Henry Cavendish

Explicación de la Tabla Periodica de los Elementos Quimicos

Explicación de la Tabla Periódica de los Elementos Químicos
Tabla de Mendeleiev

El estudio del átomo llevó a establecer algunas propiedades de los elementos químicos, que al ser comparadas con las de otros elementos, observaban similitudes, ofreciendo posibilidad de clasificación. Durante el siglo XIX Se acrecentó el interés por encontrar la manera de clasificar los elementos.

En 1869 el profesor de química de la universidad de San Petersburgo Dmitri Ivánovich Mendeléiev —un hombre liberal, feminista y excéntrico (sólo se cortaba el cabello una vez al año)— tuvo bastantes altercados con el gobierno zarista. Y el «memorándum» que distribuyó entre sus colegas en 1869 no impidió que el gobierno lo enviara varias veces al extranjero.

Se trataba sólo de un pequeño cuadro en el que los 63 elementos químicos conocidos aparecían ordenados por sus pesos atómicos, en orden creciente, y colocados de manera que los que tenían propiedades químicas parecidas estuvieran en una misma columna. La extraña periodicidad que esta disposición revelaba parecía totalmente arbitraria, máxime cuando Mendeléiev había hecho algunos apaños, corrigiendo ciertos pesos atómicos para que cuadraran o dejando huecos poco verosímiles.

En 1869 el químico ruso Dimitri Mendeleyev ideó un ingenioso catálogo de los elementos, la tabla periódica. Observó que los elementos parecen distribuirse en familias, que se repiten periódicamente, con propiedades químicas semejantes.

Siguiendo este criterio, anotó el símbolo químico y el peso atómico de todos los elementos conocidos y los ordenó, según su peso, en orden de menor a mayor; también colocó los elementos con propiedades semejantes en columnas verticales. De este modo formó un esquema, una especie de mapa donde los elementos aparecen ordenados en familias verticales y en períodos horizontales.

El hidrógeno, el más ligero de los elementos, ocupa un lugar algo apartado del conjunto, debido a sus propiedades especiales. En tiempo de Mendeleiev se creía que el átomo era indivisible, pero el descubrimiento de los rayos X y de la radiactividad provocaron la primera duda. Actualmente sabemos que el átomo está constituido por tres clases principales de partículas: protones, neutrones y electrones.

Protones y neutrones constituyen el núcleo del átomo. Los electrones, que giran en órbita alrededor del núcleo, determinan las propiedades químicas y, en consecuencia, la situación de los elementos en la tabla periódica.

A la izquierda de la tabla aparecen representaciones simplificadas de los átomos de los elementos pertenecientes a la familia de los metales alcalinos; sobre la misma se hallan los elementos del segundo período. Adviértase que todos los metales alcalinos poseen un solo electrón en la órbita externa; precisamente esta estructura similar es causa de su semejanza en las propiedades químicas.

En el segundo período la situación es completamente diferente. Aunque cada átomo tiene dos órbitas, varía el número de electrones de la exterior. La diferencia de estructura provoca la diferencia de propiedades. Según crece el número de electrones de la órbita exterior, las propiedades varían de izquierda a derecha, es decir, de los metales a los metaloides.

Cuando se completan los ocho electrones posibles de la órbita exterior (neón), concluye el segundo período. El sodio, que inicia el tercer período, posee una órbita más con un electrón. Los períodos aumentan y se hacen más complejos a medida que crece el número de órbitas.

También aumenta el número de electrones en las órbitas sucesivas. Los átomos pesados son los menos estables: todos los elementos posteriores al bismuto, cuyo número atómico es 83, son radiactivos.

Los elementos reciben un nombre que responde en algún:; casos a raíces latinas, y en otro en honor a la persona que los descubre. Éstos se abrevian en símbolos, si tiene una sola letras deberá, ser mayúscula y si lo componen dos, la primera mayúscula y la segunda minúscula por ejemplo nitrógeno (N) y  sodio (Na), respectivamente.

PRIMERAS CLASIFICACIONES DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS:

Las tríadas de Dobereiner: En 1829, Dobereiner, químico alemán, clasificó los elementos conocidos. Agrupaba tres elementos con características observables similares. La clave de esta forma de organización era el hecho de que para uno de los elementos que formaban el grupo, la masa era el valor promedio de las masas de los tres elementos, por ejemplo (Li, Na, K) cuyas masas son 7, 23, y 39 gramos respectivamente. Si sumas los tres datos y los divides entre el número de elementos (3) te da exactamente el valor de la masa del Na, el cual se ubica en la mitad. Clasificación dispendiosa y no muy exacta para nuevos elementos.

Octavas de Newlands: En 1864, Newlands, químico inglés, clasificó los elementos en grupos de ocho, por lo que se conocen como octavas de Newlands. Esta clasificación hacía alusión al término de periodicidad, ya que según la teoría, las propiedades de algunos elementos conocidos se repetían cada ocho elementos y básicamente las organizó en orden ascendente de sus pesos atómicos.

Mendeleiev y Meyer: la tabla periódica: En 1869 Dimitri Mendeleiev, químico ruso, retoma los estudios realizados anteriormente y basándose también en propiedades periódicas de los elementos, los organiza por orden de pesos atómicos ascendentes y, con algunas propiedades más, agrupó los elementos por familias en las que incluyó a los elementos con mayor cantidad de similitudes. Paralelamente Meyer, físico alemán, realizaba estudios basado en los mismos principios, pero añadió estudios de algunas propiedades físicas, que también resultaron ser periódicas, tales como el radio atómico. El gran aporte de Mendeleiev es la base de la tabla periódica actual, ya que dejó los espacios para elementos aún no descubiertos, que respondían a sitios vacíos en la tabla periódica.

REGIONES DE LA TABLA PERIÓDICA
La tabla periódica esta dividida a nivel general en metales y no metales. Sin embargo, hay otra diferenciación, que la divide en regiones, división basada en los subniveles energéticos que ocupan los electrones del ultimo nivel. Así la tabla periódica está dividida en la región s, la región p, la región d y la región f. Por ejemplo, en la región s se ubican los elementos cuyos e- finalicen su distribución en el subnivel s. En esta sección nos ocuparemos de las regiones d y f de la tabla periódica, correspondientes a los elementos de transición.

Elementos de transición
Los átomos de los elementos siempre tienden a ser estables energéticamente, por lo cual ceden, comparten o pierden electrones. Esta estructura estable coincide cuando en su último nivel hay ocho electrones, pero en el caso de este grupo particular de elementos, se suspende el llenado del último nivel para completar primero el penúltimo nivel. Por esta razón aunque los demás elementos de la tabla periódica tiendan a realizar sus enlaces utilizando los electrones del último nivel de energía, éstos lo hacen tanto con los electrones del último nivel, como con los del penúltimo. Se caracterizan además, por poseer gran cantidad de estados de oxidación, es decir, que involucran diferentes cantidades de electrones para intervenir en un enlace, lo que hace que formen varios compuestos. Los elementos que pertenecen a este grupo especial, son los pertenecientes a los lantánidos, actínidos y tierras raras.

Electronegatividad
Si se analizan las propiedades de los elementos químicos, también se puede establecer que hay periodicidad teniendo en cuenta la electronegatividad de los elementos químicos, que básicamente es la tendencia que tienen los átomos de atraer o captar electrones; son ejemplo de ello el oxígeno y el cloro, ya que la electronegatividad aumenta en un periodo de izquierda a derecha y en un grupo de abajo hacia arriba. Y si localizas estos dos elementos se ubican en los lugares más electronegativos de la tabla periódica. Este concepto fue establecido por L. Pauling, quien determinó valores de electronegatividad para cada uno de los elementos; algunos ejemplos se muestran en la tabla que sigue:

NaMgAlPClFBrIAtFr
0.91.21.52.13.04.02.82.52.20.7

Por otra parte y como compensación, existe otro grupo de átomos que tiende a perder los elec-trones, siendo estos los electropositivos. Por ejemplo el sodio y el calcio al poseer solamente 1 y 2 electrones, respectivamente, en su último nivel tienden a cederlos. De esta manera empieza también a evidenciarse la afinidad entre ellos, dado que el átomo que tiende a capturar se complementaría en un enlace químico con uno que tienda a ceder o perder electrones.

Valencia
Para establecer de qué manera los átomos se relacionan, es necesario saber la cantidad de electrones que un átomo puede atraer (ganar), ceder (perder) o compartir con otro átomo, concepto que se conoce con el nombre de valencia. La ilustración 3.16, muestra la forma como se relacionan dos átomos de dos elementos, para formar un compuesto: el átomo de sodio pierde un electrón, es decir su valencia es 1 y el átomo de cloro gana 1 electrón, entonces su valencia también es 1. En síntesis, la valencia es el poder de combinación de un elemento con otro, dado por los electrones del último nivel.

Enlace
La unión entre los átomos se denomina enlace, que es una fuerza de atracción lo suficientemente intensa como para permitir que los átomos involucrados funcionen como una unidad. Se realiza básicamente entre los electrones del ultimo nivel de energía y se produce cuando .las fuerzas de atracción superan las de repulsión, clasificándose, según la manera de establecer la unión. Así pues:

Enlace iónico: se origina cuando un átomo cede y otro captura los electrones.
Enlace covalente: se origina cuando los átomos involucrados comparten sus electrones, dado que tienen la misma fuerza de atracción.

tabla periodica de mendeleiv

Ver Una Tabla Periódica Con Mas Datos

TABLA ACTUAL CON PESOS ATÓMICOS APROXIMADOS

N° AtómicoNombre ElementoSímboloN° ProtonesN° ElectronesPeso Atómico
1hidrógenoH101,0
2helioHe224,0
3litioU346,9
4berilioBe459,0
5boro65610,8
6carbonoC6612,0
7nitrógenoN7714,0
8oxígeno08816,0
9flúorF91019,0
10neónNe101020,2
11sodioNa111223,0
12magnesioMg121224,3
13aluminioAl131427,0
14silicioSi141428,1
15fósforoP151631,0
16azufreS161632,1
17cloroCl171835,5
18argónA182239,9
19potasioK192039,1
20calcioCa202040,1
21escandioSe212445,0
22titanioTi222647,9
23vanadioV232850,9
24cromoCr242852,0
25manganesoMu253054,9
26hierroFe263055,8
27cobaltoCo273258,9
28níquelNi283058,7
29cobreCu293463,5
30cincXn303465,4
31galioGa313869,7
32germanioSe324272,6
33arsénicoAs334274,9
34seienioSe344679,0
35bromoBr354479,9
36criptónKr364883,8
37rubidioRb374885,5
38estroncioSr385087,6
39itrioY395088,9
40zirconioZr405091,2
41niobioNb415292,9
42tnolibdenoMo425695,9
43tecnecioTe4356(99)
44rurenic-Ru4458101,1
45rodioRh4558102,9
46paíadioPd4660106,4
47plataAg4760107,9
; 48cadmioCd4866112,4
49indioIn4966114,8
50estañoSn5070118,7
51antimonioSb5170121,8
52teluroTe5278127,6
53yodo15374126,9
54xenónXe5478131,3
55cesioCs5578132,9
56barioBaS682137,3
57laura noLa5782138,9
58ceñoCem82140,1
59 praseodimioPr5982140,9
60neodimioNd6082144,2
61prometióPm6186(147)
62samarloSm6290150,4
63europioEu6390152,0
64gadolinioGd6494157,3
65terbioTb6594158,9
66disprosíoDy6698162,5
67holmioHo6798164,9
68erbioEr6898167,3
69tuiioTm69100168,9
70iterbioYb104173,0
71lutecioLu71104175,0
72hafnioHf72108178,5
73tantalioTa73108180,9
74volframioW74110183,9
75renioRe75112186,2
76osmioOs76116190,2
77iridioIr77116192,2
78platinoPt78117195,1
79oroÁu79118197,0
80mercurioH980122200,6
81íalioTI81124204,4
82plomoPb82126207,2
83bismutoBi83126209,0
84pofonioPo84125(299)
85astatinoAt85125(210)
86radónRn86136(222)
87francioFr87136(223!
88radíoRa88138(226,0)
89actinioAc89138(227)
90torioTh90142(232,0)
91protactinioPa91140(231)
92uranioU92146(238,0)
93neptunioNp93144(237)
94plutonioPu94150(244)
95americioAm95148(243)
96curioCm96151(247)
97berkelioBle97152(249)
98californioCf?8151(249)
99einstenioEs99155(254)
100fermioFm100153(253)
101mendelevioMd101155(256)
102nobelioNo102152(254)
103laurencioLw103154(257)

ALGO MAS…
EL GENIO  INTRÉPIDO
A fines del siglo pasado flotaba ya en la atmósfera científica la idea de que al ordenar los elementos por peso atómico creciente aquellos de propiedades químicas comparables reaparecían en forma periódica. Por ejemplo, la serie alcalina litio-sodio-potasio-rubidio-cesio, o los halógenos flúor-cloro-bromo-yodo (algunos fueron descubiertos después).

Pero, a pesar de que en los más livianos dicha repetición tenía lugar de ocho en ocho y en los más pesados cada dieciocho elementos, había muchas lagunas y contradicciones.

Dimitri Mendeleiev elaboró una tabla en cuyas casillas se ordenaban en forma horizontal los pesos atómicos y vertical las “familias” de elementos químicamente similares.

Mendeleiev

Pero en su época se conocían menos de 45 cuerpos simples de los 103 que hoy forman la tabla periódica. El mérito capital del sabio ruso consistió en considerar que las fallas y vacíos del cuadro no eran imputables a éste, sino a los químicos que aún no habían descubierto el elemento destinado a intercalarse en el lugar que se le reservaba.

Así Mendeleiev vaticinó sin errores el peso atómico probable de varios elementos desconocidos, sus propiedades químicas esenciales y hasta las probables combinaciones naturales en cuyo interior se ocultaban.

Hubo dificultades. Fue necesario invertir, sin razón plausible, el potasio y el argón (hoy sabemos que una variedad de este último posee un neutrón más en su núcleo). Tampoco se sabía que la primera órbita periférica del átomo se satura con dos electrones (hidrógeno-helio), la siguiente con ocho,  etc.

Pero a pesar de su carácter empírico y sus enormes carencias, lo tabla de Mendeleiev resultó un armo prodigiosa para lo investigación científica y fue inmenso su buen éxito.

