UN NUEVO SISTEMA DE FILOSOFIA QUIMICA

Por: JOHN DALTON (1766-1844)

SOBRE LA CONSTITUCIÓN DE LOS CUERPOS

Se distinguen tres clases de cuerpos, o tres estados, que han llamado mucho la atención de los filósofos químicos. Aquellos que se conocen por los términos fluidos elásticos, líquidos y sólidos. Un caso muy común es el del agua, un cuerpo que bajo ciertas circunstancias es capaz de adoptar los tres estados. En el vapor de agua reconocemos un fluido perfectamente elástico; en el agua, un líquido perfecto, y en el hielo, un sólido completo. Estas observaciones nos han llevado a la siguiente conclusión: “todos los cuerpos de magnitud perceptible, sean líquidos o sólidos, están constituidos de un número inmenso de partículas extremadamente pequeñas (átomos de materia), mantenidas juntas por una fuerza de atracción que es más o menos poderosa, de acuerdo con las circunstancias”. Cuando dicha fuerza trata de evitar la separación de las partículas se le ha llamado atracción de cohesión; pero cuando las recoge de un estado disperso (como del vapor de agua al agua líquida), se le llama atracción de agregación. Sean cuales fueren los nombres que se le puedan dar, siempre se referirán a la misma fuerza. No son mis planes cuestionar esta conclusión, que parece completamente satisfactoria, sino demostrar que hasta ahora no hemos hecho uso de ella y como consecuencia hemos obtenido una visión muy obscura de la química, la cual diariamente aumenta en proporción a los conocimientos adquiridos sobre esta materia.

La opinión a la que principalmente aludo, son aquellas de Berthollet sobre las Leyes de Afinidad Química; según las cuales la interacción química es proporcional a la masa, y que en toda unión química existe una insensible gradación en las proporciones de los principios de constitución. La inconsistencia de estas opiniones, tanto con la razón como con las observaciones, no pueden fallar en asombrar a todo aquel que tenga un punto de vista apropiado del fenómeno.

¿Son las partículas fundamentales de un cuerpo, como el agua, todas semejantes, es decir, de una misma forma, de un mismo peso, etc.? Esto es una pregunta de importancia. De lo que se sabe, no tenemos razón para sospechar una variedad en estos aspectos, porque si existe dicha variedad en las partículas fundamentales del agua, también debe existir en los elementos (hidrógeno y oxígeno) que la constituyen. Ahora bien, es casi imposible concebir que los agregados de partículas diferentes puedan ser tan uniformemente iguales. Si algunas de las partículas del agua fueran más pesadas que las otras, y si una porción del agua, en alguna ocasión, estuviera constituida principalmente de estas partículas más pesadas, debería suponerse que el peso específico del agua se afectaría, una circunstancia no conocida. Observaciones similares pueden hacerse en otras substancias. Por lo tanto, podemos concluir que las partículas fundamentales de todo cuerpo homogéneo son perfectamente semejantes en peso, forma, etc. En otras palabras, cada partícula de agua es como toda otra partícula de agua; cada partícula de hidrógeno es como toda otra partícula de hidrógeno, etc.

Además de la fuerza de atracción, que en una forma u otra pertenece universalmente a todos los cuerpos ponderables, encontramos otra fuerza que es igualmente universal, o que actúa sobre toda la materia que está bajo nuestro conocimiento: la fuerza de repulsión. Ahora bien, esta fuerza se atribuye generalmente, y yo creo que correctamente al calor. Una atmósfera de este fluido sutil rodea constantemente a los átomos de todos los cuerpos e impide que dichos átomos lleguen a un verdadero contacto. Esto parece probarse satisfactoriamente con la observación de que el volumen de un cuerpo disminuye al quitarle parte de su calor.


