ESQUEMA DE UN CURSO DE FILOSOFÍA QUÍMICA

Por: Estanislao Cannizzaro (1826-1910)

Yo creo que el progreso alcanzado por la ciencia durante los últimos años ha confirmado la hipótesis de Avogadro, de Ampère y de Dumas en cuanto a la constitución similar de las substancias en el estado gaseoso; esto es, que volúmenes iguales de estas substancias, bien sean simples o compuestas, contienen números iguales de moléculas; sin embargo, no contienen igual número de átomos, puesto que las moléculas de las distintas substancias, o las de la misma substancia en sus diferentes estados, pueden contener un número diferente de átomos, ya sean de la misma o de diversa naturaleza.
Para llevar a mis estudiantes a la convicción a que yo mismo he llegado, deseo encaminarlos por el mismo sendero que yo he seguido; es decir, el sendero de un examen histórico de las teorías químicas.
Comienzo, pues, en la primera conferencia demostrando cómo del examen de las propiedades físicas de los cuerpos gaseosos y de la ley de Gay-Lussac sobre las relaciones por volumen entre componentes y compuestos gaseosos, surgió casi espontáneamente la hipótesis antes mencionada, la cual fue enunciada primeramente por Avogadro y poco después por Ampère. Analizando la concepción de estos dos físicos, demuestro que dicha hipótesis no contiene nada que sea contradictorio con los datos conocidos, como expongo a continuacuión: 1.o, siempre que distingamos, como ellos hicieron, entre moléculas y átomos; 2.o, siempre que no confundamos los criterios mediante los cuales el número y el peso de las moléculas se comparan con los criterios que sirven para deducir el peso relativo de los átomos, y 3.o, con tal de que no llevemos en nuestras mentes el prejuicio de que mientras las moléculas de los compuestos deben consistir de distintos números de átomos, las moléculas de las substancias simples tienen todas que consistir bien sea de un átomo o, cuando menos, de un número igual de átomos.
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En la quinta conferencia comienzo aplicando la hipótesis de Avogadro y Ampère para determinar los pesos de las moléculas aun antes de conocer su composición química.
Basándonos en la hipótesis antes mencionada, diremos que los pesos de las moléculas están en proporción a las densidades de las substancias en el estado gaseoso. Si deseamos que las densidades de los vapores (gases) expresen los pesos de las moléculas, es necesario referirlas todas a la densidad de un gas simple tomado como unidad, en lugar de referirlas al peso de una mezcla de dos gases como es el aire.
Siendo el hidrógeno el gas más liviano, podemos tomarlo como la unidad patrón a la cual referir las densidades de los otros gases. En tal caso, dichas densidades expresarán los pesos de las moléculas relativas al peso de la molécula de hidrógeno tomada como unidad.

Puesto que prefiero tomar como unidad común para los pesos de las moléculas y para los de sus fracciones, el peso de media molécula y no el de una molécula completa de hidrógeno, comparo, por lo tanto, las densidades de los diversos gases con la densidad de hidrógeno, asignando a la densidad de hidrógeno el valor de 2. Si las densidades están expresadas en términos de la densidad del aire como unidad, bastará con multiplicar por 14.438 para referirlas a la densidad de hidrógeno como unidad; y por 28.87 para referirlas a la densidad de hidrógeno tomada como igual a 2
A continuación indico las dos series de números que expresan tales pesos:
TABLA I


Nombre de la
substancia
Densidad o pesos de un volumen del gas comparado con el peso de un volumen de hidrógeno. Esto corresponde a los pesos de las moléculas de los gases determinados relativos al peso de una molécula entera de hidrógeno tomada como unidad.
Densidad de los gases determinados al establecer que la densidad del hidrógeno es 2. Esto corresponde a los pesos de las moléculas de los gases determinados relativos al peso de media molécula de hidrógeno tomada como unidad.