Fuente Consultada: Enciclopedia NUEVO Investiguemos Ciencia Integrada  Tomo 3

Ver: Naturaleza de la Materia

Teoria del Rozamiento Que es? Porque hay rozamiento?

Teoría del Rozamiento ¿Que es y Porque hay Rozamiento?

Quien intente deslizar un bote sobre una playa seca y plana encontrará una considerable oposición. La fuerza que tiende a oponerse al deslizamiento de un sólido sobre otro se denomina rozamiento. El rozamiento forma parte de nuestra vida diaria. Por ejemplo, no podríamos caminar si nuestros pies no se aferraran por rozamiento al piso. Los frenos de un automóvil utilizan el rozamiento entre las cintas de freno y la campana del mismo, móvil, para detenerlo. Desde luego, este efecto tiene, también, un factor desventajoso. La fricción entre las partes móviles de cualquier máquina es la causa principal de su desgaste.

La fuerza de rozamiento entre dos sólidos no depende de las superficies en contacto. Esto puede parecer sorprendente a menos que recordemos que aun las superficies más pulidas son en realidad como diminutas cadenas montañosas; sólo toman contacto entre sí en los pocos lugares en que los picos de una descansan sobre los picos de la otra. La fuerza de frotamiento depende, en cambio, de la fuerza que comprime una superficie contra la otra.

En el caso de un objeto apoyado sobre una superficie horizontal, la fuerza de frotamiento que se opone a todo intento de hacerlo deslizar es directamente proporcional al peso del objeto. En otras palabras, la relación entre la fuerza de rozamiento y la carga es constante. Esta relación se denomina coeficiente de fricción por deslizamiento. Varía de un par de sustancias a otro.

A la escala atómica, aun la superficie más finamente pulida está muy lejos de ser plana. Por ejemplo, la figura de mas abajo, muestra el perfil real, considerablemente amplificado, de una superficie de acero que pudiera considerarse como muy bien pulida. Fácilmente podemos creer que al colocar dos cuerpos de este tipo en contacto, el área real microscópica de contacto es mucho menor que el área macroscópica aparente de contacto; en un caso especial estas áreas pueden estar fácilmente en la relación de 1 a 104.

La superficie real (microscópica) de contacto es proporcional a la fuerza normal, porque las puntas de contacto se deforman plásticamente bajo los grandes esfuerzos que se desarrollan en estos puntos. De hecho, muchos puntos de contacto quedan “soldados en frío” entre sí. Este fenómeno, la adherencia superficial, se debe a que en los puntos de contacto, las moléculas, en las caras opuestas de la superficie, están tan cercanas unas a las otras que ejercen fuerzas intermoleculares intensas entre si.

Cuando un cuerpo (digamos un metal) se jala sobre la superficie de otro, la resistencia por rozamiento está relacionada con la ruptura de esos millares de pequeñas soldaduras, que continuamente se vuelven a formar conforme se presentan nuevas oportunidades de contacto. Experimentos con rastreadores radiactivos han permitido averiguar que, en el proceso de ruptura, pequeños fragmentos de una superficie metálica pueden ser arrancados y quedar adheridos a la otra superficie. Si la rapidez relativa del movimiento de las dos superficies es suficientemente grande, puede haber una fusión local en ciertas zonas de contacto, aun cuando la superficie en conjunto pueda sentirse sólo ligeramente caliente.

El coeficiente de rozamiento depende de muchas variables, tales como la naturaleza de los materiales, el acabado superficial, películas superficiales, temperatura y grado de contaminación. Por ejemplo, si en un recipiente al alto vacío se colocan dos superficies metálicas que se han limpiado cuidado­samente y como consecuencia del vacío no se pueden formar películas de óxido en las superficies, el coeficiente de rozamiento se eleva a valores enorme’­y las superficies quedan, de hecho, firmemente “soldadas” entre sí. Al dejar penetrar una pequeña cantidad de aire al recipiente de modo que puedan formarse películas de óxido en las superficies opuestas, el coeficiente de rozamiento se reduce a su valor “normal”.

Con estas complicaciones no es sorprendente que no haya una teoría exacta del rozamiento en seco y que las leyes del mismo sean empíricas. Sin embargo, la teoría de la adherencia superficial en el rozamiento entre metales conduce a comprender fácilmente las dos leyes del rozamiento mencionadas anteriormente. (1) El área microscópica de contacto que determina la fuerza de rozamiento fk. es proporcional a la fuerza normal N y, por consiguiente, fk es proporcional a N, como lo muestra la Figura.

El hecho de que la fuerza de rozamiento sea independiente del área aparente de contacto, significa, por ejemplo, que la fuerza que se requiere para arrastrar un “ladrillo” de metal sobre una mesa metálica es la misma, cualquiera que sea la cara del ladrillo que esté en contacto con la mesa. Podemos entender esta circunstancia solamente si el área microscópica de contacto es la misma para todas las posi­ciones del ladrillo, y en efecto, así es.

El “dibujo” de las cubiertas de automóvil tiene por objeto fundamental mejorar su adherencia en caminos mojados o grasosos. Una cubierta lisa no puede hacer contacto con la superficie húmeda, porque lo película de agua atrapada bajo aquella actúa como lubricante. Pero si la cubierta posee una cantidad de superficies de goma separadas entre sí, cada trozo de! dibujo hace contacto con la superficie del camino, porque el agua es desalojada hacia esos espacios intermedios.

Cuando se apoya sobre la cara más grande, hay un número relativamente grande de superficies de contacto relativamente pequeñas que sostienen la carga; cuando se apoya sobre la cara más pequeña existe menor número de contactos (porque el área aparente de contacto es menor), pero el área de cada contacto individual es mayor exac­tamente en la misma proporción debido a la mayor presión ejercida por el ladrillo que está sostenido sobre este menor número de contactos que soportan la misma carga. La fuerza de rozamiento que se opone a que un cuerpo ruede sobre otro es mucho menor que la fuerza necesaria para el resbalamiento, y, de hecho, ésta es la ventaja de la rueda sobre el trineo.

La reducción de rozamiento que se obtiene, se debe, sobre todo, al hecho de que en el rodamiento, las soldaduras en los contactos microscópicos son “peladas” más bien que “cortadas” como tiene que hacerse en el rozamiento por resbalamiento. Esta circunstancia puede reducir la fuerza de rozamiento hasta 1000 veces.

La resistencia al rozamiento por deslizamiento en superficies secas se puede reducir considerablemente mediante la lubricación. En el mural de una gruta en Egipto fechado 1900 A. c. se ve una gran estatua de piedra que se va deslizando en una rastra mientras un hombre, enfrente de la rastra, va echando aceite lubricante en su camino. Una técnica mucho más efectiva es introducir una capa de gas entre las superficies que resbalan; el “disco de hielo seco” y la chumacera sobre soportes de gas, son ejemplos.

Se puede reducir el rozamiento todavía más, suspendiendo un objeto en rotación en un espacio vacío por medio de fuerzas magnéticas. Por ejemplo, J. W. Beams ha hecho girar un rotor de 13.6 Kg. de este tipo a 1.000 rev/seg; cuando se suspendió la fuerza impulsora, el rotor perdió velocidad a razón de solamente 1 rev/seg por día.

El frotamiento por rodaje es mucho menor que el que se produce por deslizamiento. Por eso es mucho más fácil hacer rodar un tronco que tratar de arrastrarlo, y explica el hecho de que la rueda sea un implemento imprescindible para casi todos los vehículos terrestres. Por el mismo motivo, los rodamientos de bolilla sirven para facilitar los movimientos y disminuir el desgaste de cualquier pieza en movimiento. La energía gastada en vencer las fuerzas de rozamiento se convierte en calor.

Un ejemplo convincente de esto es el antiguo método de encender fuego frotando dos maderas entre sí. El calor producido por el rozamiento entre el vehículo espacial y la atmósfera, cuando retorna a Tierra, es uno de los mayores peligros para los astronautas. Éste es, quizás, el mejor ejemplo de lo antedicho. Efectivamente, en su entrada en la atmósfera, una cápsula espacial se consumiría como una tea si no estuviera acorazada y aislada por un escudo refractario capaz de soportar los 900° C producidos por la tremenda fricción. Las fuerzas de frotamiento que se oponen al movimiento entre las moléculas de gases y líquidos se denomina viscosidad. Se estudiará en un artículo posterior.

LA FRICCIÓN DE ROZAMIENTO
La otra fuerza que se opone al movimiento de la pelota o de cualquier otro cuerpo es, según hemos dicho, la fricción.

Si pretendemos empujar sobre el suelo un cajón pesado, debemos realizar un gran esfuerzo muscular, puesto que las superficies del cajón y del suelo no están perfectamente pulidas y la aspereza del uno y del otro, como es natural, provocan una resistencia al movimiento, que se llama fricción de rozamiento.
Diremos pues que: Se produce la fricción de rozamiento cuando un cuerpo roza sobre otro. Se comprende fácilmente que cuanto más pesado es el cuerpo y más irregulares las superficies de roce, tanto mayor será la fricción.

LA FRICCIÓN DE RODAMIENTO
Efectuemos ahora lo que hicieron hace miles y miles de años nuestros antepasados: coloquemos rodillos debajo del cajón y veremos que para impulsarlo se requiere un esfuerzo mucho menor que el anterior, pero con todo, se necesitará asimismo cierto esfuerzo muscular, porque siempre subsisten irregularidades en el rodillo y en el suelo, que generan una resistencia al movimiento.

Existe fricción de rodamiento si un cuerpo rueda sobre otro. Pero habremos comprobado, que a igualdad de peso que comprime, la fricción de rodamiento es mucho menor que la fricción de rozamiento. Ello explica por qué la invención de la rueda, lograda unos 3.000 años a. C., fue una etapa fundamental en la historia de la civilización.

¿ÚTIL 0 PERJUDICIAL?
¿Es la fricción un inconveniente? ¿Es deseable? Indudablemente, para las máquinas representa un obstáculo, dado que absorbe una gran parte de la potencia desarrollada, y por ello se hace todo íc posible para disminuir la fricción. Las piezas móviles de las máquinas se construyen sumamente pulidas, y durante el movimiento se lubrican con aceites especiales, llamados precisamente lubricantes.

La función de los lubricantes es la de formar una delgadísima película sobre las superficies de roce, que disminuye la fricción y hace “resbalar” las asperezas de ambas superficies.Uno de los mejores sistemas para evitar la fricción consiste en el empleo de cojinetes de bolillas, inventados en 1907, para hacer girar los ejes.Por otra parte, sin fricción, nuestra vida sería imposible.

No podríamos dar un paso, ni siquiera realizar el más mínimo movimiento; porque no habiendo fricción entre el suelo y las plantas de los pies, no tardaríamos en caer. No podrían moverse los vehículos, ya que las ruedas girarían sin tomar contacto con el asfalto, y tampoco funcionarían los frenos.Para finalizar, cabe reconocer que aunque las resistencias del medio y de la fricción cuestan dinero y fatiga, vemos que nuestro mundo está perfectamente coordinado, y lamentarse sería francamente injusto.

Es necesario a menudo controlar el rozamiento: Esto puede significar disminuir el rozamiento, como en las partes móviles de un automóvil, o aumentarlo, como en los frenos o llantas del propio vehículo. Los dos factores pueden ser fácilmente regulados, ya que dependen de la naturaleza de las superficies y de la clase del movimiento. Unos pocos ejemplos podrán ilustrar esto.

Las balatas de los frenos están hechos de un material seleccionado para que presenten mucho rozamiento y resistan al desgaste. Además, deben permanecer secas para incrementar el rozamiento. Se diseñan salientes en las llantas de los tractores para aumentar el rozamiento y resistir el desgaste. Los dibujos de una llanta de automóvil se disponen también para aumentar el rozamiento.

Una manera muy corriente de reducir el rozamiento es substituir el de deslizamiento por el de rodadura. Cojinetes o rodamientos de rodillos y de bolas se utilizan en los ejes de las ruedas de los automóviles, bicicletas y patines de ruedas. Sirven para suministrar rozamiento de rodadura entre el eje fijo y la rueda giratoria. Estos cojinetes o rodamientos están generalmente encerrados en un soporte, que sirve para mantener cada rodillo o bola en su posición adecuada.

Otro modo de disminuir el rozamiento, es por medio de la lubricación, en general, por medio de aceites, grasa o grafito, colocados entre las superficies de deslizamiento o de rodadura. El aceite forma una película delgada entre las superficies móviles. Aunque esta película es muy delgada, algunas veces de sólo unas pocas moléculas de espesor, casi evita por completo que una superficie toque a la otra, cambiando así la naturaleza de las dos superficies enfrentadas y reduciendo el rozamiento y el desgaste. Lubrica de una manera distinta el grafito, formado por cristales planos y lisos que fácilmente deslizan unos sobre otros.

Si se quiere hacer un experimento que esté casi libre de rozamiento, se coloca un trozo de hielo seco y se hace resbalar sobre una mesa. El hielo seco es bióxido de carbono sólido. A la temperatura y presión ambientes, el hielo seco se evapora sin pasar por el estado líquido, por tanto, en la base del trozo se está formando una determinada cantidad constante de bióxido de carbono gaseoso. El hielo seco flota sobre una delgada película de gas, que actúa como un magnífico lubricante entre el trozo de hielo y la mesa.

Pedazos pequeños de hielo seco pueden cargarse con grandes pesos para que puedan deslizarse casi sin rozamiento en experimentos para probar las leyes del movimiento.

Fuente Consultada:
Física I Resnick – Halliday
Revista TECNIRAMA N°30

Biografia de Isaac Newton Vida y Obra Cientifica Fisico Matematico

Biografía de Isaac Newton Vida y Obra Científica

ISAAC NEWTON (1642-1727): El científico inglés realizó trabajos que revolucionaron el conocimiento y fundaron la ciencia clásica. Sus principios de la luz, del movimiento y de la atracción de las masas sólo serían cuestionados a comienzos del siglo XX, particularmente por Einstein.

LOS PRIMEROS TRABAJOS
Nacido en Inglaterra el 25 de diciembre de 1642 -año de la muerte de Galileo-, algunos meses después del fallecimiento de su padre. Isaac Newton fue criado por su abuela en la granja familiar de Woolsthorpe.