Capítulo III
SOBRE SÍNTESIS QUÍMICA

Cuando cualquier cuerpo existe en el estado elástico (gaseoso), sus partículas fundamentales están a una distancia mayor que en cualquier otro estado; cada partícula ocupa el centro de una esfera relativamente grande y mantiene su posición sosteniendo a las demás a una distancia adecuada, que tendería a disminuir por la fuerza de gravedad u otra razón. Tratar de concebir el número de partículas en la atmósfera es algo como tratar de concebir el número de estrellas en el universo; nos desconcierta la idea. Pero si limitamos el asunto tomando un volumen dado de cualquier gas, y dejamos que las divisiones sean pequeñísimas, el número de partículas será finito, al igual que en una porción del universo, el número de estrellas y planetas también será finito.

En la química, el análisis y la síntesis se limitan a la separación o combinación de las partículas, respectivamente. Ninguna nueva creación o destrucción de la materia está al alcance de la química. Tratar de crear o destruir una partícula de hidrógeno sería tan imposible como tratar de introducir un nuevo planeta o aniquilar uno ya en existencia. Todos los cambios (físicos y químicos) que podemos producir consisten en separar las partículas que están en un estado de cohesión o combinación y en unir a aquellas que estaban previamente a cierta distancia.

La determinación de los pesos relativos de los elementos que constituyen un compuesto ha sido debidamente considerada como asunto importante en todas las investigaciones químicas. Pero, desgraciadamente, la investigación ha terminado aquí, puesto que de los pesos relativos de las masas que reaccionan podrían haberse deducido los pesos relativos de las partículas fundamentales de los cuerpos que reaccionan, y de éstos se hubiera podido encontrar el número de átomos y el peso de los mismos en otros compuestos, ayudando así a guiar las futuras investigaciones y a corregir los resultados obtenidos. Ahora bien, un gran propósito de este trabajo es demostrar la importancia y la ventaja de determinar los pesos relativos de las partículas fundamentales de los cuerpos simples y de los cuerpos compuestos; el número de partículas simples elementales que constituyen una partícula compuesta y el número de partículas menos compuestas que forman parte de una partícula más compuesta.
Si hay dos cuerpos, A y B, dispuestos a combinarse, el orden en que las combinaciones pueden ocurrir, empezando con la más sencilla, es el que sigue:

1 átomo de A + 1 átomo de B = 1 átomo de C, binaria.
1 átomo de A + 2 átomos de B = 1 átomo de D, ternaria.
2 átomos de A + 1 átomo de B = 1 átomo de E, ternaria.
1 átomo de A + 3 átomos de B = 1 átomo de F, cuaternaria.
3 átomos de A + 1 átomo de B = 1 átomo de G, cuaternaria. Y así sucesivamente.

Las siguientes reglas generales se pueden adaptar como guías en todas nuestras investigaciones en relación a la síntesis química:

Cuando se puede obtener una sola combinación de dos cuerpos, debe suponerse que es binaria, a menos que por alguna causa parezca lo contrario.

Cuando se observan dos combinaciones debe suponerse que una sea binaria y la otra ternaria.

Cuando se obtienen tres combinaciones podemos esperar que una sea binaria y que las otras dos sean ternarias.

Cuando se observan cuatro combinaciones debemos esperar una binaria, dos ternarias y una cuaternaria, y así sucesivamente.

Un compuesto binario debe ser siempre de mayor peso específico que la mera mezcla de sus dos ingredientes.

Un compuesto ternario debe ser de mayor peso específico que la mezcla de uno binario y un elemento, que podrían, combinados, constituirlo; etc.

De igual manera, las reglas y observaciones anteriores se aplican también cuando dos cuerpos compuestos como C y D, D y E, etc., se combinan.

De la aplicación de estas reglas a los hechos químicos ya bien determinados, deducimos las siguientes conclusiones:

1. Que el agua es un compuesto binario de hidrógeno y oxígeno y los pesos relativos de sus dos átomos elementales guardan la razón de 1:7, aproximadamente.

2. Que el amoníaco es un compuesto binario de hidrógeno y nitrógeno y los pesos relativos de sus dos átomos guardan la razón de 1:5, aproximadamente.

