los conocimientos en torno a la teoría atómica han avanzado en la actualidad a niveles extraordinarios, con todo, la teoría de Dalton sigue siendo válida en algunos aspectos. Ejemplo de ello es una de sus postulaciones al afirmar que los átomos son inseparables mediante reacciones químicas. A pesar de que, si se pueden separar mediante reacciones nucleares.
También se ha descubierto que no todos los átomos de un mismo elemento tienen la misma masa ya que algunos son isótopos, es decir, átomos cargados de neutrones adicionales por lo que tienen una masa mayor aun siendo del mismo elemento.
¿Quién era el científico John Dalton?
De origen humilde John Dalton nació en Inglaterra y recibió la educación inicial de parte de su padre y una escuela en su pueblo natal. Empezó a trabajar a temprana edad tan solo de 10 años en su casa en vista de su precaria condición económica. Sin embargo, se dice que empezó a enseñar en una escuela a los 12 años y a los 14 ya era un experto en latín.
Este hombre siguió dando clases y recibiendo instrucción informal de personajes de la zona, por lo que a la edad de 27 años fue nombrado profesor de matemáticas y filosofía natural en una pequeña Universidad de Manchester donde estuvo 7 años hasta que decidió ser tutor privado de las mismas materias.
Contribuciones científicas de John Dalton
La más importante de sus contribuciones a la ciencia fue su teoría sobre el átomo, aun cuando, sus trabajos también tuvieron un impacto en otras ramas del saber, entre ellas:
- Meteorología
- Mediciones de las montañas
- Ceguera a los colores. Condición denominada Daltonismo en su honor
- Algunas Leyes relacionadas con los gases
Asimismo, dio aportes a otros temas como la gramática inglesa y el color del cielo. El científico nunca se casó y fue conocido como una persona reservada. Llevó una vida modesta dedicado a sus investigaciones y sin grandes reflectores. Entre 1837 y 1838 sufrió varios ataques que lo dejaron sin habla, aunque prosiguió con sus trabajos de investigación hasta 1844, año en el que finalmente murió.
