Desde la Grecia clásica hasta Lavoisier

Los conceptos químicos que se originaron en los griegos del período clásico fueron, durante casi 1500 años, los conceptos a través de los cuales la química fue entendida. Veamos dos enfoques fundamentales: el modelo de los cuatro elementos y la perspectiva de los atomistas acerca de la materia, posturas que fueron sostenidas por dos escuelas filosóficas diferentes en Grecia. Es importante señalar también que Aristóteles y Platón reformularon, en parte, el modelo de los cuatro elementos, y Anaxágoras lo profundiza, a través de su preocupación por comprender, además, los procesos de cambio de la materia.

El modelo de los cuatro elementos:

El gráfico coherente de este concepto se remonta a Empédocles de Agrigento (490-430 a.C.). Este cuadro, después presentado por Aristóteles, establecía que toda la materia era combinación de cuatro elementos: tierra, aire, fuego y agua, que provenían de la acción de dos propiedades: caliente (y frío) y seco (y húmedo) sobre una materia original no calificada o primitiva. Las combinaciones posibles de a pares de estas propiedades de la materia primitiva producían los cuatro elementos o formas elementales.

Cada uno de los cuatro elementos fue pensado para existir en una forma pura ideal, que realmente no podía ser encontrada en la Tierra. Este conjunto de conceptos químicos intentaba, y lo hizo, algunas de las relaciones entre las propiedades cualitativas de las sustancias.

Los filósofos atomistas
El concepto de átomo aparece con Leucipo de Mileto (500 a.C.), de quien poco conocemos, y su seguidor Demócrito de Abdera (460-360 a.C.). Las ideas de esta escuela, en su forma totalmente desarrollada, son las siguientes:
-La materia no admite subdivisión infinita. Los componentes últimos e indivisibles de la materia son partículas muy pequeñas e imperceptibles llamadas átomos. Estos, como la materia misma, son eternos e indestructibles. Las sustancias se diferencian debido a los elementos de los cuales están formadas; dichas diferencias pueden ser de tamaño, forma y disposición de los átomos que las integran.
-Estos átomos están constantemente en movimiento y este movimiento es una propiedad inherente a ellos. Las combinaciones se deben a la fusión de las partículas o átomos al chocar.
-Estos átomos están separados el uno del otro por el vacío, en el cual los átomos se mueven.
El pensamiento de los atomistas estaba, como el modelo de los cuatro elementos, basado en la lógica y la argumentación. Sin embargo, la idea de átomo que proviene de ellos es difundida, hacia 1750, por la comunidad científica, y fue la piedra fundamental para el trabajo de John Dalton.

Siglos XVII y XVIII: el nacimiento de la química moderna

Robert Boyle: el químico escéptico
Es el primer científico importante que realizó experimentos controlados y que publicó su trabajo explicando detalladamente sus procedimientos, los aparatos utilizados y sus observaciones. Consiguió, casi sin ayuda, que la química fuera una actividad respetable, estudió el comportamiento de los gases e impulsó la idea de la existencia de los átomos.

Lo que Boyle hizo, en realidad, fue introducir el método científico en la alquimia. Este hecho logró que la alquimia se convirtiera en química (incluso suprimió la primera sílaba del término alquimia para transformarlo en química -“alchemist” y “chemist”, en inglés-) y suprimió las bases en que pretendían apoyarse ciertas creencias, como las de la piedra filosofal. Si bien el libro no transformó la alquimia en química de la noche a la mañana, cuando la química se desarrolló en los siglos XVIII y XIX, los científicos consultaron mucho el libro de Boyle y lo consideraron un punto de inflexión. Por ello, desde ese momento se considera que la ciencia fue la química y los que trabajaban en el campo eran los químicos.

Joseph Priestley y el aire deflogisticado

Joseph Priestley, químico británico, nació en una ciudad cerca de Leeds en 1733. Fue formado para ser ministro de una iglesia como pastor calvinista y ejerció como tal durante toda su vida, por lo que la ciencia estaba lejos de ser lo más importante en su vida. Los intereses intelectuales de Priestley eran de lo más variados, ya que escribió desde tratados de gramática inglesa hasta libros de historia. Durante una de sus visitas a Londres se hace amigo de Benjamin Franklin y otros científicos interesados en la electricidad. A partir de esto, establece con Franklin una relación epistolar en la que comentan los resultados de sus investigaciones.
La mayor parte de las experiencias químicas de Priestley están descriptas en su libro Experimentos y observaciones acerca de diferentes tipos de aire. De todos los experimentos relatados, el más importante es el descubrimiento del oxígeno, mediante el calentamiento del óxido de mercurio. Para ello utilizó una lupa que concentraba rayos de sol sobre un poco de óxido de mercurio encerrado en una campana de vidrio.

Priestley identificó otros diez gases, entre los cuales figuran el amoníaco, el cloruro de hidrógeno, el óxido nitroso y el dióxido de azufre. Su descubrimiento más importante fue el oxígeno pero, a pesar de que poseía evidencias de que el oxígeno era un gas en sí mismo, explicó sus hallazgos dentro de los términos de la teoría del flogisto.
La teoría del flogisto funcionó mientras la química fue una ciencia vaga y cualitativa. Desde el momento en que Joseph Black y sus discípulos comenzaron a realizar sus experiencias con mediciones precisas acerca de todos los componentes que participaban en una reacción química, se vio condenada a desaparecer. Más tarde, cuando el francés Antoine Lavoiser estableció la relación entre la combustión y el oxígeno, derribó los cimientos de la teoría del flogisto.

Antoine Lavoiser: el padre de la química moderna

Los numerosos e importantes experimentos y descubrimientos hechos en relación con los gases durante casi cincuenta años tenían que ser reunidos en una teoría global, cosa que ocurrió hacia finales del siglo XVIII. El encargado fue el químico francés Antoine Laurent Lavoiser.

Lavoiser nació en París en 1743. En 1766 ganó una medalla de oro en un concurso convocado por la Academia de Ciencias de su país sobre técnicas de alumbrado público.

Estableció la definición más clara de lo que era un elemento químico, poniendo por fin en práctica la idea que había tenido Robert Boyle durante la década de 1660, relegando definitivamente a los cuatro elementos de los griegos. Se entiende por elemento toda aquella sustancia que no puede descomponerse en otras más sencillas.

Además, presentó la primera tabla de los elementos que, aunque muy incompleta, se puede considerar como la base a partir de la cual surgió la Tabla periódica moderna. El listado de las 33 sustancias simples presentando por Lavoisier tiene el siguiente encabezamiento: “Sobre la tabla de las sustancias simples o, al menos, de aquellas que el estado actual de nuestros conocimientos nos obliga a considerar como tales”, e incluye, entre otras, la luz y el calórico. Los nombres dados a las sustancias hasta entonces pretendían identificar cada sustancia según alguna de sus propiedades. Así, por ejemplo, las denominaciones asignadas se referían al color, al sabor, a una propiedad medicinal o al nombre del descubridor.

Los compuestos se clasificaban por familias según los elementos que los constituían, adoptándose el acuerdo de nombrar en primer lugar la familia a la que pertenecían y en segundo lugar su rasgo específico (óxido de hierro). La proporción entre dos elementos que formaban más de un compuesto se indicaría cambiando la terminación del nombre específico. Las sales tomarían el nombre genérico del ácido y el específico de la base. La química adquiría así un lenguaje analítico, metódico y preciso, que permitía nombrar a cualquier nueva sustancia que se descubriese. Además, facilitó enormemente la tarea de los químicos a la hora de comunicarse los descubrimientos los unos a los otros.