3. a) que el gas nitroso es un compuesto binario de nitrógeno y oxígeno y los pesos relativos de sus dos átomos están en la razón 5:7, aproximadamente;

b) que el ácido nítrico puede ser un compuesto binario o ternario, según como se obtenga; que consiste de un átomo de nitrógeno y dos de oxígeno y su peso es 19;

c) que el óxido nitroso es un compuesto similar al ácido nítrico y consiste de un átomo de oxígeno y dos de nitrógeno y su peso es 17;

d) que el ácido nitroso es un compuesto binario de ácido nítrico y gas nitroso, y su peso es 31;

e) que el ácido oxinítrico es un compuesto binario de ácido nítrico y oxígeno, y su peso es 26.

4. a) que el óxido carbónico es un compuesto binario, que consiste de un átomo de carbono y uno de oxígeno, y su peso es 12, aproximadamente;

b) que el ácido carbónico es un compuesto ternario (pero algunas veces binario) que consiste de un átomo de carbono y dos de oxígeno y pesa 19; etc.
En todos estos casos, los pesos de los átomos simples o compuestos están expresados en relación al átomo de hidrógeno tomado como unidad.
De la novedad, así como de la importancia de las ideas sugeridas en este capítulo, se ha estimado conveniente dar una ilustración que muestre el modo de combinación en algunos de los casos más simples. Un círculo pequeño con alguna marca característica indica los elementos o átomos de los cuerpos que actualmente concebimos como simples; las combinaciones consisten en la yuxtaposición de dos o más de éstos; cuando tres o más partículas de los fluidos elásticos se combinan en una, es de suponerse que las partículas de la misma clase se repelen y por lo tanto, toman su posición según el caso.


























SÍNTESIS QUÍMICA

Nombres y pesos relativos de los átomos simples y compuestos cuyos símbolos químicos aparecen en la página anterior.

FIGURA PESOS RELATIVOS FIGURA PESOS RELATIVOS
1. Hidrógeno 1 11. óxido de estroncio 46
2. Azoe(nitrógeno) 5 12. Barita 68
3. Carbono 5 13. Hierro 38
4. Oxígeno 7 14. Zinc 56
5. Fósforo 9 15. Cobre 56
6. Azufre 13 16. Plomo 95
7. Magnesio 20 17. Plata 100
8. Cal 23 18. Platino 100
9. Soda 28 19. Oro 140
10. Potasa 42 20. Mercurio 167

Átomos Compuestos

21. Un átomo de agua o de vapor de agua está compuesto de 1 de oxígeno y 1 de hidrógeno retenidos en contacto físico por una fuerte afinidad, y se supone que rodeados por una atmósfera común de calor; su peso relativo es: 8

22. Un átomo de amoniaco, compuesto de 1 de nitrógeno y 1 de hidrógeno, su peso es: 6

23. Un átomo de gas nitroso, compuesto de 1 de nitrógeno y 1 de oxígeno, su peso es: 12

24. Un átomo de gas olefiante, compuesto de 1 de carbono y 1 de hidrógeno, su peso es: 6

25. Un átomo de óxido carbónico, compuesto de 1 de carbono y 1 de oxígeno, su peso es: 12

26. Un átomo de óxido nitroso, compuesto de 2 de nitrógeno + 1 de oxígeno, su peso es: 17

27. Un átomo de ácido nítrico, compuesto de 1 de nitrógeno + 2 de oxígeno, su peso es: 19


28. Un átomo de ácido carbónico, compuesto de 1 de carbono + 2 de oxígeno, su peso es: 19

29. Un átomo de carburo de hidrógeno, compuesto de 1 de car¬bono + 2 de hidrógeno su peso es: 7

30. Un átomo de ácido oxinítrico, compuesto de 1 de nitrógeno + 3 de oxígeno su peso es: 26

31. Un átomo de ácido sulfúrico, compuesto de 1 de azufre + de oxígeno, su peso es: 34

32. Un átomo de sulfuro de hidrógeno, compuesto de 1 de azufre + 3 hidrógeno su peso es: 16

33. Un átomo de alcohol compuesto de 3 de carbono + 1 de hidrógeno su peso es: 16

34. Un átomo de ácido nitroso, compuesto de 1 de ácido nítrico + 1 de gas nitroso, su peso es: 31
35. Un átomo de ácido acetoso compuesto de 2 de carbono + 2 de agua, su peso es: 26
36. Un átomo de nitrato de amoníaco compuesto de 1 de ácido nítrico + 1 de amoníaco + de agua, su peso es: 33
37. Un átomo de azúcar, compuesto de 1 de a1cohol + 1 de ácido
carbónico su peso es: 35