Cuando tenía tres años la madre volvió a casarse y lo dejó con la abuela. A los once, a raíz de la muerte del odiado padrastro, se reunió con la madre (que había dado a luz otros tres hijos). Asistió a la escuela durante cinco años más, distinguiéndose sólo por haber perseguido vengarse de un chico que lo pateó.

Después de pelear con el chico, empujándolo contra la iglesia y restregándole la cara contra el muro, Newton decidió poner en evidencia a su adversario en el aspecto académico, lo que hizo ascendiendo de ser el penúltimo de la escuela a ser el primero.

A los catorce años de edad, su madre lo retiró de la escuela para que aprendiese a administrar la propiedad, pero él no manifestaba en aquel entonces afición alguna por los negocios, prefiriendo los libros y la creación de pequeñas máquinas, como un molino de viento en miniatura o un reloj de agua que funcionaría por varios años. Se pasaba el tiempo leyendo y se concentraba hasta tal punto que en una ocasión desapareció un caballo cuya brida él sostenía sin que Newton se diera cuenta.

Al cabo de un año regreso a la escuela y viviendo en la casa de un farmacéutico llamado doctor Clark, por cuya hijastra sintió sin duda un vínculo romántico. La relación se marchitó en 1661, cuando Newton se fue al Trinity College de Cambridge. Mucho después, teniendo ya el primer amor de Newton setenta años, ella reveló la vinculación a un biógrafo, el cual escribió que «no siendo la herencia de ella importante y siendo él becario en la universidad, sus fortunas eran incompatibles con el matrimonio; tal vez también los respectivos estudios». Por lo que se sabe, se trata de la única relación de esta clase que tuvo Newton en toda su vida.

En 1661 ingresó en el Trinity College, pero debió retornar a Woolsthorpe en junio de 1665, pues se había declarado una epidemia de peste en la ciudad de Londres. Si bien este período fue dramático para Inglaterra -la peste causó más de 70.000 muertes tan sólo en Londres resultó extremadamente fecundo para el joven Newton: liberado de las obligaciones escolares, comenzó sus investigaciones y estableció las bases de sus grandes descubrimientos en matemáticas, en óptica y en mecánica celestes.: Sin embargo, sus teorías se publicarían mucho después: así, la teoría de la luz expuesta en sus cursos en 1670-1672. v que apareció en las Philosophkal Traisactions (Transacciones filosóficas) en 1671 y 1674, recién llegarían a conocerse en 1704, con la publicación del Tratado de óptica.

La pensión de un college universitario era de unas 45 libras esterlinas, cifra insostenible para una familia como la de Newton, si se tiene en cuenta que su propiedad agrícola rendía a lo sumo poco mas de 80 libras esterlinas anuales. Así, cuando el joven Isaac fue admitido en el prestigioso Trinity College de Cambridge, fue matriculado en la categoría de los estudiantes pobres, que se pagaban los estudios realizando distintos servicios domésticos, sirviendo a los profesores, haciendo las veces de porteros, cocineros, camareros, etc. Y, además, con tres o cuatro de retraso respecto a los otros estudiantes.

LA MECÁNICA DIVINA: La concepción de un mundo ordenado según las leyes de la mecánica no era contradictoria con la existencia de Dios y constituía incluso una prueba de ella para numerosos autores: las regularidades de la naturaleza permitían contemplar la sabiduría de Dios y su poder, como lo explica el Espectáculo de la Naturaleza del abate Pluche, uno de los grandes éxitos del siglo XVIII. Estos análisis son compatibles con los de un científico como Fontenelle, secretario de la Academia de ciencias de París, que escribió en sus Conversaciones sobre la pluralidad de los mundos (1686): «Me imagino siempre que la naturaleza es un gran espectáculo que se parece al de la Ópera. Del sitio en que usted se encuentre, en la Ópera, usted no ve el teatro tal como es: se han dispuesto los decorados y los mecanismos para causar de lejos un efecto agradable y esconden de su vista esas ruedas o contrapesos que son los que hacen todos los movimientos».

MÁXIMA CELEBRIDAD
A la edad de veintisiete años, en 1669, Newton fue nombrado profesor en Cambridge, sucediendo a un gran matemático, Isaac Barrow. Obtuvo este cargo gracias a sus trabajos en matemáticas, especialmente sobre la longitud de los arcos de curvas, si bien aún no había publicado sus investigaciones acerca de la luz ni de la atracción de los cuerpos celestes. Alcanzó celebridad al desarrollar el primer telescopio que utilizaba uno o varios espejos, en tanto que los anteojos se valían de lentillas.

El resultado impresionó a la Royal Society, principal institución científica inglesa, y a toda Europa. Este instrumento de unos veinte centímetros de largo proporcionaba imágenes nueve veces mayor que un anteojo cuatro veces superior en el largo. Newton fue elegido «fellow» (miembro) de la Royal Society en 1672.

Ese mismo año publicó finalmente su teoría de los colores, materia que fue objeto de un gran debate en el siglo XVII. En efecto, desde la Antigüedad los científicos se ocuparon del problema de la visión, pensando por ejemplo que un rayo visual emitido por el ojo iba al encuentro de los objetos y permitía así la visión. A partir de Kepler, el ojo era considerado solamente como un dispositivo óptico y en lo sucesivo los escritos centraban su atención en la naturaleza física de la luz.

Con sus experimentos, Newton empezó a cuestionar las remotas ideas aristotélicas, retomadas en parte por Descartes, según las cuales la luz era blanca y los colores surgían progresivamente de su debilitamiento. Llegó a la idea de que la luz «blanca» era una mezcla de luces de todos los colores. Presentó su teoría a partir de la descripción del «experimento crucial»: ante un agujero horadado en una pantalla, instaló un dispositivo constituido por un prisma, una plancha perforada, un segundo prisma y una segunda plancha.

Al estudiar las diferentes manchas coloreadas sobre la pared de enfrente, correspondientes a los diversos rayos refractados por el prisma, pudo analizar la naturaleza de la luz. Con esta demostración, Newton parecía haber descubierto una ley de la naturaleza gracias al experimento, como si leyera sus secretos, y que ejercería una influencia significativa en la ciencia.

LA PUBLICACIÓN LOS PRINCIPIA MATHEMATICA: En 1687, alentado por el astrónomo Halley, Newton publicó sus Principios matemáticos de la filosofía natural: conclusión y superación de todos los avances científicos del siglo XVII, constituyen igualmente el resultado final de los trabajos de Newton.

La publicación de los Principia Mathematica tuvieron un enorme impacto. Sus tres leyes del movimiento y la ley única y universal de la gravedad lo explicaban todo. («Si he visto más lejos —escribió Newton—, es porque miraba desde los hombros de gigantes.») Mediante rigurosas matemáticas y una concentración obsesiva, Newton unió los cielos con la Tierra. Su teoría no era, estaba él deseando decirlo, una hipótesis sino una realidad. Desde Aristóteles no se había creado ninguna visión del mundo que abarcara tanto.

Los Principia Mathematica, a diferencia del Revolutionibus de Copérnico, tuvieron buena acogida. Newton fue muy agasajado, a pesar de tener, según el profesor que lo sucedió en la cátedra Lucasiana, «el carácter más temeroso, cauto y receloso que yo haya conocido».

Pero Newton cambió. Prácticamente aislado en un tiempo, se volvió ambicioso. Cuando el rey Jacobo II intentó convertir al catolicismo las universidades inglesas, Newton se resistió y, como consecuencia, fue elegido representante en el Parlamento. En Londres, pidió al filósofo John Locke que le ayudase a conseguir un puesto de administrador de la Casa de la Moneda. Mientras tanto proseguía sus experimentos alquímicos.

Escribiendo en latín, Newton formuló las tres leyes del movimiento, que son:

1. Todo cuerpo se mantiene en estado de reposo o movimiento uniforme en línea recta a no ser que alguna fuerza actúe sobre él y lo obligue a cambiar.

2. El cambio ocurre en proporción a la fuerza que se aplica y en su misma dirección.

3. Toda acción provoca una reacción igual y de signo contrario.

Estas leyes permitieron a Newton expresar la ley de la gravitación universal en una única fórmula:

formula gravitacion de newton

F representa la fuerza gravitatoria de atracción entre dos cuerpos. Sus masas se representan por m1 y m2. La distancia entre los cuerpos la representa d, que aparece elevada al cuadrado. G es la constante gravitatoria, determinada mediante experimentos de laboratorio en 1798. Para quienes estén interesados por estas cosas, ese número, en el Sistema Internacional de unidades, es 0,00000000006673.

El famoso poeta Alejandro Pope dijo refiriéndose a Newton : 

“La Naturaleza y las leyes naturales se ocultaban en la noche; Dios dijo:
Que nazca Newton” y se hizo la luz”.

Por el año 1700 el científico era una de las personalidades más destacadas del país, su trabajo en la Casa de Moneda lo había hecho muy apreciado en la corte, y le había dado una posición económica envidiable ; la publicación de los Principia lo había transformado rápidamente en la mayor personalidad de la ciencia europea. Tenía todo a su favor para sentirse satisfecho a si mismo.

En 1704 pública la Óptica con tres ediciones y en 1726 publica la tercera edición de la Principia. En 1725 se enferma deja Londres y se traslada a Kensington. Y en 1727 el 20 de marzo muere.

LA GLORIA Y LA MUERTE
En 1688, Newton fue elegido diputado al Parlamento, representando a la Universidad de Cambridge, pero él no se ocupó de política. En 1697 fue nombrado Director de la Casa de Moneda de Londres; entonces abandonó Cambridge y se estableció en la capital, en un lujoso departamento. Además, poseía mucho talento y arte para ganar dinero; jugó en la Bolsa con tanta fortuna que logró acumular un patrimonio de 32.000 libras esterlinas.
En 1705, con una ceremonia especial, realizada en Cambridge, fue investido del titulo de “sir” por la reina Ana: fue el primer sabio que recibió tal honor. Pero siempre permaneció como un individuo reservado, modesto; un día, a una persona que lo alababa por su inmensa contribución al conocimiento humano, respondió:

“No he tenido ninguna perspicacia particular, solamente la capacidad de reflexionar pacientemente”.
En 1725, a consecuencia de una pulmonía y un ataque de gota, dejó la ciudad de Londres y se estableció en Kensington, donde continuó con sus ocupaciones habituales. El 2 de marzo de 1727 se consideró en condiciones de dirigirse a Londres para presidir una reunión de la “Roya! Society”. Al regresar de este pequeño viaje cayó enfermo. Murió el 20 de marzo de 1727, a los 85 años. Su desaparición conmovió a todo el mundo. Los funerales fueron extraordinarios. Su féretro lo llevaron seis miembros de la Cámara de los Lores y fue depositado en la Abadía de Westminster, donde se halla su tumba. En la ciencia humana, Newton se encuentra en el pináculo de los grandes pensadores y descubridores, al lado de Galilea y de Einstein.

AMPLIACIÓN DE LA BIOGRAFÍA
SU INFANCIA: Un muchacho atento y silencioso
“Profundo pensador… orgulloso de sus experiencias… extiende el imperio de las ciencia” : la persona a quien iban dirigidas estas palabras más que a cualquier otra, pocos decenios antes iniciaba su vida escolar grabando con sumo cuidado su nombre en la madera de todos los bancos que solía ocupar. De Newton niño poco se sabe, pero seguramente tenía ya entonces una costumbre que lo acompañara toda la vida : la de blandir siempre una pluma, al punto de llenar en el transcurso de los años miles de páginas con su grafía diminuta y ordenada, tomando nota de todo y sobre todo.

Isaac Newton había nacido en Woolsthorpe, Lincolnshire, el día de navidad de 1642, cuando ya hacía un niño que había estallado la guerra civil que turbaba al país con la primera revolución inglesa.

Su padre, pequeño propietario agrícola, había muerto incluso antes de que el naciese, dejando a su viuda en condiciones económicas no muy florecientes. La madre se llamaba Anna Ayscough, y provenía de una familia relativamente acomodada que contaba entre sus miembros a profesionales y clérigos.

Al parecer, en el momento de su nacimiento Newton era tan pequeño y grácil como para caber cómodamente en un bocal de un litro ; sin embargo, habría de convertirse en un muchacho sano y robusto.

Dos años después de la muerte de su primer marido, Anna Ayscough se casó en segundas nupcias con el reverendo Barnaby Smith y se mudó a casa de éste, en la vecina aldea de North Withan. Pero el reverendo no tenía la menor intención de hacerse cargo de aquel hijo que no era suyo, por lo que el pequeño Isaac fue confiado a los cuidados de su abuela. De este nuevo matrimonio de la madre nacieron tres hijos ; Anna los llevó consigo a Woolsthorpe cuando, en 1656, volvió a quedar viuda y regresó a su antigua casa.

A estas alturas, Isaac era ya un adolescente, y en verdad que no puede afirmarse que tuviera una infancia ejemplar. Naturalmente no sabemos hasta que punto sintió Newton el peso de esta situación familiar. Lo único cierto es que creció tímido y suspicaz, con muchas dificultades para relacionarse con los demás ; características que, con el transcurso del tiempo, se harán cada vez más evidentes hasta convertirse en el aspecto más destacado de su historia personal. Su educación dio comienzo en dos pequeñas escuelas aledañas a su casa hasta que, a los doce años, fue enviado a proseguir sus estudios en la King´s School de Grantham, poblado que por entonces contaba con dos mil o tres mil habitantes.

Este distaba doce kilómetros de Woolsthorpe, y puesto que no era posible ir y volver todos los días, Isaac se estableció en Grantham durante todo el año escolar, pensionado en casa del doctor Clark, farmacéutico. No existen noticias sobre su rendimiento escolar. Y de su vida de entonces se sabe concretamente que su costumbre de escribir siempre y por todas partes no ahorraba siquiera los bancos de la escuela.

Desde niño comenzó a tomar notas en los libros que leía, dejando escritas reflexiones. En el primero de los tres cuadernos que han llegado a nosotros hay un poco de todo : registros de gastos, notas de química y medicina, apuntes sobre la lengua y, específicamente, páginas enteras copiadas de un libro (Los misterios del arte y la naturaleza, de J. Bate) que debía ser de su predilección.