Hidrógeno
Oxígeno, corriente
Oxígeno, electrificado
Azufre, bajo 1,000 oC
Azufre , sobre 1,000 oC
Cloro
Bromo
Arsénico1

Mercurio
Agua (vapor de)
Ácido clorhídrico
Ácido acético
16
64
96
32
35.5
80
150
100
9
18.25
30
2
32
128
192
64
71
160
300
200
18
36.50
60


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Con los pocos ejemplos contenidos en la tabla, demuestro que la misma substancia en sus diferentes formas alotrópicas puede tener diferentes pesos moleculares, sin ocultar el hecho de que los datos experimentales en los cuales se basa esta conclusión, aún requieren de confirmación.
Supongo que el estudio de los diversos compuestos ha comenzado determinando los pesos de sus moléculas; i.e., sus densidades en el estado gaseoso, sin inquirir si son substancias simples o compuestas.
Luego examino la composición de estas moléculas. Si la substancia no se puede descomponer, nos vemos forzados a admitir que su molécula está totalmente constituida de una y la misma clase de materia. Si la substancia es compuesta, se hace el análisis de sus componentes, y así se descubren las relaciones constantes entre los pesos de sus componentes. Luego el peso de la molécula se divide en partes proporcionales a los números que expresan los pesos relativos de los componentes, y así obtenemos las cantidades de estos componentes contenidas en la molécula del compuesto, relativos a la misma unidad a que referimos los pesos de todas las moléculas. Por este método construí la Tabla 2.
Todos los números que aparecen en la Tabla 2 son comparables entre ellos puesto que están referidos a la misma unidad. Y para fijar esto bien en la mente de mis discípulos he recurrido a un simple artificio: Yo les digo a ellos, “Supongamos que se demuestre que media molécula de hidrógeno pesa una millonésima de miligramo, entonces todos los números de la tabla anterior se convertirían en números concretos, expresando en millonésimas de miligaramo los pesos concretos de las moléculas y los de sus componentes: el mismo razonamiento seguiría si la unidad común tuviese cualquier otro valor concreto”, y así los guío para que ganen una concepción clara de la comparatibilidad de esos números, cualquiera que sea el valor concreto de la unidad común.
Una vez que este artificio ha servido su propósito, me apresuro a destruirlo, explicando cómo no es posible saber en realidad el valor concreto de esta unidad; pero las ideas permanecen claras en las mentes de mis discípulos, no importa el grado de conocimientos matemáticos que éstos tengan.

Una vez que mis estudiantes se han familiarizado con la importancia de los números tal como se presentan en la tabla anterior, es fácil guiarlos al descubrimiento de la ley que resulta de la comparación de esos números. “Comparen,” les digo a ellos, “las varias cantidades del mismo elemento contenidas en la molécula de la substancia libre y en aquellas de todos sus diferentes compuestos, y no será posible que se les escape la siguiente ley: Las diferentes cantidades del mismo elemento contenidas en diferentes moléculas son todas múltiplos enteros de una y la misma cantidad, la cual, siempre siendo un entero, tiene el derecho a llamarse peso de un átomo.”








TABLA 2


Nombre de la substancia
Peso de un volumen, i.e., peso de la molécula relativo al peso de media molécula de hidrógeno tomado como igual a 1.
Peso de los componentes de un volumen, i.e., peso de los componentes de la molécula, relativos al peso de media molécula de hidrógeno tomado como igual a 1.

Hidrógeno
Oxígeno, corriente
Oxígeno, electrificado
Azufre debajo de 1,000 oC
Azufre sobre 1,000 oC (?)
Fósforo
Cloro
Bromo
Yodo
Nitrógeno
Arsénico
Mercurio
Ácido Clorhídrico
Ácido Bromhídrico
Ácido Yodhídrico
Agua
Amoníaco
Calomel
Sublimado Corrosivo
Tricloruro de Arsénico
Óxido Carbónico
Ácido Carbónico
Etileno
Propileno
Ácido Acético, hidratado


Ácido Acético, anhidro


Alcohol


Éter
2



32
128
192
64
124
71
160
254
28
300
200
36..5
81
128
18
17
235.5
271
181.5
28
44
28
42
60


102


46


74


2 Hidrógeno
32 Oxígeno
128 Oxígeno
192 Azufre
64 Azufre
124 Fósforo
71 Cloro
160 Bromo
254 Yodo
28 Nitrógeno
300 Arsénico
200 Mercurio
35. 5 Cloro 1Hidrógeno
80 Bromo 1Hidrógeno
127 Yodo 1Hidrógeno
16 Oxígeno 2Hidrógeno
14 Nitrógeno 3Hidrógeno
35. 5 Cloro 200 Mercurio
71 Cloro 200 Mercurio
106.5 Cloro 75 Arsénico
16 Oxígeno 12 Carbono
32 Oxígeno 12 Carbono
4 Hidrógeno 24 Carbono
6 Hidrógeno 36 Carbono
4 Hidrógeno
32 Oxígeno
24 Carbono
6 Hidrógeno
48 Oxígeno
48 Carbono
6 Hidrógeno
16 Oxígeno
24 Carbono
10 Hidrógeno
16 Oxígeno
48 Carbono