CAPÍTULO V

COMPUESTOS DE DOS ELEMENTOS

Algunas personas acostumbran denominar “compuestos binarios” a aquellos de sólo dos elementos; por ejemplo; el gas nitroso, el óxido nitroso, el ácido nítrico, etc., en cada uno de los cuales sólo encontramos nitrógeno y oxígeno. Pero, es más consistente con nuestros propósitos restringir el término binario para indicar dos átomos; ternario, para indicar tres átomos, etc. Ya sean estos átomos elementales o compuestos; es decir, ya sean, átomos de cuerpos no descompuestos, como el hidrógeno y el oxígeno, o átomos de cuerpos compuestos, como el agua y el amoníaco.
En cada una de las secciones que aparecen a continuación consideraremos los compuestos de dos cuerpos elementales cualesquiera, empezando cada sección con los compuestos binarios, siguiendo luego con los ternarios, o por lo menos con aquellos que consisten de tres átomos (aunque pueden ser binarios en el sentido que nosotros usamos el término), y así sucesivamente, hasta las formas más complejas.
Al escribir estos artículos, he tratado de adoptar los nombres más comunes para los distintos cuerpos; pero si la doctrina aquí contenida se establece, es obvio que en algunos casos sería conveniente renovar la nomenclatura química.

Sección I
OXÍGENO CON HIDRÓGENO (agua)