Se trataba de un texto semejante a muchos ahora, rico en indicaciones practicas sobre como preparar colores para pintar, o sobre fuegos artificiales, o bien acerca de carnadas para los peces y muchas otras cosas de vario interés. Siguiendo éstas -o quizás algunas otras- instrucciones, Isaac fabricó un poco de todo, desde un simple reloj de sol que colgó en la pared de su casa hasta (al parecer) una silla de ruedas. Construir con sus propias manos las cosas mas extrañas y diferentes era algo que le fascinaba.

Por aquellos años, cerca de Grantham comenzó a funcionar un molino de viento, algo raro en aquella zona rica en cursos de agua en donde todas las muelas dedicadas al grano estaban accionadas por ruedas hidráulicas. Hasta donde es posible saber, el joven Newton estudió aquel molino con tanta atención como para reproducirlo en una maqueta que funcionaba a la perfección.

Por consiguiente, la que surge es la figura de un niño reflexivo, habilísimo en las tareas manuales que requerían cierto ingenio, que amaba los libros y solía tomar apuntes sobre todo lo que le interesaba. No es verdadero el retrato de un jovencito de inteligencia torrentosa, pero tampoco lo es el de un muchacho condenado a pasar en el campo el resto de su vida ; de hecho, su madre se dejó convencer por el maestro de escuela Stokes y el tío William para renunciar a dos brazos que le ayudarían en su propiedad con el fin de permitirle continuar sus estudios. Precisamente su tío, quien había estudiado en Cambridge, se interesara por hacerle admitir en la universidad a pesar de su humilde origen.

En aquella época la universidad era un privilegio destinado a una élite muy restringida, y eran pocos los jóvenes de las extracción social de Newton que conseguían llegar a ese nivel de estudios. No hay que olvidar que por entonces, en Inglaterra, no existía un sistema uniforme de instrucción, no había todavía periódicos. Las aldeas estaban diseminadas en grandes extensiones, aisladas entre sí por caminos en pésimas condiciones que eran recorridos por medios de transporte rudimentarios ; a pesar de esto, la vida en el campo había dejado de estar sumida en el clima casi feudal que todavía subsistía en las aldeas del continente.

Las actividades manufactureras, más difundidas en la campiña que en los centros urbanos, producían mercancías para el mercado interno e internacional. Los intereses comerciales hacía ya tiempo que habían alterado el clima de las aldeas, poniéndolas en contacto con los hombres de negocios de comarcas lejanas. Todo esto se había traducido en cierta movilidad cultural, en la que se insertaban muchos miembros de las clases intermedias como protagonistas del progreso social, político y productivo del país y de las colonias del reino. Sin embargo, la universidad seguía siendo una meta de difícil alcance.

La pensión de un college universitario era de unas 45 libras esterlinas, cifra insostenible para una familia como la de Newton, si se tiene en cuenta que su propiedad agrícola rendía a lo sumo poco mas de 80 libras esterlinas anuales. Así, cuando el joven Isaac fue admitido en el prestigioso Trinity College de Cambridge, fue matriculado en la categoría de los estudiantes pobres, que se pagaban los estudios realizando distintos servicios domésticos, sirviendo a los profesores, haciendo las veces de porteros, cocineros, camareros, etc. Y, además, con tres o cuatro de retraso respecto a los otros estudiantes.

Cambridge : los años de mayor creatividad científica.
Dos años para pensar: Los dos años de la peste han pasado a formar parte de la historia de la ciencia. En este período Newton tuvo sus primera grandes intuiciones científicas, incluida la que más habría de contribuir a su fama : la gravitación universal.

El mismo, efectuando muchos años después el balance de su actividad en Woolsthorpe, redactó una lista completa de sus descubrimientos : a principios de 1665 se había dedicado a las matemáticas, formulando aquel importantísimo enunciado conocido en el álgebra como teorema del binomio ; entre noviembre de 1665 y mayo 1666 definió el cálculo infinitesimal, dándose tiempo, en enero, para elaborar una original teoría sobre la naturaleza de los colores. Y además, “en el mismo año comencé a pensar en la gravedad, extendiéndola a la órbita de la Luna…y confronté la fuerza necesaria para mantener a la Luna en su órbita con la fuerza de gravedad existente en la Tierra, y observé que son aproximadamente iguales. Todo esto ocurrió en los dos años de la peste, 1665 y 1666, cuando me hallaba en la plenitud de mis capacidades intelectuales y me ocupaba de matemáticas y filosofía en mayor grado de lo que nunca volvería a hacerlo posteriormente”.

Puede resultar útil recorrer las etapas de esos dos años para entender en profundidad su importancia en la vida de Newton así como en la totalidad de la historia del pensamiento científico.

En Woolsthorpe, los días transcurrían lentos, con la cadencia regular de la vida campestre. Newton pasaba mucho tiempo en compañía de su madre, con la que mucho se había encariñado, pero por lo demás estaba solo. Nadie había allí con quien discutir, nadie con quien intercambiar opiniones, e incluso tenía muy pocos libros a su disposición.

Esta fase de aislamiento intelectual, privada de cualquier clase de distracciones, le ayudó a retomar el hilo de muchos pensamientos y a poner orden en sus ideas, desovillando los nudos que hasta en ese momento le habían obstaculizado el camino. Quizá también el aburrimiento jugó su parte en esa incitación de Newton a concentrarse, casi obsesivamente, en algunos problemas.

Ya anciano, contestaba a quien le preguntase cómo había procedido de joven para llegar a determinados descubrimientos : “Pensando continuamente en ellos”. SU secreto era muy simple : “Suelo mantener pendiente el tema ante mí, y espero hasta que los primeros albores se convierten poco a poco en la plena luz del día.”

Esta constancia, unida a una gran capacidad de concentración, le ayudaba al menos a alejarse en parte de una rutina pobre en estímulos culturales para vivir en otra realidad. En ella encontraban su espacio las observaciones sobre la luz, los estudios matemáticos y todas las otras expresiones del amplio bagaje cultural que había acumulado en aquellos años.

En la primera parte del período pasado en Woolsthorpe, Newton se dedicó a la elaboración del cálculo diferencial e integral.

En el álgebra elemental, con frecuencia el problema consiste en hallar el valor numérico atribuido a una determinada letra que representa una cantidad desconocida y que, en las particulares condiciones establecidas por el enunciado problema, acaba asumiendo determinados valores. Pero en muchos campos de las matemáticas es posible hallarse ante dos cantidades que varían continuamente una con respecto a otra ; baste con pensar, por ejemplo, en los problemas ligados a la velocidad, que obligan a valorar la relación entre las variaciones de la distancia y las correspondientes variaciones de tiempo. Los problemas de física y de astronomía tratan casi siempre con leyes de variación ; el calculo diferencial e integral servía precisamente para afrontar ese tipo de problemas.

El perfecto dominio de estos instrumentos matemáticos le permitirá a Newton, muchos años después, llegar más allá que cualquier otro en la descripción sistemática del universo.

Hasta la primera mitad del siglo XVII las matemáticas habían mantenido un aspecto muy distinto del actual.

Los números árabes, es decir los que empleamos normalmente, se utilizaban ya en todas partes, pero en la contabilidad se usaban todavía números romanos ; en realidad, los símbolos de las cuatro operaciones se volvieron de uso común en la segunda mitad del siglo XVII ; la práctica de utilizar las letras para indicar cantidades desconocidas o indeterminadas, es decir la notación algebraica, sólo fue introducida por el matemático francés Viète poco antes de 1600. El propio hecho de efectuar cálculos con la pluma, o escribiendo con ayuda del ábaco o de otros instrumentos similares, se consideraba todavía un método avanzado, comparable con el que hasta hace algunos años era el empleo de la calculadora.

Ya a comienzos del siglo XVII muchos estudiosos habían concentrado sus esfuerzos en el álgebra y la geometría analítica. Algunos de los problemas insolubles de la geometría clásica, en especial los que implicaban líneas y superficies curvas mediante ecuaciones algebraicas. Este nuevo modo de proceder -que precisamente caracteriza a la geometría analítica- se mostraba muy fértil, pero a la vez obligaba a plantear otro orden de problemas particularmente insidiosos para la mentalidad de la época : el de las magnitudes infinitamente pequeñas. Así pues, los matemáticos del siglo XVII se vieron enfrentados con las magnitudes infinitesimales y el modo con que determinan las magnitudes finitas.

Antes de Newton ya se habían dado pasos en ese sentido, en especial gracias a la contribución de los algebristas ingleses, pero precisamente en su haber y en de Leibniz, otro gran matemático, hay que anotar que el calculo infinitesimal acabó teniendo una sistematización orgánica. El primer paso consistió en la formulación de una ley aritmética que permitiese el desarrollo de series de funciones con un exponente cualquiera (teorema del binomio) ; era éste un instrumento matemático extraordinario que habría de tener consecuencias prácticas incalculables.

Otra cuestión delicada del cálculo infinitesimal consistía en hallar la relación exacta que liga a dos tipos de problemas : los que se resuelven calculando la derivada de una función y los que se resuelven calculando su integral. Newton, con su teorema de inversión, fue el primero en formular claramente la relación entre estas dos clases de problemas, logrando así que la matemática moderna diera un inmenso salto adelante.

“Me avergüenza decir hasta qué cifra decimal he extremado mis cálculos, al no tener por el momento nada que hacer”, escribió Newton ; y es verdad que para él, por entonces, estos estudios sólo cumplían la función de un pasatiempo. No comentó con nadie sus descubrimientos. Sólo en 1669 entregó a Barrow un informe en latín (De analysi per aequationis numera terminorum infinitas), que fue leído en privado por algunos estudiosos pero que sólo habría de publicarse treinta años después.

Newton perfeccionará su método de cálculo varias veces hasta su “presentación oficial” en 1687, con la publicación de su libro fundamental, los Principia, en donde lo utilizará para la demostración de todos los teoremas cruciales. El no publicar de inmediato los resultados de sus estudios se revelará muy pronto como una tendencia constante de su carácter. Es una costumbre que con los años le procurará molestias y polémicas inacabables.

Pero los nuevos puntos de partida de ese período tan fecundo no han acabado. Exactamente en el huerto de su casa ocurrió el episodio que le dio celebridad incluso entre quienes jamás se interesaron por la física. Mientras tranquilamente a la sombra vio caer una manzana y, como a veces suele suceder, aquel hecho de por sí trivial, pero acontecido en el momento preciso, dio origen a una serie de brillantes intuiciones. O, al menos, así lo contó el viejo Newton el 15 de abril de 1726, alimentando su propia leyenda, a su amigo William Stokeley. Y gracias a este último, el relato llegó a nosotros : ” Después de comer, como hacia calor, nos encaminamos al jardín con el propósito de tomar el té a la sombra de unos manzanos, él y yo a solas.

Al promediar nuestra charla, me dijo que se hallaba exactamente en la misma posición cuando, bastante tiempo atrás, se le había ocurrido la idea de la gravitación. La ocasión le había sido proporcionada por la caída de una manzana, mientras meditaba. ¿Por qué una manzana tenía que caer, siempre, perpendicularmente al suelo ?, pensó para sí. ¿Por qué no se desplaza lateralmente o hacia arriba, sino siempre hacia el centro de la Tierra ? Ciertamente, el motivo consiste en que la Tierra la atrae. Debe de existir en la materia un poder de atracción ; y la suma de tal poder debe de radicar en el centro de la Tierra, no en cualquier otra parte de ella. Por esto la manzana cae perpendicularmente, es decir hacia el centro. Si la materia atrae la materia, esto debe ocurrir proporcionalmente a su cantidad. Por ello la manzana atrae a la Tierra tal como la Tierra atrae a la manzana. ¿Existe por consiguiente una fuerza, como la que nosotros denominamos gravedad, que se extiende por todo el universo ?”

No era una novedad que las manzanas se desprendiesen del árbol y cayesen al suelo, así como no era una novedad el hecho de que la Tierra ejerciese una atracción sobre todos los cuerpos. Pero Newton intuyó mucho más. Si esta fuerza de atracción no disminuye siquiera sobre la cima de las montañas más altas, ¿no puede valer también para alturas inmensamente mayores ? ¿No puede, por ejemplo, actuar sobre la Luna ? Pero la Luna no cae sobre la Tierra, sino que rueda a su alrededor en una órbita constante, prueba evidente de que la fuerza de la gravedad disminuye con la distancia y, por lo tanto, no es suficiente para “capturarla”. Por consiguiente, a aquella altura la fuerza de atracción tiene que ser exactamente la necesaria para vencer la opuesta fuerza centrifuga.

Se sabía ya, desde hacía tiempo, que todos los cuerpos en rotación parecen querer alejarse del centro, cosa que en efecto sucede apenas se interrumpe el vínculo que los retiene. Los astrónomos de la época no habían sido capaces de reconocer ningún vínculo entre la Tierra y la Luna, y esto los había llevado a admitir por hipótesis soluciones que a nosotros, hoy, nos parecen francamente absurdas. Newton intuyó la verdad enunciando la hipótesis de que el misterioso vínculo era precisamente la fuerza de la gravedad, capaz de actuar sobre la Luna tanto como sobre la Tierra : sin ningún contacto físico. En cierto sentido, la Luna no se aleja de la Tierra por que es demasiado pesada ; de hecho, lo que denominamos “peso” no es otra cosa que la fuerza de gravedad que actúa sobre la masa de cualquier objeto atrayéndolo hacia la masa mucho mayor de la Tierra.

Hoy sabemos que es así, pero en aquel momento sólo era una hipótesis aventurada y Newton, a diferencia de otros, era contrario a un conocimiento de la naturaleza construido sobre suposiciones. Para él, las hipótesis servían sólo como punto de partida para llegar a una descripción rigurosa de la naturaleza, a leyes generales capaces de explicar totalmente los fenómenos de la realidad física conocida. Volvió entonces a sus cálculos con el fin de encontrar una primera verificación, convencido de obtener resultados que coincidirían con la realidad, pero no fue así. Aun cuando con escasa diferencia, el recorrido de la Luna era distinto del que había previsto contraponiendo la fuerza de la gravedad a la centrífuga. Podemos imaginarnos su contrariedad.

Pese a que su hipótesis era acertada, en aquella época no podía lograr su comprobación. En sus cálculos había empleado una medida imprecisa de la distancia Tierra-Luna (medida que se corregirá pocos años después), pero, sobre todo, se había enfrentado con un problema crucial que sólo podía resolverse con el cálculo integral, instrumento éste que él mismo pondrá a punto poco después, pero que por entonces no era accesible aún.