Así, pues, los pesos de hidrógeno contenidos en diferentes moléculas son:

Una molécula de hidrógeno libre contiene 2 de hidrógeno = 2 x 1
Una molécula de ácido clorhídrico contiene 1 de hidrógeno = 1 x 1
Una molécula de ácido bromhídrico contiene 1 de hidrógeno = 1 x 1
Una molécula de ácido yodhídrico contiene 1 de hidrógeno = 1 x 1
Una molécula de ácido ciahídrico contiene 1 de hidrógeno = 1 x 1
Una molécula de agua contiene 2 de hidrógeno = 2 x 1
Una molécula de hidrógeno sulfurado contiene 2 de hidrógeno = 2 x 1
Una molécula de ácido fórmico contiene 2 de hidrógeno = 2 x 1
Una molécula de amoníaco contiene 3 de hidrógeno = 3 x 1
Una molécula de ácido acético contiene 4 de hidrógeno = 4 x 1
Una molécula de etileno contiene 4 de hidrógeno = 4 x 1
Una molécula de alcohol contiene 6 de hidrógeno = 6 x 1
Una molécula de éter contiene 10 de hidrógeno = 10 x 1


Así, los varios pesos de hidrógeno contenidos en las diferentes moléculas son múltiplos enteros del peso contenido en la molécula del ácido clrhídrico, lo que justifica el que lo hallamos tomado como la unidad común de los pesos de los átomos y de las moléculas. El átomo de hidrógeno está contenido dos veces en la molécula de hidrógeno libre.
De la misma forma se demuestra que las carias cantidades de cloro que existen en las diferentes moléculas son todas múltiplos enteros de la cantidad contenida en la molécula de ácido clorhídrico, esto es, de 35. 5; y que las cantidades de oxígeno que existen en las diferentes moléculas son todas múltiplos enteros de la cantidad contenida en la molécula de agua, esto es, 16, cantidad que es la mitad de la contenida en la molécula de oxígeno libre, y una octava parte de la contenida en la molécula de oxígeno electrizado. Así:
Una molécula de oxígeno libre contiene 32 de oxígeno = 2 x 16
Una molécula de ozono contiene 128 de oxígeno = 8 x 16
Una molécula de agua contiene 16 de oxígeno = 1 x 16
Una molécula de éter contiene 16 de oxígeno = 1 x 16
Una molécula de ácido acético contiene 32 de oxígeno = 2 x 16
Una molécula de cloro libre contiene 71 de cloro = 2 x 35.5
Una molécula de ácido clorhídrico contiene 35.5 de cloro = 1 x 35.5
Una molécula de sublimado corrosivo contiene 71de cloro = 2 x 35.5
Una molécula de cloruro de arsénico contiene 106.5 de cloro = 3 x 35.5
Una molécula de cloruro de estaño contiene 142 de cloro = 4 x 35.5


En forma similar puede hallarse la cantidad más pequeña de cada elemento que entra como un todo en las moléculas que lo contienen, y a la cual se le puede dar con razón el nombre de átomo. Por lo tanto, para hallar el peso atómico de cada elemento, es necesario antes que todo, saber los pesos de todas o de la mayor parte de las moléculas en las que está contenido y sus composiciones.
Si a alguien le parece que este método de hallar los pesos de las moléculas es muy hipotético, dejemos que compare la composición de volúmenes iguales de substancias en estado gaseoso bajo las mismas condiciones. No será posible que se le escape la siguiente ley: Las varias cantidades del mismo elemento contenidas en volúmenes iguales ya sean del elemento libre o de sus compuestos, son todas múltiplos enteros de una y la misma cantidad: esto es, cada elemento tiene un valor numérico especial por medio del cual y con la ayuda de coeficientes enteros la composición por peso de volúmenes iguales de substancias diferentes en las que está contenido puede ser expresada. Ahora bien, como todas las reacciones químicas ocurren entre volúmenes iguales o múltiplos enteros de ellos, es posible expresar las reacciones químicas por medio de los mismos valores numéricos y coeficientes enteros. La ley enunciada en la forma arriba indicada es una deducción directa de los hechos: pero, ¿quién no asumiría a partir de esta ley que los pesos de volúmenes iguales representan los pesos moleculares, aunque otras pruebas sean escasas? Yo, por lo tanto, prefiero sustituir en la expresión de la ley la palabra volumen por la palabra molécula. Esto es muy ventajoso para la enseñanza, porque cuando las densidades de los vapores no pueden determinarse, es necesario recurrir a otros métodos para deducir los pesos de las moléculas de l os compuestos. Toda la esencia de mi curso consiste en lo siguiente: probar la exactitud de estos últimos métodos demostrando que conducen a los mismos resultados que las densidades de vapor cuando ambas clases de métodos pueden ser adoptados al mismo tiempo para determinar los pesos de las moléculas.

