VI. RENACE EL ATOMISMO

YA MENCIONAMOS a Proust y a Dalton, quienes mostraron que al combinarse algunos elementos qu�micos para formar compuestos, lo hacen siempre de manera tal que las cantidades de un cierto elemento que se combinan con las de otro cualquiera, est�n siempre en proporci�n a sus pesos, y ser�n siempre m�ltiplos enteros de uno al otro. Dalton concluy� que esta ley se puede explicar si se supone que los elementos est�n formados por �tomos, siendo los compuestos qu�micos la combinaci�n del �tomo de un elemento con uno o m�s �tomos de alg�n otro elemento. La hip�tesis atomista de Dem�crito, formulada m�s de 2000 a�os antes, tom� nueva vida con los trabajos de Dalton.

La teor�a at�mica de la materia avanza incontenible en el siglo XIX, mano a mano con la revoluci�n industrial. Amadeo Avogrado, f�sico italiano, distingue claramente entre �tomo y mol�cula, que seria la uni�n de varios �tomos, y establece la llamada ley de Avogadro, v�lida para los gases perfectos o ideales: iguales vol�menes de diferentes gases, a la misma presi�n y temperatura, contienen el mismo n�mero de mol�culas. El qu�mico ruso Dimitri Mendeleiev, por su parte, arregla los elementos de acuerdo a su peso at�mico y establece conexiones entre las propiedades de diferentes substancias. Genera as� la tabla peri�dica de los elementos, que �l consideraba no como un mero sistema para clasificarlos, sino como una ley de la naturaleza, que podr�a ser usada para predecir nuevos hechos. Con ella predijo la existencia de nuevos elementos, que faltaban en su tabla peri�dica; su profec�a se cumpli� pocos a�os despu�s, al descubrirse el galio, el escandio y el germanio. Ahora sabemos que esta tabla y sus regularidades en si no constituyen una ley de la naturaleza, sino que pueden explicarse por la teor�a cu�ntica de los �tomos complejos. Esto, sin embargo, no ocurri� sino hasta cerca de 60 a�os despu�s de los trabajos de Mendeleiev.

Una vez aceptada la teor�a at�mica de la materia, los f�sicos del siglo XIX desarrollaron la teor�a cin�tica de los gases. Seg�n ella, un gas est� formado por un gran numero de mol�culas (o de �tomos) en continuo movimiento regido por las leyes de Newton. Cuando alguna de estas mol�culas choca con la pared del recipiente que contiene el gas, ejerce una fuerza sobre esa pared: esta es la versi�n cin�tica de la presi�n. Tambi�n la temperatura se puede explicar. Al moverse con una cierta velocidad, una part�cula de masa dada tiene una energ�a cin�tica igual al producto de su masa por la mitad del cuadrado de la velocidad. La temperatura es proporcional a la energ�a cin�tica promedio de las mol�culas en el gas. Elevar su temperatura significa dar mayor movilidad a las mol�culas. Con estos conceptos de presi�n y temperatura, la teor�a cin�tica explic� las leyes de los gases, lo que dio m�s fuerza al atomismo. Para prop�sitos posteriores, es conveniente recalcar aqu� que para lograr tanto �xito, la teor�a cin�tica de los gases se concentr� s�lo en el movimiento de mol�culas, sin tomar en cuenta que una de ellas podr�a chocar con alguna otra. A un modelo tal, lo llamamos ahora modelo de part�cula independiente.

Cuando bajamos la temperatura, la energ�a cin�tica de las mol�culas disminuye y se puede llegar a un punto en que las mol�culas est�n casi en reposo, a lo m�s oscilando respecto a una posici�n de equilibrio. Es obvio que esto es un s�lido. Si las posiciones de equilibrio de las mol�culas forman un arreglo ordenado, como en una greca, entender�amos las hermosas facetas de un cristal; si el ordenamiento no es tan perfecto, tendr�amos un s�lido amorfo. �Cu�l de estos ha de ser el caso? o �cu�l ser� el arreglo preferido para una sustancia dada? No podemos averiguarlo, a menos que conozcamos m�s de cerca a las mol�culas y al �tomo.