Londres : el éxito, la fama y los honores: En marzo de 1696 Newton recibía una carta de su amigo lord Halifax, que en aquel momento ocupaba el cargo de ministro del Tesoro : “Me alegra poder darte finalmente una buena prueba de mi amistad y de la estima en que el Rey tiene tus méritos… El Rey a prometido nombrar director de la Casa de la Moneda al señor Newton. El puesto es más que adecuado para ti… Se paga quinientas o seiscientas libras esterlinas anuales y el trabajo es tal que no absorberá todo tu tiempo…”

Con su traslado a Londres, Newton da por concluida una larga etapa de su vida para iniciar otra totalmente distinta. Sobre el período pasado en Cambridge, aparte de los importantes resultados científicos, no hay mucho que decir. Si se excluyen los dos años de la peste, había pasado más de treinta años entre los muros austeros de la universidad ; años decididamente intensos en lo que respecta al estudio, pero otro tanto decididamente pobres en el plano personal. Un ayudante suyo escribió que jamás vio a Newton “dedicado a algún esparcimiento o pasatiempo, así se tratase de un paseo, una cabalgada o una partida de bochas, porque pensaba que cada hora que no dedicaba al estudio era una hora perdida”.

Participaba poco, asimismo, en la vida colectiva de la universidad ; raramente comía en la sala común y, cuando lo hacía, era capaz de presentarse “con los zapatos descalcañados, las calzas desenlazadas, la túnica al sesgo y los cabellos despeinados”, como si los otros no existiesen. A su alrededor sólo tenía a sus estudiantes, muy pocos, a los colegas y a los escasos amigos que alguna vez se llegaban hasta Cambridge para encontrarse con él.

El resto de sus relaciones personales era cosa de correspondencia. Pero incluso estas amistades, como por lo demás las enemistades, estaban estrechamente ligadas al ambiente científico y hacían referencia a él más en el plano intelectual que en el personal o afectivo. Cada tanto iba a Londres, para discutir con alguien o para procurarse algo que le afectase. Cada tanto se dirigía a Woolsthorpe, y aquí reencontraba los lugares de su infancia, a sus parientes y, especialmente, a su madre ; cuando esta murió, en el verano de 1679, también pasó a faltarle este punto de referencia. Con su muerte desaparecía de su vida y de su corazón la única mujer que había sabido ocuparlos.

Newton jamás se casó, y ni siquiera se sabe que alguna vez estuviera enamorado. Su carácter arisco, pedante y extremadamente religioso no estaba hecho para atraer las atenciones femeninas y, además, jamás le interesaron las mujeres de manera particular. Acerca de su vida sentimental sólo se conoce un episodio juvenil con una compañera de infancia, registrado de manera dudosa por uno de sus amigos, William Stukeley.

Según este relato, cuando Newton no estaba todavía en la universidad y vivía en Grantham en casa del doctor Clark, se había enamorado de una hijastra suya, miss Storey, dos años más joven y que, por lo tanto, debería tener a lo sumo dieciséis años. Stukeley habló con ella cuando ya era anciana y estaba casada desde hacía muchos años ; al parecer, era una mujer de mirada inteligente, de estatura media y que todavía mostraba en el rostro las señales de una belleza pasada. “Afirma que sir Isaac fue siempre un muchacho serio, silencioso, que casi nunca jugaba con los otros niños, sino que prefería permanecer en su casa… Habiéndose educado juntos sir Isaac y miss Storey, comenta que sir Isaac quizá se enamoró de ella cuando crecieron, y no lo niega… La verdad es que siempre supo mostrar por ella gran cortesía. Iba a buscarla cada vez que estaba en el campo, incluso cuando ya ella se había casado, y le dio una suma de dinero una vez que ella lo necesitó.”

A estas alturas, Newton era una de las personalidades más destacadas del país : el trabajo en la Casa de Moneda lo había hecho muy apreciado en la corte, y le había dado una posición económica envidiable ; la publicación de la Principia lo había transformado rápidamente en la mayor personalidad de la ciencia europea. Tenía todo a su favor para sentirse satisfecho a si mismo.

En 1704 pública la Óptica con tres ediciones y en 1726 publica la tercera edición de la Principia. En 1725 se enferma deja Londres y se traslada a Kensington. Y en 1727 el 20 de marzo muere.

Ver en este sitio:

La Revolución Científica Siglo XV
El Mas Grande Científico de la Historia
Numeros Primos Cuales Son Los Numeros Primos
Origen y Formacion de los Oceanos Teoría
La Velocidad de la Acción de la Gravedad
El Principio de Incertidumbre de Heisemberg

Biografia y Obra de Dimitri Mendeleiev Historia de la Tabla

Biografía y Obra de Dimitri Mendeleiev
Historia de la Tabla de los Elementos Químicos

Breve Biografía:

Dimitri Mendeleiev (1834-1907), natural de Tobolsk, este librepensador ruso se hace célebre par sus trabajos en química. Es el menor de catorce hermanos y se educa en la Universidad de San Petersburgo.

Posteriormente, realiza diferentes viajes por el continente. De manera paralela al trabajo de Mayer llega a inventar la tabla periódica, que ordena los elementos químicos de acuerdo con su peso atómico y los agrupa teniendo en cuenta sus valencias.

Su trabajo adquiere notoriedad luego de ordenar los 63 elementos conocidos en su época y descubrir que algunas características de los elementos de la lista se repiten con periodicidad. Por ejemplo, se presenta un cíclico aumento y disminución en las valencias. Al agrupar elementos de valencia similar, Mendeleiev encuentra que éstos poseen características y propiedades parecidas.

Al ordenar los elementos conocidos de acuerdo con los patrones por él enunciados, conformando la tabla periódica, quedan algunos espacios vacíos. Mendeleiev se apresura a afirmar que a esos espacios corresponden elementos que aún no se han descubierto.

Yendo más allá, se atreve a describir las diferentes características que deben tener los elementos que faltan por descubrir. Los espacios pronto son ocupados, tras el descubrimiento efectivo del galio, el escandio y el germanio.

Los nuevos elementos responden, en gran medida, a las predicciones del químico ruso. Profesor de la Universidad de San Petersburgo, muere rodeado de inmensa fama internacional, pero con la desconfianza del gobierno de su país, que no acepta sus posiciones políticas.

Historia: Ordenando los elementos:

Biografia y Obra de Dimitri MendeleievDe vez en cuando llega un científico que sugiere una nueva manera de pensar. Cuando esto ocurre, decimos que la ciencia tiene un nuevo paradigma, un nuevo modelo del mundo natural.

El paradigma que dio sentido a la química y que todavía sustenta el armazón de la ciencia es la tabla periódica, que tiene sus orígenes en el trabajo del químico ruso Dmitri Mendeleyev.

Mendeleyev nació en Tobolsk, Siberia occidental, en 1834, y era el más joven de 14 hijos. Su padre era director de la escuela secundaria local, pero quedó ciego el mismo año en que nació Mendeleyev.

Su madre era la hija de un empresario, y volvió a abrir una de las fábricas de su padre para apoyar a su familia. El joven Dimitri no tenía ningún interés por aprender, pero un tutor privado le inspiró el amor por la ciencia.

Cuando tenía trece años murió su padre y ardió la fábrica de su madre. Esta, al no quedarle ya ninguna razón para permanecer en Siberia y deseando mejorar la educación de su hijo, viajó 2.000 kilómetros/1.300 millas hasta Moscú con Dimitri y una hija mayor que él.

En Moscú se le negó la entrada en la universidad; así que viajaron otros 650 kilómetros/400 millas hasta San Petersburgo, donde un amigo de su padre le consiguió una beca para estudiar ciencia en el Instituto Pedagógico Central, adjunto a la universidad.

Su madre y su hermana murieron un año después, y él fue admitido en el hospital del instituto aquejado de tuberculosis. Le dieron dos años de vida, pero sobrevivió.

Tras una larga estancia en el hospital, se convirtió en maestro y conferenciante no pagado de la Universidad de San Petersburgo, dependiendo de las cuotas de los estudiantes privados. Cuando tenía veintidós años, obtuvo una beca para estudiar en el extranjero. Primero fue a París y después a Heidelberg, donde tuvo la suerte de conocer a Bunsen y a Kirchhoff, directores de las investigaciones que sentarían los cimientos de la espectroscopia.

En septiembre de 1860 viajó a Karlsruhe, Alemania, para asistir al Primer Congreso Internacional de Química, que se celebró para sellar una disputa sobre qué sistema era mejor para llegar a los pesos de los elementos individuales. A él acudieron 140 de los químicos más eminentes del mundo, y los discursos que oyó le despertaron un interés que le duró el resto de su vida.

En 1860, la química todavía estaba confusa. En los cincuenta años desde que Dalton perfilase su teoría atómica, varios químicos, sobre todo Berzelio, construyeron sobre los cimientos que puso él, pero todavía no existía un consenso general sobre los aspectos más básicos de esta ciencia. La confusión era tal que existían 20 fórmulas diferentes para describir compuestos bastante simples.

Una contribución significativa a la regularización del tema fue hecha por el químico inglés Edward Frankland. Nacido en Lancashire, en 1825, era aprendiz de farmacéutico que había estudiado química por cuenta propia, con tan buenos resultados que logró un doctorado por la Universidad de Marburgo en Alemania, y se convirtió en profesor de química en el Owens College de Manchester.

En 1852 había introducido el concepto de valencia: la idea de que los átomos de cada elemento individual tenían una capacidad específica propia para combínarse con los átomos de otros elementos, y que esto determinaba las proporciones en las que se unían para formar compuestos.

El hidrógeno tiene una valencia 1 y el oxígeno una valencia 2, así que un átomo de oxígeno se combinará con dos átomos de hidrógeno para formar una molécula de agua, que se escribe 1120. De forma semejante, un átomo de carbono, que tiene una valencia 4, se combinará con dos átomos de oxígeno, que tiene valencia 2, para formar una molécula de anhídrido carbónico o CO2. Por tanto, la valencia se convirtió en una herramienta útil para el trabajo diario de los químicos… pero el motivo de que los elementos poseyeran esa propiedad no quedaría claro hasta cinco décadas después.

Una contribución importante a la comprensión de los elementos fue la de otro portavoz en la conferencia, el italiano Stanislao Cannizzaro. Hijo de un magistrado, nació en Palermo, Sicilia, en 1826. Tuvo una carrera pintoresca, que incluía el destierro en París por su participación en una insurrección contra el rey de Nápoles en 1848. Más tarde pudo volver a Italia, y en el momento que se celebró la conferencia era profesor de química en Génova.

En 1858había publicado un folleto en el que establecía por primera vez la distinción crucial entre átomos y moléculas.

El libro de texto de Mendeleyev

Los discursos de Cannizzaro en Karlsruhe tuvieron un efecto poderoso en Mendeleyev. Este volvió a Rusia convencido de la verdad de la afirmación de Cannizzaro, de que la única medida racional del peso de un elemento era la del peso de sus átomos individuales. Esta seguridad inspiraría sus investigaciones futuras.

En su vuelta a San Petersburgo, en 1861, obtuvo un puesto de profesor en el Instituto Técnico, y rápidamente se convirtió en un evangelista de las últimas ideas en química, casi desconocidas en Rusia. Al descubrir que no existía ningún libro de texto ruso sobre química orgánica (la química de los compuestos que forman la base de la materia viviente), decidió escribir uno… y lo terminó en dos meses.

En 1866, cuando tenía treinta y dos años, se convirtió en profesor de química de la universidad. Poco después empezó a escribir un libro de texto titulado Los principios de la química, cuyo primer volumen apareció en 1868. Fue un libro que se traduciría a muchos idiomas y que se convirtió en el texto estándar para dos generaciones de estudiantes. Estaba escribiendo el segundo volumen cuando hizo el descubrimiento que ordenó los elementos y aseguró su fama.

El sueño de Mendeleyev

Hacía tiempo que se sabía que ciertos elementos compartían propiedades similares, y los químicos habían empezado a preguntar-se si sería posible clasificarlos tal como Linneo había clasificado a los animales. En 1864, el químico inglés John Newlands atrajo atención al hecho de que, silos elementos se colocan según el orden de sus pesos atómicos, la tabla resultante mostraba una periodicidad, lo que significaba que algunas características similares se repetían a intervalos regulares.

Expresó esa idea en una regla que llamó la ley de los octavos, dado que esas características similares parecían repetirse cada ocho lugares de la tabla. Pero cuando anunció su «descubrimiento» en una reunión de químicos, fue ridiculizado.

Mendeleyev era consciente del trabajo de Newlands, pero no le gustaba la manera en que lo expresaba. En particular, detestaba la forma en que algunos elementos parecían haber sido metidos con calzador para mantener la impresión de periodicidad.

Cuando empezó el segundo volumen de su libro de texto, intentó encontrar algo que le proporcionara un armazón para entender la relación de un elemento con otro pero que le librara de los defectos que percibía en el esquema de Newlands. Estaba convencido de que la química no podría ser una verdadera ciencia hasta que se identificasen unos principios fundamentales subyacentes en la práctica.

El principio organizativo de su libro era agrupar los elementos según sus propiedades compartidas. En febrero de 1869 ya había escrito dos capítulos del segundo volumen y estaba ponderando el siguiente grupo de elementos sobre el que debía escribir.

Se encontraba bajo una gran presión. Sus reflexiones sobre la clasificación de los elementos le daban la sensación de que el principio que buscaba estaba casi a su alcance. Había escrito los nombres y los pesos de los elementos conocidos en una serie de tarjetas que reestructuraba una y otra vez, poniendo a prueba su paciencia. Las circunstancias le obligaban a realizar un viaje y temió que si no encontraba la solución antes de partir, perdería la concentración y

perdería su oportunidad. Durante tres días y gran parte de sus respectivas noches luchó con el problema, hasta quedar atontado por la falta de sueño. El día en que se suponía que debía partir, se durmió sobre su escritorio. Mientras dormía, su cerebro continuó barajando las tarjetas y, cuando despertó, comprendió que tenía lasolución.