La ley arriba expuesta, llamada por mí la ley de los átomos, contiene dentro de sí la ley de las proporciones múltiples y la ley de las razones simples entre los volúmenes; lo cual yo demuestro ampliamente en mi conferencia. Después de esto logro fácilmente explicar cómo, expresando por símbolos los diferentes pesos atómicos de los distintos elementos, es posible expresar por medio de fórmulas la composición de sus moléculas y la de sus compuestos, y me detengo un poco para familiarizar a mis estudiantes con el pasar de volumen gaseoso a molécula, el primero expresando directamente el hecho y la segunda interpretándolo. Sobre todo, dedico tiempo a tratar de implantar completa y claramente en sus mentes la diferencia entre átomo y molécula. Es posible, claro está, conocer el peso atómico de un elemento sin saber su peso molecular; esto se ve en el caso del carbono. Como gran número de compuestos de esta substancia son volátiles, los pesos de sus moléculas y su composición pueden compararse, y se ve que las cantidades de carbono que ellas contienen son todas múltiplos enteros de 12, cantidad que de esta forma representaría un átomo de carbono y que se expresaría por el símbolo “C”; pero, puesto que no podemos determinar la densidad de vapor del carbono libre, no tenemos medios de conocer el peso de su molécula, y así, tampoco podemos saber cuántas veces el átomo de carbono está contenido en ella. La analogía no nos ayuda en ninguna forma, porque observamos que las moléculas de las substancias que más analogía presentan entre sí (como el azufre y el oxígeno), y aun las moléculas de la misma substancia en sus formas alotrópicas, se componen de diferentes números de átomos. No tenemos medios para predecir la densidad de vapor del carbono; lo único que podemos decir es que el peso molecular será 12 o un múltiplo entero de 12 (en mi sistema de numeración). El número que se da en diferentes tratados de química como la densidad teórica de carbono es muy arbitrario, y un dato inútil en las calculaciones químicas; no es útil para calcular y verificar los pesos de las moléculas de los distintos compuestos de carbono debido a que el peso de la molécula del carbono libre puede ignorarse si conocemos los pesos de las moléculas de todos sus compuestos; es inútil también para la determinación del peso de el átomo de carbono, debido a que éste se deduce al comparar la composición de cierto número de moléculas que contengan carbono, y el conocimiento del peso de la molécula de carbono libre escasamente añadiría un dato más a aquéllos que ya son suficientes para la solución del problema. Cualquiera fácilmente se convencería de esto por sí mismo al poner en la siguiente manera los números que expresan los pesos moleculares deducidos de las densidades, y los pesos de los componentes contenidos en ellas:

TABLA 3


Nombre del compuesto de Carbono
Peso de las moléculas relativos al átomo de hidrógeno.
Peso de los componentes de las moléculas relativos al peso de un átomo de hidrógeno tomado como unidad.
Fórmulas tomando
H = 1
C = 12
O = 16
S = 32

Óxido Carbónico .............
Ácido Carbónico .............
Sulfato de Carbono .........
Gas “Marsh” ...................
Etileno .............................
Propileno .........................

Éter ..................................


etc.
28
44
76
16
28
42

74


etc.
12 Carbono 16 Oxígeno
12 Carbono 32 Oxígeno
12 Carbono 32 Azufre
12 Carbono 4 Hidrógeno
24 Carbono 32 Hidrógeno
36 Carbono 6 Hidrógeno

48 Carbono 10 Hidrógeno
16 Oxígeno

etc.
CO
CO2
CS2
CH4
C2H4
C3H6

C4H10O


etc.



