¿Cómo sabemos que una sustancia química, como un compuesto, tiene tantos átomos de un elemento?

Gran pregunta

La química no se remonta tan lejos como te imaginas. Los tipos de cosas que describe son descubrimientos modernos, no antiguos. Toma el oxígeno como ejemplo. ¡Fue ‘descubierto’ por Joseph Priestly en 1772! Ok, un sueco lo descubrió dos años antes, pero no publicó sus resultados. De todos modos, habíamos estado viviendo en el material durante millones de años, respirándolo, estornudando, orinándolo.

oh, te ríes de la mención de orinar? Bueno, la orina es una de las materias primas involucradas en cambiar la forma en que pensamos sobre la química. En 1828 Fredriech Woehler sintetizó urea, demostrando que podía recrear un químico biológico a partir de ingredientes no biológicos, y esto se considera cuando la química orgánica comenzó.

los primeros químicos estaban ocupados identificando y nombrando elementos. Podrían calcular proporciones, como si hubiera 8 veces más oxígenos que hayógenos en el agua … en peso. ¡O podrían observar los volúmenes de gases producidos, el doble de hidrógeno que oxígeno! Si fueran realmente inteligentes, podrían hacer cálculos y determinar que un átomo de oxígeno es 16 veces más pesado que un hidrógeno, pero eso implicaría saber cómo se comportan los gases (Dalton) y saber que tanto el hidrógeno como el oxígeno son gases diatómicos.

Es sorprendente para mí cómo los conceptos que tomamos como tan simples que podemos discutirlos con los niños en la escuela primaria habrían sido incomprensibles hace doscientos años. Cuando llegue su primera pregunta, conocer la base detrás de esto es bastante difícil. Hoy le mostraríamos un experimento de electrólisis que descompone el agua en dos gases, y le mostraremos que estos son hidrógeno y oxígeno, pero eso es solo una parte de la respuesta. Obtener masas de los gases versus la masa de agua eliminada podría ayudar, pero la respuesta completa requiere una base en muchos campos de la química.

Cuando se quema hidrógeno y oxígeno, se utiliza el doble de hidrógeno que el oxígeno. Si tiene más de la cantidad correcta, el residuo queda. Y si electroliza agua, se genera el doble de hidrógeno que oxígeno. Puede repetir esto para todo tipo de otras combinaciones, lo que demuestra que muchas reacciones simples ocurren en proporciones fijas.

Pero los átomos siempre fueron una hipótesis ampliamente creída, no un hecho aceptado, hasta que el artículo de 1905 de Einstein sobre Brownian Motion demostró que existían moléculas de agua.