Sabemos hoy día por métodos analíticos y sintéticos que este líquido, el más útil y abundante de todos en la Naturaleza, es un compuesto de dos elementos: oxígeno e hidrógeno.
En el 1783, Monge realizó el primer experimento en gran escala sobre la composición del agua; obtuvo ¼ lb de agua por la combustión del gas hidrógeno y observó las cantidades de hidrógeno y oxígeno que habían desaparecido. El resultado general sobre la composición del agua fue que 85 partes por peso de oxígeno se unieron a 15 de hidrógeno para formar 100 partes de agua. Lefèvre de Gineau y Lavoisier efectuaron experimentos para determinar la proporción por peso en que se encuentran los elementos que provienen de la descomposición del agua. Estos investigadores pasaron vapor de agua a través de un tubo caliente al rojo que contenía una cantidad de alambre de hierro dulce y encontraron que el oxígeno del vapor de agua se combinó con el hierro, y el hidrógeno se recogió en forma de gas. Tanto en la composición como en la descomposición del agua se encontró la misma proporción: 85 partes de oxígeno y 15 de hidrógeno.
En 1789, los químicos holandeses Dieman y Troostwyk lograron por primera vez descomponer el agua por medio de la electricidad. La composición del agua se muestra fácilmente con el eudiómetro de Volta, instrumento de suma importancia en las investigaciones concernientes a los fluidos elásticos, que consiste de un tubo graduado de vidrio, dentro del cual hay un alambre sellado herméticamente y otro alambre que se puede empujar hacia arriba por el tubo, hasta casi encontrar al primero, de manera que se pueda enviar una chispa eléctrica de un alambre al otro a través de cualquier porción de gas (o mezcla de gases) limitada por agua o mercurio. Como el extremo del tubo está sumergido en un líquido y no hay comunicación con el aire externo, al ocurrir una explosión, el cambio producido se puede determinar.
Habiéndose establecido claramente cuáles son los componentes del agua, es importante determinar con tanta precisión como sea posible los pesos relativos de los dos elementos que constituyen ese líquido. Los resultados medios de los análisis y síntesis fueron 85 partes de oxígeno y 15 de hidrógeno, que son generalmente aceptados. En este cálculo, la cantidad de hidrógeno está exagerada. Hay un informe excelente en el volumen 53 del Annal. de Chemie, 1805, de Humboldt y Gay-Lussac, sobre la proporción de oxígeno e hidrógeno en agua. De acuerdo con ellos, la cantidad de vapor acuoso que los fluidos elásticos contienen, por lo general, influirán en el peso del gas hidrógeno como para cambiar el resultado de Fourcroy y otros, de 85.7 partes de oxígeno y 14.3 de hidrógeno, a 87.4 partes de oxígeno y 12.6 de hidrógeno. Su razonamiento me parece perfectamente satisfactorio. La razón de esos dos números es de 7 a 1, aproximadamente. Hay otra consideración que parece poner esta materia fuera de duda. En el eudiómetro de Volta, dos medidas de volúmenes de hidrógeno requieren sólo una de oxígeno para saturarlas. Ahora bien, los experimentos precisos de Cavendish y Lavoisier han demostrado que el oxígeno es casi 14 veces más denso que el hidrógeno. La coincidencia exacta de esto, con la conclusión deducida en el caso anterior, es una confirmación suficiente. Si, no obstante, alguien prefiere adoptar el cálculo común de 85 a 15, entonces la razón de los pesos atómicos relativos de oxígeno a hidrógeno será como 5 1/2 a 1; esto requeriría que el oxígeno fuera solamente 11 1/3 veces más pesado que el hidrógeno en vez de 14 veces.
Una vez determinados los pesos absolutos1 del hidrógeno y del oxígeno que componen el agua, se pueden investigar sus pesos atómicos relativos. Como se conoce con certeza sólo un compuesto de hidrógeno y oxígeno, de acuerdo con la primera regla mencionada en el capítulo III, el agua debe considerarse como un compuesto binario: un átomo de oxígeno se une a un átomo de hidrógeno para formar un átomo de agua. Por lo tanto, los pesos relativos de los átomos de hidrógeno y oxígeno guardan la razón de 1 : 7.
Se puede corroborar la conclusión anterior con otras consideraciones. Sean las que fueren las proporciones en que el hidrógeno y el oxígeno se mezclen, ya sea 20 medidas de oxígeno a 2 de hidrógeno, o 20 de hidrógeno a 2 de oxígeno, cuando se pasa una corriente eléctrica y se produce una chispa, siempre se formará agua por la unión de 2 medidas de hidrógeno con 1 de oxígeno y el exceso de gas permanece inalterado. Por otra parte, cuando se descompone el agua por medio de la electricidad, o por medio de otros agentes, sólo se obtienen los elementos hidrógeno y oxígeno. Además, todos los otros compuestos que contienen a estos dos elementos justificarán la misma conclusión.
Después de todo, se debe admitir la posibilidad de que el agua sea un compuesto ternario. En este caso, si dos átomos de hidrógeno se unen con un átomo de oxígeno, un átomo de oxígeno debe pesar 14 veces tanto como un átomo de hidrógeno; si dos átomos de oxígeno se unen con un átomo de hidrógeno, un átomo de oxígeno debe pesar 3 ½ veces lo que pese un átomo de hidrógeno.


Sección 2
Oxígeno con Nitrógeno

Los compuestos de oxígeno con nitrógeno hasta ahora descubiertos son cinco y pueden distinguirse por los siguientes nombres: gas nitroso, ácido nítrico, óxido nitroso, ácido nitroso y ácido oxinítrico. Al escribir sobre ellos, se ha acostumbrado empezar con el que contiene menos oxígeno (el óxido nitroso) y tomar los demás en el orden en que contienen más oxígeno. Nuestro plan requiere un principio de distribución diferente: empezar con el más simple, o sea, con el que consiste del menor número de partículas elementales, comúnmente un compuesto binario; y luego seguir con el ternario y otros compuestos más complejos. De acuerdo con este principio, se hace necesario determinar, si se puede, cuál de los compuestos mencionados es un compuesto binario. Si los pesos específicos de los dos gases simples son indicativos del peso de sus átomos, debemos concluir que un átomo de nitrógeno y uno de oxígeno guardan la razón de 6:7, aproximadamente. El amoníaco y el agua son ejemplos que también favorecen esa razón. Pero, el mejor criterio se obtiene al comparar los pesos específicos de los gases compuestos. El peso específico menor es el del gas nitroso; esto indica que es un compuesto binario. El óxido nitroso y el ácido nítrico son ambos mucho más pesados que el gas nitroso; esto indica que son compuestos ternarios. El ácido nítrico es más pesado que el óxido nitroso; por lo tanto, el oxígeno abunda más en su composición. Veamos ahora hasta dónde los hechos ya conocidos corroboran estas observaciones.
De acuerdo con Cavendish y Davy, quienes son las mejores autoridades con que contamos, estos compuestos están constituidos como sigue:









compuesto PESO
ESPECÍFICO % NITRÓGENO %
OXÍGENO Razón Investigador
Gas nitroso 1.102 46.6 53.4 6.1 : 7 Davy
‘’ ‘’ 44.2 55.8 5.5 : 7 Davy
‘’ ‘’ 42.3 57.7 5.1 : 7 Davy
Oxido nitroso 1.614 63.5 36.5 2X6.1 : 7 Davy
‘’ ‘’ 62.0 38.0 2X5.7 : 7 Davy
‘’ ‘’ 61.0 39.0 2X5.4 : 7 Davy
Acido nítrico 2.444 29.5 70.5 5.8 : 7X2 Davy
‘’ ‘’ 29.6 70.4 5.9 : 7X2 Cavendish
‘’ ‘’ 28.0 72.0 5.4 : 7X2 Cavendish

Esta tabla está tomada principalmente de las investigaciones de Davy, donde aparecen dos o más resultados bajo el mismo ejemplo, estos se han derivado por diferentes modos de análisis. Esta tabla corrobora de una manera asombrosa los puntos de vista teóricos mencionados anteriormente. El peso de un átomo de nitrógeno parece estar entre 5.4 y 6.1, y es digno de atención que la teoría no difiere más de los experimentos que lo que ellos difieren uno del otro; en otras palabras, el peso medio de un átomo de nitrógeno derivado de los experimentos mencionados podría ajustarse tanto a la teoría como a los experimentos. El peso medio de un átomo de nitrógeno es aproximadamente 5.6, al que todos los demás se pueden ajustar. Tendríamos, por consiguiente, que un átomo de gas nitroso pesaría 12.6, y estaría compuesto de un átomo de nitrógeno y uno de oxígeno; que un átomo de óxido nitroso pesaría 18.2, y estaría compuesto de dos átomos de nitrógeno y uno de oxígeno; y que un átomo de ácido nítrico pesaría 19.6 y estaría compuesto de un átomo de nitrógeno y dos átomos de oxígeno. El peso de un átomo de oxígeno tampoco tiene influencia alguna sobre la teoría de estos compuestos, pues es obvio que si el oxígeno se tomara como 3, 10, o cualquier otro número, todavía la razón entre los pesos atómicos relativos del nitrógeno y del oxígeno en los compuestos seguiría siendo la misma; la única diferencia sería que el peso relativo de un átomo de nitrógeno subiría o bajaría en proporción con el peso relativo de un átomo de oxígeno.
He sido solícito en presentar este punto de vista teórico en relación a los compuestos de nitrógeno y oxígeno, según proviene de las experiencias de otros y no según la mía, porque no habiendo tenido puntos de vista teóricos similares a los míos, los autores no lo hubieran favorecido derivando los resultados mencionados, si éstos no hubiesen estado conforme a la observación verdadera.