En la lista de moléculas que contienen carbono se podría colocar además aquella del carbono libre si se conociese su peso, pero, esto no tendría mayor utilidad que la que tendría si escribiéramos en la lista un compuesto más de carbono; esto es, no se haría otra cosa sino verificar una vez más que la cantidad de carbono contenida en cualquier molécula, sea del elemento solo o de sus compuestos, es 12 o n x 12 = Cn, siendo n un número entero.
Luego discuto si es o no apropiado, por un lado, expresar la composición de las moléculas de los compuestos en términos de las moléculas de sus componentes, o si, por el otro lado, sería mejor, como yo mismo he comenzado a hacerlo, expresar la composición de ambos en términos de aquellas cantidades constantes que siempre entran en múltiplos enteros en ambas, esto es, en términos de los átomos. Así, por ejemplo, ¿será mejor indicar en la fórmula que una molécula de ácido clorhídrico contiene el peso de media molécula de hidrógeno y el de media molécula de cloro, o que contiene un átomo de uno y un átomo del otro, señalando al mismo tiempo que las moléculas de ambas substancias consisten de dos átomos?
Si se adopta el formulismo hecho a base de símbolos que indiquen las moléculas de los elementos, entonces muchos coeficientes de estos símbolos serán fraccionales, y la fórmula de un compuesto indicará directamente la razón de los volúmenes ocupados por los componente y los compuestos en estado gaseoso. Esto fue propuesto por Dumas en su clásica Memoria, Sur quelques points de la Théorie atomique (Annales de Chimie et de physique, tom. 33, 1826).
Para discutir sobre la cuestión propuesta, yo le asigno a la moléculas de los elementos,símbolos de distinto tipo a aquéllos empleados para representar los átomos, y en esta forma comparo las fórmulas que se construyen con los dos tipos de símbolos ...

Habiendo establecido la base de la teoría atómica, comienzo en la próxima conferencia -la sexta- a examinar la constitución e las moléculas de los cloruros, bromuros y yoduros. Como la mayor parte de estos compuestos son volátiles, y como sabemos sus densidades en el estado gaseoso, no puede haber ninguna duda en cuanto al peso aproximado de sus moléculas y, por lo tanto, de las cantidades de cloro, bromo y yodo contenido en ellas. Como estas cantidades son siempre múltiplos enteros de los pesos de cloro, del bromo y del yodo contenido en las moléculas de los ácidos clorhídrico, bromhídrico y yodhídrico, i.e., de los pesos de la mitad de las moléculas de dichos elementos, no puede haber ninguna duda en cuanto a los pesos atómicos de dichas substancias, y, por lo tanto, en cuanto al número de átomos presentes en las moléculas de sus compuestos, cuyos pesos y composición son conocidos.

A veces surge la dificultad de decidir si la cantidad del otro elemento combinada con un átomo de estos halógenos en la molécula del compuesto es 1, 2, 3, o n átomos; para decidir esto, es necesario comparar la composición de todas las otras moléculas que contengan el mismo elemento y encontrar el peso de este elemento que constantemente entra como un todo en dichas moléculas. Cuando no podemos determinar la densidad del vapor de los otros compuestos del elemento cuyo peso atómico deseamos determinar, es necesario entonces recurrir a otros criterios para conocer los pesos de sus moléculas y para deducir el peso del átomo del elemento. Lo que voy a exponer a continuación sirve para enseñar a mis discípulos el método según el cual se emplean estos otros criterios para verificar o determinar los pesos atómicos y la composición de las moléculas. Comienzo haciéndolos estudiar la siguiente tabla (Tabla 5), de algunos cloruros, bromuros y yoduros, cuyas densidades de vapor son conocidas; escribo sus fórmulas, seguro de justificar más tarde el valor asignado a los pesos atómicos de algunos elementos que forman parte de los compuestos indicados. No dejo de llamarles la atención una vez más sobre los pesos atómicos de hidrógeno, cloro, bromo y yodo que resultan ser iguales a la mitad de los pesos de sus respectivas moléculas, y representan el peso de medio volumen, los que indico en la siguiente tabla (Tabla 4). Luego de estos datos, a continuación siguen algunos compuestos de los halógenos (Tabla 5).