La tabla periódica

El secreto que el inconsciente de Mendeleyev había vislumbrado mientras dormía, era que los elementos podían colocarse en filas horizontales en orden ascendente según su peso atómico, y en columnas verticales según sus características químicas… dejando huecos allí donde las pautas parecían requerirlos.

Publicó estas ideas en un escrito titulado Relación entre las propiedades de los elementos y su peso atómico.Este contenía su ley periódica, que señalaba que si los elementos conocidos se listaran según un orden de peso atómico ascendente:

1. Mostrarían una pauta repetitiva de valencias ascendentes y descendentes (la proporción en que se combinan con otros elementos).

2. Formarían grupos que muestran una pauta recurrente de otras características.

Una consecuencia del descubrimiento de Mendeleyev fue que pudo recolocar 17 elementos en la tabla basándose en sus propiedades químicas, implicando que sus pesos atómicos aceptados eran incorrectos. También fue capaz, gracias a los huecos de su tabla, de postular la existencia de tres elementos hasta entonces desconocidos e incluso prever sus propiedades.

La reacción inicial al escrito de Mendeleyev fue tan precavida como la que habían recibido los anteriores intentos de ordenar los elementos, pero cuando se descubrió que los pesos atómico s aceptados de algunos elementos eran realmente incorrectos, sus ideas comenzaron a ser tomadas en serio.

Y quince años después, los tres huecos de su tabla se rellenaron gracias al descubrimiento del galio (1875), el escandio (1879) y el germanio (1886), y todos ellos poseían las características que había predicho. Aunque no fue el primero en sugerir que era posible colocar los elementos en un orden que mostrara su periodicidad, Mendeleyev, a diferencia de sus predecesores, demostró que había una lógica subyacente que dictaba su tabla.

En 1876, tras muchos años de matrimonio infeliz, se divorció de su primera esposa. Según la ley rusa no podía volver a casarse durante siete años, pero se había enamorado de una preciosa estudiante de arte de origen cosaco. Incapaz de esperar, se casó con ella y fue acusado de bigamia, pero el zar se negó a castigarlo, diciendo: «Mendeleyev tiene dos esposas, pero Rusia sólo tiene un Mendeleyev». Este segundo matrimonio fue feliz. Tuvieron dos hijas y dos hijos a los que amó, y años de trabajo productivo en un estudio amueblado con los dibujos de sus héroes hechos por su esposa: Newton, Faraday y Lavoisier.

La física tras la química:

Desde que fue creada, la tabla de Mendeleyev se ha visto modificada. La versión moderna (véase la página 146) refleja el conocimiento adquirido desde su época. También contiene 109 elementos, comparados con los 63 que él conocía. Pero su tabla sigue siendo reconocible porque descubrió la relación fundamental entre los elementos, aunque no tenía la más mínima idea de cómo se unían sus átomos.

Los elementos del 1 (hidrógeno) al 92 (uranio) son naturales, ingredientes básicos de los que está hecho el mundo, el resto es creación del hombre. Todos los elementos están formados por unas partículas elementales sumamente pequeñas llamadas protones, neutrones y electrones. Todos los átomos de todos los elementos tienen un núcleo compuesto de protones y neutrones, y alrededor de éste giran los electrones como los planetas giran alrededor del Sol. Así como el Sol contiene la mayoría de la masa del sistema solar, el núcleo contiene la mayoría de la masa del átomo.

Y así como los planetas están separados del Sol por inmensos espacios vacíos, las órbitas de los electrones están separadas del núcleo central por inmensos espacios vacíos. Lo que determina el peso atómico de un elemento es el número de neutrones y protones que contiene el núcleo (un protón pesa 1,836 veces más que un electrón), pero son el número y la disposición de los electrones los que determinan las propiedades químicas de un elemento, porque cuando los átomos se combinan, los que se unen son sus electrones.

Los números de la tabla periódica son números atómicos y representan el número de protones del núcleo. También corresponden al número de electrones que giran en torno al núcleo, porque cada átomo contiene el mismo número de protones que de electrones. Los electrones tienen una carga negativa, que es equilibrada por la carga positiva de los protones.

El peso atómico de un elemento depende del número total de protones y neutrones en el núcleo, y tiende a aumentar a medida que crece el número atómico, pero algunos elementos tienen versiones múltiples, los llamados isótopos. Por ejemplo, el uranio natural (de número atómico 92) tiene dos versiones: el uranio 235, con 92 protones y 143 neutrones, por tanto con un peso atómico de 235; y el uranio 238, con 92 protones y 146 neutrones, y un peso atómico de 238 (igual a 238 átomos de hidrógeno).

Las columnas verticales son llamadas «grupos»: son familias de elementos con propiedades similares. Así, la columna de la derecha contiene los gases «nobles» o «inertes»: el helio, el neón, etc. También suelen ser llamados gases «perezosos» (argos es «perezoso» en griego), porque son lentos para combinarse con otros elementos. Esto los hace útiles para llenar globos aerostáticos (el helio es más seguro que el hidrógeno) y lámparas fluorescentes (el argón).

LOS ÁTOMOS Y LA ORDENACIÓN PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS
La idea de que la materia estaba constituida por unos noventa tipos de unidades fundamentales no acababa de convencer a los científicos.. Hemos visto cómo durante el siglo XIX se iban acumulando pruebas, procedentes de varias fuentes, de que el átomo no era tan simple como una minúscula bola de billar, y que para explicar las interacciones entre los átomos, era necesario que éstos tuvieran una estructura más complicada.

En 1815, William Prout sugirió que todos los átomos estaban formados por átomos de hidrógeno, y como prueba
de su hipótesis adujo el hecho de que todos los pesos atómicos conocidos hasta entonces eran, aproximadamente, números enteros. La hipótesis de Prout ganó inmediatamente muchos adeptos, cuyo entusiasmo disminuyó cuando Jean Seats demostró, con exactas medidas, que el cloro tenia un peso atómico de 35,46.

Los intentos de relacionar las propiedades químicas de los elementos con sus. pesos atómicos prosiguieron entonces con renovado ardor, pero no tuvieron éxito hasta después de 1860, cuando John Newlands tabuló los elementos, ordenándolos según sus pesos atómicos, y observó que existía cierta regularidad en las propiedades químicas de los elementos, que se repetían por octavas. De este modo, enunció su ley, denominada Ley de las octavas y la relacionó con la escala musical, proporción que los científicos de su época acogieron con ironía.

Entre 1868 y 1870, una serie de trabajos de J. L. Meyer y D. Mendeleiev establecieron claramente los principios del “sistema periódico de los elementos”. La Tabla Periódica sistematizó inmediatamente la química inorgánica, hizo posible la predicción de las propiedades de elementos aún desconocidos, y puso de manifiesto la existencia de una regularidad estructural de la constitución atómica.

Estudios más finos revelaron ciertas anomalías en la disposición de los elementos, según sus pesos atómicos. Por ejemplo, cuando William Ramsay descubrió los gases nobles (1894-1897), encontró que el argón tenía un peso atómico de 39,88, que era evidentemente mayor que el del potasio (39,10), mientras éste ocupaba un lugar posterior al argón en la Tabla Periódica.

Tales excepciones indicaban que se desconocían ciertos hechos fundamentales, relativos a la estructura atómica. La respuesta iba a ser encontrada como resultado de experimentos realizados en un campo ajeno a la química: las descargas eléctricas a través de gases.

Ver: Naturaleza de la Materia

Biografia de Antoine Lavoisier Obra Cientifica en la Quimica Moderna

Biografía de Antoine Lavoisier – Obra Cientifica en la Quimica Moderna

BIOGRAFIA ANTOINE LAURENT LAVOISIER (1743-1794): Noble parisino, tras estudiar leyes, se inició en la literatura hasta que, influido por Rouelle, se orientó hacia la investigación científica.  Fue uno de los creadores de la química moderna, arrancó donde lo había dejado Boyle. Reformó radicalmente el concepto de la química, y le dio un nuevo lenguaje y objetivos frescos. Acabó con el concepto aristotélico de que los elementos podían transformarse unos en otros y suministró un firme fundamento para la teoría atómica de Dalton de unas décadas más tarde.

Probó que el agua no se puede convertir en tierra, demostró que los metales se queman mediante la absorción del “principio vital” del aire y que el agua está formada por hidrógeno y oxígeno, así como atacó la teoría del flogisto. Por desgracia, fue ejecutado durante la Revolución Francesa.

A los 22 años publicó una memoria sobre el yeso en la que aplicó el método cuantitativo (el análisis elemental). Su memoria sobre un mejor sistema de alumbrado para París, le valió el premio de la Real Academia de Ciencias, a la que ingresó (1768); y una medalla de oro, otorgada por el rey.

Nombrado inspector general para controlar la fabricación de pólvora y salitre, se relacionó con eminentes filósofos y científicos europeos.

En su Tratado elemental de química (17S9) definió el concepto de “elemento”, difundió una nueva nomenclatura química y estableció la naturaleza de la combustión y la oxidación, refutando la teoría del flogisto, utilizada desde la antigua Grecia.

Hizo las primeras mediciones calorimétricas y fue el primero en utilizar la balanza en la investigación de los procesos químicos. Para unificar los sistemas de pesos y medidas, contribuyó a desarrollar el sistema métrico. Al estallar la Revolución francesa, fue condenado a muerte y ejecutado en la guillotina.

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Antoine Lavoisier Padre de la Quimica Antoine Lavoisier:

Lavoisier nació en París el 26 de agosto de 1743. Su padre era un abogado acomodado.

Sus primeros pasos se dirigieron al mundo del derecho, e incluso obtuvo las calificaciones necesarias para practicar la abogacía, pero, como resultado de escuchar unas conferencias del astrónomo Lacaille, desarrolló un entusiasmo por la ciencia.

Su primer interés se centró en la geología y realizó un trabajo loable en ese campo, pero pronto se dedicó a la química, que se convirtió en la pasión de su vida.

En 1766, cuando sólo tenía veintitrés años, fue recompensado con la Medalla de Oro de la Academia Francesa de Ciencias por un ensayo sobre la mejor forma de iluminar una gran ciudad.

A diferencia de otros científicos de su tiempo —Cavendish, por ejemplo—, Lavoisier no era un tímido investigador de laboratorio, sino que llevó una vida pública muy ocupada y fue precisamente esa implicación en los asuntos públicos lo que provocaría su caída.

Cuando tenía veinticinco años, en 1768, invirtió una gran suma de dinero en la Ferme Générale, una operación privada para recaudar impuestos alentada por el gobierno francés.

Tres años después, se casó con la hija, de catorce años, de uno de los ejecutivos de la Ferme. Fue un matrimonio concertado, pero durante muchos años resultó feliz y productivo.

Su esposa, Anne-Marie, era tan inteligente como hermosa y, en sus primeros años juntos, nunca fueron tan felices como cuando trabajaban en el laboratorio.

Con el paso de los años, y con su marido pasando demasiado tiempo ausente debido a los negocios, Anne-Marie encontró consuelo en los brazos de uno de sus amigos; no obstante, siguieron manteniendo una relación cordial.

Lavoisier logró construir un completo y moderno laboratorio (posiblemente uno de los mejores del mundo) gracias a los impuestos que cobraba a los pobres.

Su éxito, sin desmerecer su gran capacidad científica, se debe en gran medida a la calidad de sus instrumentos, sobre todo los de medición de peso, que lo llevaron a obtener mediciones de una excelente exactitud.

Este lugar qse convirtió en un lugar de encuentro tanto para los principales científicos franceses como para las celebridades que visitaban el país, como Franklin (inventor del pararrayos) y Thomas Jefferson protagonista de la independencia de las colonia americanas.

Su mujer, Anne-Marie, de varios años menor que él, fue una ayudante incansable y perseverante para todos los experimentos científicos de su marido, a quien se le critica que muchas veces no fue muy sincero respecto a los logros de sus colegas  por lo que no era lo bastante rápido en reconocer el trabajo de otros o la contribución que hicieron los demás a sus descubrimientos, y esto lo condujo a amargas disputas con sus compañeros, que creían que sus trabajos no recibían un apropiado reconocimiento.

Lavoisier escribió dos obras capitales: La Nomenclatura, y los Tratados elementales de química, que simplificaron y dieron forma moderna a esta rama de las ciencias. Definió y enumeró cincuenta y cinco elementos, entre ellos el oxígeno y el hidrógeno. De hecho, la química moderna se funda sobre estas obras.

En un campo distinto de la ciencia, propuso reformas que se adelantaron a su época como talleres públicos para los desocupados, seguros de vejez, bancos de crédito, educación obligatoria y gratuita, etc.

Sin embargo, fue acusado de traición por Marat, uno de los caudillos de la Revolución, quien jamás le perdonó haberse opuesto, doce años antes, a la postulación de Marat a la Academia de Ciencias. Lavoisier fue condenado a la guillotina muriendo a los 51 años de edad.

El Importante Aporte de Joseph Priestley: Como decíamos antes, Lavoisier hizo rabiar a un colega ingles quien aportó buenas ideas y comprobadas en el laboratorio para conseguir su famoso triunfo, que lo llevaría a se conocido como el Padre de la Química. Este colega fue el químico y político Joseph Priestley, sumamente religioso y con una gran habilidad para los idiomas que siempre estudió en forma autodidacta. También hablaba hebreo y árabe.

Fue un químico y físico sin preparación académica pero de espíritu verdaderamente científico. Dicen que se “enamoró” de la ciencia gracias a su estrecha relación con Benjamín Franklin, quien lo encaminara por los misterios de la ciencia, y que en poco tiempo ya publicaba trabajos de investigación sobre temas eléctricos y ópticos.

En su época solo se conocían tres tipos de gases: el aire, el anhídrido carbónico y el hidrógeno (recientemente descubierto por Cavendish, y bautizado por Lavoisier).

Se le deben, entre otras aportaciones, el descubrimiento del nitrógeno. Tuvo éxito en aislar y descubrir gases, en parte, gracias a su invención de una cubeta neumática que le permitía recoger los gases en mercurio en lugar de agua, y porque usaba frascos de vidrio en vez de las vejigas elásticas usadas en ese tiempo. También consiguió aislar el el amoníaco, el óxido nitroso (el gas de la risa) y el cloruro de hidrógeno.