TABLA 4



Símbolo

Peso

Peso del átomo de Hidrógeno o de la mitad de su molécula representado por el peso de ½ volumen
Peso del átomo de Cloro o de la mitad de su molécula representado por el peso de ½ volumen
Peso del átomo de Bromo o de la mitad de su molécula representado por el peso de ½ volumen
Peso del átomo de Yodo o de la mitad de su molécula representado por el peso de ½ volumen
H

Cl

Br

I
1

35. 5

80

127

Me detengo a examinar la composición de las moléculas de los dos cloruros y de los dos yoduros de mercurio. No puede quedar ninguna duda de que el protocloruro contiene en su molécula la misma cantidad de cloro que el ácido clorhídrico, que bicloruro contiene el doble de esa cantidad, y que la cantidad de mercurio contenida en ambas moléculas es la misma. La suposición hecha por algunos químicos de que las cantidades de cloro contenidas en las dos moléculas son iguales y, por otro lado, que las cantidades de mercurio son diferentes, no está apoyada por ninguna razón válida. Habiendo sido determinadas las densidades de vapor de los dos cloruros, y habiendo observado que volúmenes iguales de ellos contienen la misma cantidad de mercurio, y que la cantidad de cloro contenida en un volumen de vapor de calomel es igual a la cantidad contenida en un volumen igual de ácido clorhídrico bajo las mismas condiciones, mientras que que la cantidad de cloro contenida en un volumen de sublimado corrosivo es dos veces la contenida en un volumen igual de calomel o de ácido clorhídrico gaseoso, la

TABLA 5



Nombre de los cloruros
Pesos de iguales en estado gaseoso, bajo iguales condiciones, relativos al peso de ½ volumen de Hidrógeno; i.e., pesos de las moléculas relativos al peso del átomo de Hidrógeno = 1.
Composición de volúmenes iguales en estado gaseoso, bajo iguales condiciones, i.e., composición de las moléculas, los pesos de los componenetes son todos relativos al peso del átomo de Hidrógeno tomado como unidad, i.e., la unidad común adoptada para los pesos de los átomos y de las moléculas.
Fórmulas expresando la composición de las moléculas o de volúmenes iguales en estado gaseoso bajo iguales condiciones.



Cloro Libre

Ácido Clorhídrico

Protocloruro de Mercurio o Calomel

Bicloruro de Mercurio o Sublimado Corrosivo

71

36. 5


235. 5


271

71 de Cloro

35. 5 de Cloro
1 de Hidrógeno

35. 5 de Cloro
200 de Mercurio

71 de Cloro
200 de Mercurio

Cl2

HCl


HgCl


HgCl2















composición molecular relativa de los dos cloruros no puede dejar lugar a dudas. Lo mismo se puede decir de los dos yoduros. ¿Corresponderá la cantidad constante de mercurio presente en las moléculas de estos compuestos, y representada por el número 200, a uno o más átomos? La observación de que en estos compuestos la misma cantidad de mercurio está combinada con uno o dos átomos de cloro o de yodo, nos llevaría de por sí a creer que esta cantidad es la que entra siempre como un todo en todas las moléculas que contienen mercurio, a saber, el átomo; por lo tanto, Hg = 200.






Para verificar esto, sería necesario comparar las distintas cantidades de mercurio contenidas en todas las moléculas de sus compuestos cuyos pesos y composición se conocen con certeza. Otros pocos compuestos de mercurio, aparte de los arriba indicados, se prestan para esto; con todo, hay algunos en química orgánica cuyas fórmulas expresan bien la composición molecular; en estas fórmulas siempre encontramos Hg2 = 200, habiendo los químicos tomado Hg = 100 y H = 1. Esto es una confirmación de que el peso del átomo de mercurio es 200 y no 100, ya que no existe ni un solo compuesto de mercurio cuya molécula contenga menos de esta cantidad de mercurio. Para verificación acudo a la ley de los calores específicos de los elementos y de los compuestos.
Yo llamo cantidad de calor consumida por los átomos o por las moléculas al producto de sus pesos por sus calores específicos. Comparo el calor consumido por el átomo de mercurio con el calor consumido por los átomos de yodo y bromo en el mismo estado físico, y encuentro que son casi iguales, lo que confirma la exactitud de la relación entre el peso atómico de mercurio y el de cada uno de los dos halógenos, y así también, indirectamente, entre el peso atómico del mercurio y el de hidrógeno, cuyo calores específicos no se pueden comparar directamente (ver Tabla 6). Así, pues, tenemos:




TABLA 6


Nombre de la substancia
Peso atómico
Calor específico, i.e., calor requerido para calentar un peso unidad 10
Producto del calor específico por el peso atómico, i.e., calor requerido para calentar el átomo 10



Bromo Sólido

Yodo

Mercurio Sólido

80

127

200


0.08432

0.05412

0.03241

6.74560

6.87324

6.48200



La misma cosa se demuestra comparando los calores específicos de los diferentes compuestos de mercurio. Woestyn y Garnier han demostrado que el estado de combinación no cambia apreciablemente la capacidad calorífica de los átomos; y como ésta es casi igual en los átomos de diferentes elementos, las moléculas requerirían, para calentarlas 1oC, cantidades de calor proporcionales al número de átomos que ellas contienen. Si Hg = 200, esto es, si las fórmulas de los cloruros y yoduros de mercurio son HgCl, HgI, HgCl2, HgI2, será necesario que las moléculas de los dos primeros de estos compuestos consuman el doble del calor que consume cada uno de sus átomos por separado, y que las del segundo par de compuestos consuman tres veces más calor que cada uno de sus átomos por separado; y esto, de hecho así ocurre, como puede verse en la siguiente tabla (Tabla 7).




TABLA 7



Fórmulas de los compuestos de Mercurio


Pesos de sus moléculas


= p
Calores específicos de un peso unidad
= c
Calores específicos de las moléculas

= p x c
Número de átomos en las moléculas

= n
Calores específicos de cada átomo

= (p x c)/n


HgCl

HgI

HgCl2

HgI2

235.5

327

271

454


0.05205

0.03949

0.06889

0.04197

12.257745

12.91323

18.66919

18.05438

2

2

3

3

6.128872

6.45661

6.22306

6.35146

Así el peso 200 del mercurio, estando como un elemento o en sus compuestos, requiere para calentarse 10C la misma cantidad de calor que 127 de Yodo, 80 de Bromo, y casi seguramente que 35.5 de cloro y 1 de hidrógeno, si fuese posible comparar estas dos últimas substancias en el mismo estado físico que aquel en que los calores específicos de las substancias arriba mencionadas han sido comparados.
Pero los átomos de hidrógeno, yodo y bromo son la mitad de sus respectivas moléculas; por lo tanto, resulta natural preguntar si el peso 200 de mercurio también corresponde a media molécula de mercurio libre. Basta con mirar a los números que representan los pesos moleculares en la tabla 2 para percatarse de que si 2 es el peso molecular del hidrógeno, el peso de la molécula de mercurio es 200; i.e., igual al peso del átomo. En otras palabras, un volumen de vapor, sea de protocloruro de Hg, de protoyoduro de Hg, ya sea de bicloruro de Hg o de biyoduro de Hg, contiene un volumen igual de vapor de mercurio; de suerte que cada molécula de estos compuestos contiene un molécula entera de de mercurio, la cual, entrando siempre entera en todas las moléculas, es el átomo de esta substancia. Esto se confirma observando que la molécula completa de mercurio requiere para ser calentada 10C, la misma cantidad de calor que media molécula de yodo, o media molécula de bromo. Me parece, pues, que puedo sostener que lo que entra en reacción química es la media molécula de hidrógeno y la molécula entera de mercurio: ambas cantidades son indivisibles, por lo menos en la esfera de las acciones químicas que se conocen actualmente. Ustedes notarán que con la última expresión yo evito la pregunta de si es posible dividir esta cantidad aún más. Yo no dejo de comunicarles que todos aquéllos que aplicaron fielmente la teoría deAvogadro y de Ampère han obtenido el mismo resultados. Primero Dumas y después Gaudin demostraron que la molécula de mercurio, difiriendo de la molécula de hidrógeno, siempre entró como un todo en sus compuestos. Debido a esto, Gaudin llamó la molécula de mercurio monoatómica y a la de hidrógeno diatómica. Sin embargo, yo prefiero evitar el uso de esos adjetivos en este sentido especial, debido a que hoy día son utilizados, como ustedes saben, en un sentido bien diferente, esto es, para indicar la diferencia en capacidad de saturación de los radicales ...

Luego llego al examen de los dos cloruros de cobre. La analogía con los cloruros de mercurio nos fuerza a admitir que tienen una constitución atómica similar, pero no podemos verificar esto directamente determinando y comparando los pesos y las composiciones de las moléculas, porque no conocemos las densidades de vapor de estos compuestos de cobre.
Los calores específicos del cobre libre y de sus compuestos confirman la constitución atómica de los cloruros de cobre deducida de la analogía con los de mercurio. Verdaderamente, la composición de los cloruros de cobre nos lleva a concluir que si ellos tienen la fórmula CuCl, CuCl2, el peso atómico del cobre, indicado por Cu, es igual a 63, lo cual puede verse de la Tabla 8.