Joseph Priestley tenía una capilla muy cerca de una cervecería llamada Leeds, le interesaba sobremanera los procesos de fermentación producidos en la elaboración de la misma. La fermentación del grano produce un gas que sabemos que es anhídrido carbónico. Priestley estudió el gas, dándose cuenta de que era más pesado que el aire y capaz de extinguir una llama.

Lo disolvió en agua, y descubrió que le daba un sabor agradable. Había descubierto el agua de soda; y fue recompensado por su descubrimiento con la Medalla Copley de la Royal Society.

Un día de 1774 calentó en un recipiente de campana un polvo, que era óxido rojo de mercurio, recogiendo en un frasco el gas incoloro resultante. En un impulso de curiosidad introdujo una vela encendida que estaba cerca y la introdujo en el gas que había producido. La vela ardió con más brillo. Llamó al gas “aire desflogisticado”.

Comprobó, luego, que pequeños animales respiraban bien ese gas y él mismo lo inhaló. Experimentó un mayor vigor y se dio cuenta de las posibilidades médicas de su descubrimiento, al que siguió llamando “aire desflogísticado”. Desgraciadamente, Priestley era un devoto del concepto del flogisto e incapaz de apreciar adecuadamente la importancia de su descubrimiento.

Desgraciadamente, Lavoisier ignoraba el trabajo que Joseph Priestley estaba realizando en Inglaterra. Priestley había descubierto que había muchos tipos de aire, y el aire atmosférico se componía de una mezcla de diferentes gases. En su visita a París en agosto de 1774, Priestley mostró a Lavoisier que si se calientan algunos restos de mercurio calcinado en un recipiente cerrado, éstos se transforma de nuevo en mercurio sin la necesidad del carbón. Claramente, esta reacción no necesitaba flogisto. Más aún, el gas que se recogía en el recipiente podía soportar la combustión mejor que el aire corriente.

Fue Lavoisier, quien descubrió más sobre ese gas y su papel en la combustión y quien le dio el nombre de oxígeno. Enseguida comprendió el papel fundamental que este nuevo gas desempeñaba en los procesos químicos de la combustión y la calcinación, que pasaron a convertirse en fenómenos que implicaban la absorción o combinación de un nuevo elemento, un aire al que bautizaría, como veremos enseguida, con el nombre de oxígeno.

A partir de entonces, el aire común o atmosférico no fue ya una sustancia simple, sino que se compuso de dos o más elementales. En particular, Lavoisier demostró que estaba formado por dos gases, uno —el «aire vital»— que sostenía la combustión, y otro «azote», o «ázoote» (nitrógeno), que no.

Finalmente Lavoisier presentó un informe a la Academia en el que aseguraba que el factor clave en la combustión era el «aire puro» de Priestley, pero sin mencionar a Priestley para nada. Esta actitud degustó mucho a Priestley, pero es sólo una anécdota, pues para esa época Lavoisier ya presentaba y demostraba su teoría frente a los mas destacados científicos del mundo. También demostró que le azufre ganaba pesos cuando se quemaba, en lugar de perder peso según las leyes anteriores.

En los años siguientes, hizo una sucesión de descubrimientos revolucionarios como resultado de su insistencia en la importancia de la precisión de las medidas. Tampoco el agua, el más universal componente de la naturaleza, superó indemne el paso de la vieja a la nueva química.

Al igual que el aire atmosférico, dejó de ser considerada como una sustancia simple, logro en el que, como vimos, participó Henry Cavendish. «Hasta nuestros días —escribió Lavoisier en su Tratado elemental de química, en donde explicó el procedimiento que había seguido en este descubrimiento (que publicó en 1781)—, el agua se había considerado como un cuerpo simple, y los antiguos no tuvieron dificultad alguna en llamarla elemento. Para ellos era, sin duda, una sustancia elemental, puesto que no habían conseguido descomponerla o, al menos, porque las descomposiciones del agua que tenían lugar diariamente ante su vista escapaban de sus observaciones. Pero ahora… el agua ya no es para nosotros un elemento».

En 1786 publicó en los Procedimientos de la Academia su abandono de la teoría del flogisto, que había desencaminado a químicos durante tanto tiempo. Su lista de «puntos clave» incluía dos que realmente vehiculaban su mensaje: 

  1. Existe una verdadera combustión… pero sólo mientras el cuerpo combustible esté rodeado y en contacto con el oxígeno; la combustión no puede tener lugar en cualquier otro tipo de aire o en el vacío, y los cuerpos ardientes que se zambullan en cualquiera de estos dos casos se extinguirán tan ciertamente como si se sumergieran en agua.
  2. En toda combustión se produce un aumento de peso en el cuerpo quemado; y este aumento es exactamente igual al peso del aire absorbido. 

Lógicamente como siempre ha ocurrido, derribar teorías tan tradicionales que dominaron la ciencia durante cientos de años fue muy difícil lograr cambios rotundos , y aparecieron los defensores acérrimos de las viejas teorías y los que aceptaron e interpretaron esta nueva manera de enforcar el misterio de los fenómenos naturales.

Lavoisier en su laboratorio, experimentando sobre la respiración de un hombre en reposo

CÓMO LAVOISIER DEMOSTRÓ LA FALSEDAD DE UNA ANTIGUA TEORÍA

En los tiempos de Lavoisier se creía, aún, que el agua, al evaporarse, se transformaba parcialmente en tierra y en arena. La teoría parecía confirmada por los experimentos prácticos, ya que siempre que se hace hervir agua hasta su completa evaporación quedan en los recipientes residuos de tierra.

Lavoisier quiso repetir el experimento, pero tomó la precaución de usar recipientes cuidadosamente limpios. Luego colocó agua de lluvia purísima en un aparato que recogía todo el vapor de ebullición y lo hacía gotear en el mismo recipiente. De esa manera era siempre la misma agua la que hervía.

Lavoisier mantuvo esa agua continuamente al fuego durante cien días. Cuando dio por finalizado el experimento vio que sobre el agua enfriada flotaban vestigios de substancias extrañas. Entonces pesó aparte el agua, luego dichas substancias y finalmente el recipiente.

El peso del agua era igual al que tenía antes del experimento. En cambio, el aparato de destilación pesaba un poco menos, y la diferencia era el peso de las substancias extrañas recogidas. Así se hizo evidente que éstas eran producidas, no por el agua, sino por el recipiente, es decir, que se habían desprendido de éste.

La contribución de Lavoisier: Un factor importante para destacar es el establecimiento de la disciplina científica para conseguir descubrir e interpretar la naturaleza, en este caso en los referente a los gases. No hay otra manera que no sea mediante la observación y con mediciones de laboratorio el camino para expresar resultados sobre el fenómeno estudiado. Por otra lado ttambién le dio a la química una serie de conceptos que demostrarían ser inmensamente productivos en el siglo posterior.

Un avance clave fue que Lavoisier se convenció de que el agua era un compuesto de dos elementos diferentes. Los elementos podían separarse para obtener gases independientes, o combinarse para obtener agua. Junto con Guyton, Count Claude-Louis Berthollet, y Antoine de Fourcroy desarrolló un nuevo lenguaje para describir su trabajo —un lenguaje que se separaba de cualquier concepto relacionado con el flogisto o la alquimia. Definió un elemento químico como cualquier sustancia que no podía descomponerse en otras. Con esta definición identificó 33 elementos, aunque posteriormente se comprobó que algunos eran compuestos.

Superó en creces a su antecesor Boyle (quien inició parte del camino), y logró una distinción entre un elemento químico y un compuesto, y gracias a estos conceptos hicieron posible el inicio de una carrera ascendente de investigaciones que superó a todo los conocido hasta el momento, por lo que se denominó a esta era, la “edad de oro de la química”.

Pero fue un siglo que él no llegó a ver. Cuando estalló la revolución francesa en 1789, los odiados impuestos sobre los granjeros fueron obvios blancos del Terror que siguió. Y Lavoisier había tenido la desgracia adicional de ganarse un enemigo más, un científico ambicioso que una vez tratara con desdén.

Su nombre era Jean-Paul Marat, uno de los protagonistas más vigorosos del Terror. Cuando llegó el momento de saldar cuentas, ni siquiera la reputación de Lavoisier como científico pudo salvarlo. En la mañana del 8 de mayo de 1794, a los cincuenta y tres años, y en su cumbre intelectual, fue juzgado y sentenciado a muerte. Cuando pidió que la ejecución de la sentencia se suspendiera un par de semanas para poder completar algunos trabajos científicos, el juez le respondió:

«La revolución no necesita científicos». Unas horas después, en lo que ahora es la Plaza de la Concordia, caminó hasta la guillotina con calma y aire digno. Uno de sus contemporáneos científicos, el matemático y astrónomo Joseph-Louis Lagrange comentó: «Sólo tardaron un instante en cortarle la cabeza, pero puede que Francia no produzca otra como la suya en todo un siglo».

RESPECTO A LA CONSERVACIÓN DE LA MASA: En la transformación o la transferencia de energía están presentes en todos los cambios físicos o químicos. ¿Qué ocurre con la materia? ¿Se conserva la masa de la materia involucrada en el cambio?

En los cambios físicos, es sencillo comprobar que la masa no se modifica. Por ejemplo: si se miden la masa de varios cubitos de hielo, y más tarde registran la masa del agua formada una vez que se derritieron, este valor no cambia.

En las reacciones químicas las cosas se complican; por ejemplo: cuando se quema madera se observa, a simple vista, que las cenizas tienen menos masa que la madera original. ¿Disminuyó la cantidad de materia luego de la reacción?

En 1756, el ruso Mijail Lomonosov (1711-1765) y, en 1783, el francés Antoine de Lavoisier (1743-1794) encontraron una respuesta negativa a este interrogante: lo que ocurría era que algunos gases que se producen en la reacción (como, por ejemplo, el dióxido de carbono) no se tenían en cuenta al establecer la masa de los productos. Si, por el contrario, la masa de estos gases se hubiera medido junto con la de las cenizas, la masa total de los productos hubiera sido la misma que la de los reactivos.

Ambos científicos establecieron que la masa no se crea ni se destruye, sino que se transforma. En la actualidad, numerosos experimentos corroboran la denominada ley de conservación de la masa, cuyo enunciado es el siguiente: “En un sistema cerrado, la masa total permanece constante, independientemente de las trasformaciones físicas o químicas que se produzcan en ese sistema.”

CRONOLOGÍA

1743: Nace en París el 26 de agosto.

1770: Demuestra que el agua no puede transformarse en tierra.

1771:Se casa con Marie-Anne Pierrette Paulze, de 14 años de edad.

1772-1775:Leva a cabo experimentos que muestran que los metales se calcinan absorbiendo un principio vital del aire.

1776:Se traslada a vivir al Arsenal Real y se hace cargo de la producción de la pólvora.

1776:Decide erróneamente que todos los ácidos contienen oxígeno.

1785:Ataca la teoría del flogisto.

1783:Demuestra que el agua es un compuesto de hidrógeno y oxígeno.

1787:Define los elementos químicos y publica Métodos de nomenclatura química.

1789:Junto con otros tres químicos franceses, publica Tratado elemental de Química.

1793:Lavoisier es arrestado el 24 de noviembre, junto con el resto de propietarios de la compañía recaudadora.

1794:Lavoisier es ejecutado en la guillotina el 5 de mayo en París.

LA “LEY” DE LAVOISIER: Uno de los descubrimientos más importantes de Lavoisier es la “ley de la conservación de la masa”. Esta ley dice: “La suma de los pesos de dos cuerpos que se combinan es igual al peso de la nueva combinación formada”.

Si combinamos 2 gramos de hidrógeno con 16 gramos de oxígeno obtendremos, exactamente, 18 gramos (o sea, 2 + 16) de agua. Así, si combinamos 35 gramos de cloro con 23 gramos de sodio, obtendremos una cantidad de cloruro de sodio (sal común) igual a la suma de los dos elementos empleados, o sea 58 gramos.

Más eficazmente, aunque no del todo exacta, la ley de Lavoisier ha sido enunciada también así: “En la naturaleza nada se crea y nada se destruye”.

También esta ley fue descubierta durante la tentativa de demostrar la falsedad de una antigua teoría.

Se había observado que cuando los metales se calcinan (es, decir, cuando son reducidos a un aspecto parecido a la argamasa mediante el fuego) aumentan de volumen y de peso. Lavoisier demostró que esto sucedía sólo porque los metales, durante la calcinación, habían tomado “algo” al aire: al aumento de peso del metal correspondía una disminución de peso del aire.

Ver: Etapas dela Historia de la Quimica

Fuente Consultada:
Historia de las Ciencias Desiderio Papp
Historias Curiosas de la Ciencia
El Jardín de Newton José Manuel Sánchez Ron.

El Cometa Halley Biografía de Edmund Halley

El Cometa Halley: Biografía de Edmund Halley
EL COMETA HALLEY
Introducción: Los cometas y los meteoros

Se dice que hay dos millones de cometas en el sistema solar. El más famoso, el cometa de Halley, fue visto por última vez cuando rozó la Tierra en mayo de 1910. Los habitantes de la Tierra le verán de nuevo en 1986.

El cometa al que se ha dado mayor publicidad de la historia, el Kohoutek, se vio desde la Tierra en enero de 1974. Diez meses antes, un astrónomo, el doctor Lubos Kohoutek, observó por primera vez el celebrado cometa cuando se encontraba todavía a 600 millones de kilómetros de la Tierra.

En un determinado lugar, la cabeza del cometa (llamada la coma) tenía un tamaño de 530.000 Km. y su cola medía 50 millones de kilómetros. Desde el espacio exterior, los astronautas del Skylab lo fotografiaron, y la nave espacial Mariner 10 que se dirigía a Venus lo midió.

Las previsiones eran que el Kohoutek, ya que entraba a gran velocidad en el sistema solar, sería «tan brillante como un cuarto de Luna». Pero su llegada proporcionó la decepcionante visión de una pálida y apagada sombra. Los radio-astrónomos, sin embargo, no fueron defraudados.

La revista National Geograpbic dio cuenta de que «se han identificado dos importantes compuestos —cianuro de metilo y cianuro de hidrógeno— nunca observados con anterioridad en los cometas, pero no obstante hallados en las regiones del espacio donde están naciendo las nuevas estrellas». Esto demostró que los cometas se formaban no en las órbitas planetarias del interior de nuestro sistema solar, sino en el lejano espacio exterior de más allá de los planetas. No obstante, el Kohoutek volverá y los humanos lo verán otra vez —dentro de 75.000 años.