TABLA 8


Nombre de la substancia
Razón por peso entre los componentes expresados por números cuya suma = 100
Razón entre los componentes expresada por pesos atómicos



Protocloruro de Cobre


Bicloruro de Cobre

36. 04 63. 96
Cloro Cobre

52. 98 47.02
Cloro Cobre

35. 5 63
Cl Cu

71 63
Cl Cu

Ahora, 63 miltiplicado por el calor específico del cobre da un producto prácticamente igual al obtenido cuando los pesos atómicos del yodo y del mercurio se multiplican por sus respectivos calores epecíficos. Así, pues:
63 X 0.09515 = 6


Peso atómico de Cobre Calor específico de Cobre

La misma cantidad de calor se requiere para calentar 10C el peso de 63 de cobre en sus compuestos. Así, pues:






TABLA 9


Fórmulas de los compuestos de Cobre


Pesos de sus moléculas


= p
Calor específico de un peso unidad

= c
Calores específicos de las moléculas

= p x c
Número de átomos en las moléculas

= n
Calor específico de cada átomo

= (p x c)/n


CuCl

CuI

98.5

190

0.13827

0.06869

13.619595

14.0511

2

2

6.809797

7.0255


Después de esto surge la pregunta: ¿Es esta cantidad de cobre, que entra como un todo en sus compuestos manteniendo la capacidad calorífica de los átomos, una molécula entera o un submúltiplo de ella? La analogía de los compuestos de cobre con los compuestos de mercurio nos inclinaría a creer que el átomo de cobre es una molécula completa. Pero no teniendo otra prueba para confirmar esto, prefiero declarar que no hay medio de averiguar el peso molecular del cobre libre hasta que pueda determinarse la densidad de vapor de esta substancia.

Luego examino la constitución de los cloruros, bromuros y yoduros de potasio, de sodio, de litio y de plata. Cada uno de estos metales forma con cada uno de los halógenos sólo un compuesto conocido y bien definido; de ninguno de estos compuestos se conoce la densidad de vapor; por lo tanto, enfrentamos la necesidad de hallar métodos directos que nos permitan descubrir si en sus moléculas hay presente uno, dos, o más átomos de los halógenos. Pero sus analogías con el protocloruro de mercurio, HgCl, y con el protocloruro de cobre, CuCl, y los calores específicos de los metales libres y de sus compuestos, nos hacen suponer que en las moléculas de cada uno de estos compuestos hay presentes un átomo del metal y uno del halógeno. En acuerdo con esta suposición, el peso atómico del potasio (K) es 39, el del sodio (Na) es 23, el de plata (Ag) es 108. Estos números multiplicados por sus respectivos calores específicos dan el mismo resultado que los pesos atómicos de las substancias previamente examinadas (vea la Tabla 10).

TABLA 10



Nombre de la substancia


Peso atómico

= p
Calores específicos de un peso unidad
= c

Calores específicos de los átomos
= p x c



Bromo Sólido
Yodo
Mercurio Sólido
Cobre
Potasio
Sodio
Plata

80
127
200
63
39
23
108

0.08432
0.05412
0.03241
0.09515
0.169556
0.2934
0.05701

6.74560
6.87324
6.48200
6
6.612684
6.7482
6.15708


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El oro forma dos compuestos con cada uno de los halógenos. Yo demuestro que el primer cloruro es análogo al calomel; es decir, que tiene AuCl como fórmula. El peso atómico del oro, deducido de la composición del protocloruro al cual pertenece la fórmula asignada, está en acuerdo con la ley de los calores específicos, como puede verse de los siguiente:

196.32 X 0.03244 = 6.369208

Peso atómico Calor específico
de Oro de Oro

A continuación demuestro que los primeros o únicos cloruros de los siguientes metales están constituidos en forma análoga al bicloruro de mercurio y al de cobre; i.e., que en una molécula del compuesto cada átomo de metal se combina con dos átomos del cloro.
No sabiendo la densidad de estos pocos cloruros en el estado gaseoso, no podemos demostrar directamente la cantidad de cloro existente en sus moléculas; pero, sin embargo, los calores específicos demuestran lo que he mencionado anteriormente. Escribo las cantidades de estos distintos elementos combinados con el peso de los átomos de cloro en el cloruro más bajo o el único existente, y confirmo en estas cantidades las propiedades de los otros átomos; escribo las fórmulas de los cloruros, bromuros y yoduros todos como MCl, y verifico que están en acuerdo con las leyes de los calores específicos de las substancias compuestas.
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