Chisporroteantes meteoros ardientes —algunos, enormes bolas de luego; otros, meras partículas— bombardean la atmósfera terrestre a razón de un millón cada hora. Únicamente unos 150 meteoros al año penetran en la atmósfera terrestre y sobreviven hasta golpear la superficie de la Tierra. Son los llamados meteoritos. El mayor meteorito jamás encontrado sobre la Tierra fue el que aterrizó en Hoba West (África del Sudoeste). Pesaba 60.000 kg.

HALLEY EDMUNHISTORIA DEL COMETA HALLEY:

No hay nada misterioso respecto al, nombre del cometa Halley. Los cometas se denomina universalmente con el nombre de su descubridor. Es el tributo a la paciencia, vigilancia y destreza astronómica que hizo posible el descubrimiento. Y el astrónomo inglés Edmund Halley (1656-1742) no sólo descubrió su cometa, sino que enseño el modo de descubrir otros cometas.

Indudablemente es la cola lo que distingue al cometa de otros astros, pero también se distinguen por la singularidad de sus apariciones. Las estrellas están siempre en su sitio, fijas en las constelaciones y los planetas se desplazan con movimientos conocidos a lo largo sus trayectorias previstas.

Sin embargo, el cometa va y viene y cuando llega a nuestro cielo aparece en un lugar del cielo anteriormente vacío, extiende su cola, se mueve entre las estrellas y en unos días, semanas o meses pierde su luminosidad y desaparece. Dada la singularidad de su apariencia y comportamiento, en la antigüedad se dudaba que los cometas tuvieran alguna relación con el cielo.

Era más plausible admitir que se movían en la atmósfera superior. Esta noción se apoyaba en los argumentos de Aristóteles pues si el cielo era invariable nada tan aleatorio e irregular como que un cometa podía habitar en él. En sus idas y venidas los cometas se comportaban más como tormentas caprichosas que como planetas puntuales. O también como un terremoto, al que recordaban por su súbita e inesperada llegada. De un modo u otro los cometas podían ser sometidos a estudio y experimentación.

Isaac Newton Y de este modo Edmund Halley descubrió el cometa más famoso de todos los tiempos. La historia del descubrimiento se inició con una visita que hizo a Cambridge en 1684. Corno es sabido la teoría del sistema solar fue expuesta por Isaac Newton en su libro Mathematical Principies of Natural Philosophy, publicada en 1687. Allí muestra que todos los cuerpos materiales se atraen unos a otros con una fuerza universal que varía en-razón inversa al cuadrado de la distancia que les separa y que los planetas giran alrededor del Sol de acuerdo con las tres leyes de Kepler.

Más específicamente Newton demostró que, según su velocidad, la órbita de todo cuerpo alrededor del Sol corresponde a una de las secciones cónicas, la elipse la parábola o la hipérbola. El Sol permanecía en el foco de la curva y el radio trazado del Sol al planeta barre áreas iguales en tiempos iguales En 1684 Newton tenía ya los gérmenes de estas ideas pero después de su desarrollo, las había dejado sin publicar. Tenía cuarenta años y era Profesor Lucasian de Matemáticas en la Universidad de Cambridge.

Mientras tanto Halley, que vivía en Londres, tenía veintisiete años y era miembro de la Royal Society con una destacada reputación de astrónomo. Era conocido por su catálogo de 360 estrellas del hemisferio Sur, que había preparado a partir de observaciones realizadas en la isla de Santa Helena cuando tenía sólo veintiún años.

En agosto de 1684 Halley visitó a Newton en Cambridge y le animó para que explicase a todo el mundo los movimientos de la Luna y de los planetas finalizando así sus famosos Principia. Ante las dificultades económicas de la publicación, Halley pagó los costos del libro de Newton de su propio bolsillo, mientras que el autor que gozaba de una buena posición económica no contribuyó a los gastos. Los años anteriores a la publicación de los Principia fueron ricos en cometas.

COMETA HALLEY

Hubo uno en 1677, otro de especial brillo en 1680 y un tercero en 1682. Todos ellos fueron observados cuidadosamente por los astrónomos de la época anotando cada noche sus distancias a estrellas fijas y estableciendo así la dirección relativa en que se movían respecto a la Tierra. Sin embargo, ninguna conclusión definitiva se obtuvo de estas observaciones.

De acuerdo con la mecánica de Newton, si un cometa entraba en el sistema solar procedente de una región muy alejada, debería rodear el Sol según una órbita parabólica (a pesar de que Kepler juró que se desplazaban en línea recta) y partir hacia el infinito. Halley, basándose. en este hecho comenzó un estudio general de los cometas a partir de antiguas observaciones y calculando sus órbitas tan exactamente como podía.

Al analizar sus resultados con más .de dos docenas de cometas encontró una serie de coincidencias en los cometas de 1531, 1607 y 1682. Todos ellos tenían en común un nodo ascendente de unos 200 en Tauro, una inclinación orbital de 180 (ángulo que forma el plano orbital del cometa con el plano de la eclíptica), un perihelio próximo a 2° en Acuario y una distancia perihélica de 58 millones de kilómetros.

Halley calculó estas órbitas como parábolas, pero él sabía perfectamente que en la región próxima al foco, una parábola difería muy poco de una elipse alargada. Llegó a la conclusión de que no se trataba de tres cometas distintos, sino de tres apariciones del mismo cometa que se desplazaban en una órbita muy elíptica con un periodo de setenta y cinco a setenta y seis años. En ese caso el cometa que él había presenciado en Islington en 1682 debería regresar en 1758. Halley murió en 1742, y por tanto, no vivió lo suficiente para comprobar su predicción. (*)

Después de 11 meses de angustiosa espera, el cometa fue visto por vez primera el día de Navidad de 1758 por un campesino alemán llamado Pálizsch y alcanzó el perihelio el 12 de marzo de 1759. El pequeño retraso con respecto a las predicciones de Halley era debido a las perturbaciones producidas por Urano y Neptuno, desconocidos en 1704 y por tanto, no tenidos en cuenta en los cálculos de Halley.

Indirectamente, la influencia de estos planetas en el periodo del cometa Halley constituyó uno de los primeros triunfos de la teoría de Newton de la gravitación universal. Por vez primera en la historia de la humanidad un cometa había regresado cuando y donde le esperaban los astrónomos. Era pues razonable pensar que los otros cometas también eran miembros regulares del sistema solar. Halley no descubrió «su cometa en el sentido de ser el primero en verle, ni siquiera en estudiarle.

Para su descubrimiento necesitó apoyarse en las observaciones previas de otros astrónomos como Peter Apiano, Longomontanus y Kepler. Ningún astrónomo pudo observar dos venidas de un cometa de setenta y seis años y pocas personas pueden verle dos veces en su vida. Sus trabajos sobre los cometas están compendiados en la obra Synopsis astronomiae cometicae.

Edmund Halley merece ser recordado por otras actividades y descubrimientos. En 1698 consiguió que el rey Guillermo III le financiara una expedición científica para el estudio del magnetismo terrestre. A bordo de un pequeño buque de guerra, el Paramour, Halley navegó a través del Atlántico durante dos años determinando la declinación magnética en distintos lugares. En el mismo buque investigó las corrientes y mareas del canal de la Mancha. En 1701 publicó sus resultados en forma de líneas de igual declinación que reflejaban el campo magnético terrestre.

Estas líneas que ahora llamamos isogónicas, se denominaron entonces líneas «halleyanas». Con anterioridad (1686) había construido el equivalente de una carta meteorológica utilizando una técnica semejante con “flechas de viento”. También descubrió que las auroras boreales estaban conectadas con el magnetismo.

Halley ocupó la plaza de Profesor Savilian de Geometría en Oxford en 1703 y tradujo parte del trabajo geométrico de Apolonio del árabe al latín. En 1718 observó que Sirio y otras estrellas habían modificado sus posiciones relativas y llegó a la conclusión de que esto era debido a lo que ahora llamamos «movimientos propios» (Scott Barr, 1985). También ideó un importante método para calcular la distancia al Sol e hizo una carta de los vientos de todo el mundo.

En ciertos aspectos fue pionero de la geófísica, la oceanografía, la meteorología, la cosmología y la astronomía. Sus profundos estudios de hidrología le llevaron a pensar que el diluvio universal narrado por la Biblia no podía proceder de un temporal de lluvias de cuarenta días y propuso a la Royal Society de Londres en 1694 que el diluvio se debió al choque de un cometa contra la Tierra, produciendo un inmenso cráter en lo que hoy es el mar Caspio.

El golpe del cometa habría alterado el eje de rotación de la Tierra y conmocionado los océanos, desbordando los continentes y las más altas montañas. A pesar de todo, Halley ha pasado a la historia fundamentalmente por sus predicciones respecto a la aparición del cometa que hoy lleva su nombre.

(*) En 1705 Halley escribía: “Tengo abundantes motivos para creer que el cometa de 1531, observado por Apiano es el mismo que fue descrito en 1607 por Kepler y Longomontanus y que yo he observado personalmente en su aparición de 1682. Con toda confianza puedo predecir que retornará en 1758”.

CRONOLOGÍA DE EDMUND HALLEY

1656 Nace en Islington, Londres, el 29 efe octubre.
1673-76 Estudia en la Universidad de Oxford, Queen’s College.
1677 Master of Arts de la Universidad de Oxford por mandato real.
1678 Publica el Catálogo de estrellas del hemisferio Sur y es elegido miembro de la Royal Society.
1682 Se casa con Mary Tooke, de la que tendrá tres hijos. Observa asiduamente el paso de un cometa; su cometa.
1684 En el mes de marzo de este año, el cadáver de su padre aparece horriblemente mutilado a orillas del río Támesis. El asesinato no se aclaró nunca y dejó a su hijo profundamente afectado.
1685 Inicia la publicación de los anales de la Royal Society.
1686 Edita de su bolsillo la obra Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, por Isaac Newton.
1693 Nombrado vice-director de la Casa Real de la Moneda.
1701 Publica las cartas de líneas magnéticas de igual valor o isogónicas que llevarán su nombre, líneas halleyanas.
1704 Nombrado «Profesor Savilian» de Geometría de la Universidad de Oxford.
1705 Tras años de meditación y cálculos, publica Astronomiae Cometiese Synopsis, en el que predice el retorno de 1758.
1710
Estudio sobre el movimiento de las estrellas.
Doctor en Derecho Civil. 1720 Nombrado Astrónomo Real de Inglaterra.
1729 Elegido miembro de la Academie des Sciences de París.
1743 En el Observatorio Real de Greenwich, el 14 de enero, pide un vasito de vino y muere a los 87 años.

COMO ERA HALLEY: Edmund Halley era un muchacho abierto, ebullente, imaginativo, se llevaba bien con todo el mundo y se entregaba con entusiasmo a toda suerte de estudios astronómicos geográficos e históricos. Y no rehusaba tampoco los placeres  mundanos del brandy y de la juerga.

Se cuenta que cuando Pedro el Grande emperador de Rusia, en sus excursiones de incógnita por los astilleros de Europa llegó a Londres, Edmond Halley lo tomó su cargo y le llevó en una carretilla por calles y jardines en una noche de memorable francachela. Tenía 20 años cuando se fue a la isla de Santa Helena -la misma donde moriría más tarde Napoleón a confeccionar un catálogo de las estrellas visibles del hemisferio sur, catalogo que publicó dos años más tarde.

A los 24 años, en 1680, contempló en París un brillante cometa que cruzaba los cielos de la capital francesa En seguida visitó al director del Observatorio, e astrónomo Giovanni Cassini, y le pidió datos sobre el fenómeno Cas sin, le dio bondadosamente todos los datos que tenía sobre el cometa y hasta algunas indicaciones sobre la órbita.

Pero aun con todo ello, el joven inglés no aceptaba con sus cálculos. Y no acertaba porque Halley asumía como había asumido cincuenta años antes Johannes Kepler , que los cometas se movían en línea recta y pasaban de largo por las cercanías del Sol.  Aquella madrugada de noviembre de 1682 Edmond Halley escudriñaba ansiosamente aquel nuevo cometa preguntándose a sí mismo cuál sería su curso por los cielos, que orbita seguía realmente y, sobre todo qué fuerza sostenía todo aquel complejo de cuerpos celestes, estrellas, planetas, soles y cometas.

PARA SABER MÁS…
El regreso del cometa Halley

O En el crepúsculo del 18 de mayo de 1910, cuando cayó la tarde sobre Constantinopla, unas cien mil personas huyeron en busca de refugio. Algunas buscaban consuelo abrazándose entre sí, otras rezaban por su salvación. La escena se repitió en todo el mundo. Mucha gente pensó que había llegado el fin del planeta. El motivo de este terror generalizado era el cometa Halley, que volvía de su periplo de 75 años por el espacio.

Durante años, los científicos, emocionados por la oportunidad de incrementar sus conocimientos astronómicos, se habían preparado para la reaparición del cometa. A finales de 1909 muchos de los observatorios más famosos del mundo se dedicaban a una búsqueda activa del cometa. El profesor Max Wolf, de Heidelberg, Alemania, lo detectó en septiembre de 1909. El entusiasmo se contagió, y la gente esperaba impaciente el momento en que podría ver al cometa con sus propios ojos.

Los científicos elaboraron muchos cálculos, uno predecía que la cola del Halley podría pasar muy cerca de la Tierra, quizás la barrería directamente, entre el 18 y el 19 de mayo. Los periódicos trataban el tema exponiendo terribles detalles de los efectos perjudiciales que el cometa gaseoso podía ocasionar en la atmósfera de la Tierra, y cundió el pánico.

En Estados Unidos algunos trabajadores de las minas de carbón se negaron a entrar en las vagonetas porque preferían morir en la superficie con sus familias. Unas pocas almas de Norteamérica intentaron suicidarse por miedo al Armagedón. Un ganadero de California se crucificó a sí mismo, clavándose los dos pies y una mano a una cruz mal tallada.

De hecho, la cola del cometa Halley nunca se acercó a más de 400.000 km de la Tierra, y a esa distancia resultaba totalmente inofensivo. El diario Seattle Post-Intelligencer anunció: «El cometa va y viene, y esta vieja Tierra no es mejor ni peor y por tanto no mucho más sabia».