EN RELACIÓN AL TAMAÑO RELATIVO DE LOS ÁTOMOS

Un fluido elástico puro es aquel que consiste de partículas todas iguales entre sí; por ejemplo, el vapor de agua, el gas hidrógeno, el gas oxígeno, el gas nitrógeno y otros. Estos fluidos se componen de partículas que poseen unas atmósferas difusas de calor cuyo volumen es a menudo 1,000 ó 2,000 veces el volumen de la partícula del fluido cuando éste se encuentra líquido o en estado sólido.
Sea cual fuere la forma del átomo sólido, e hipotéticamente aislado, cuando está rodeado de dicha atmósfera su forma debe ser globular. Y, como todos los glóbulos en cualquier volumen pequeño están sometidos a la misma presión, los glóbulos deben ser iguales en volumen y, por lo tanto, se acomodarán en capas horizontales, al igual que un montón de balas de cañon de igual tamaño. Un volumen de fluido elástico se expande siempre que se le reduce la presión, lo cual prueba que la fuerza de repulsión en el caso de los fluidos elásticos excede la de atracción.
Un recipiente lleno de cualquier fluido elástico puro presenta a nuestra imaginación un retrato similar al de un recipiente lleno de un montón de pequeñas balas de igual tamaño, según ya he dicho. Pero, las partículas del fluido elástico difieren de las pequeñas balas, en que cada una de las partículas consiste de un átomo pequeño y central, rodeado de una atmósfera de calor de mayor densidad en la región inmediata al átomo, pero cuya densidad disminuye de acuerdo con la distancia, mientras que las partículas del montón de balas son glóbulos de densidad uniforme.
Cuando expandimos cualquier volumen dado de fluido elástico, sin alterar su temperatura, sus partículas se agrandan sin que haya cambio alguno en la cantidad de calor que tenían. En consecuencia, la densidad de las atmósferas de calor debe fluctuar de acuerdo con la presión del gas.
Algunos fluidos elásticos, como el hidrógeno, oxígeno, etc, resisten cualquier presión a la que sean sometidos. En tal caso, es evidente que la fuerza de repulsión del calor es más que un aparear entre la afinidad de las partículas y la presión externa ejercida.
Hasta que punto esto puede continuar, no sabemos; pero por analogía podemos esperar que aún a presiones mayores podría triunfar en darle a la fuerza atractiva la superioridad, cuando el estado de fluido elástico se convierte en líquido o sólido. En otros fluidos elásticos, como el vapor, después de la aplicación de compresión hasta cierto grado, la elasticidad cesa completamente, las partículas se agrupan en pequeñas gotas y caen. Este fenómeno requiere explicación.
De la transición abrupta de un volumen de vapor desde 1700 unidades a 1, sin ningún aumento significativo en la presión, uno podría inclinarse a pensar que la condensación es como la ruptura de un resorte, y no como la curvatura del mismo. Esto último, sin embargo, creo que es el hecho. La condensación surge de la acción de la afinidad superando la acción del calor, pero no debilitándola. Según la aproximación de las partículas va ocurriendo, la repulsión aumenta por la condensación del calor, pero su afinidad aumenta, y parece que en una razón mayor, cuando la aproximación ha alcanzado cierto grado, entonces surge un equilibrio entre estos dos poderes, el líquido, agua, es el resultado.
La constitución de un líquido, como agua, debe ser, entonces concebida como el producto de un agregado de partículas, ejerciendo en su más poderosa manifestación las fuerzas de atracción y repulsión, pero casi al mismo grado.
Al continuar mis investigaciones sobre la naturaleza de los fluidos elásticos me di cuenta que era necesario averiguar si los átomos o partículas fundamentales de los diferentes gases son del mismo tamaño o volumen, en iguales condiciones de temperatura y presión.
Por el tamaño o volumen de una partícula fundamental quiero decir el espacio que ellas ocupan cuando la materia se halla en estado de un fluido elástico puro. En este sentido, el volumen de la partícula fundamental o átomo se refiere al volumen del supuesto átomo sólido impenetrable conjuntamente con el volumen de la atmósfera repelente de calor que lo rodea. Me convencí de que los diferentes gases no tienen sus partículas de igual tamaño en condiciones iguales de temperatura y presión por las razones que siguen. En primer lugar, si dos gases distintos tuviesen sus partículas fundamentales del mismo tamaño, o, lo que es lo mismo, que en iguales volúmenes a iguales condiciones de temperatura y presión hubiese igual número de partículas de cada gas, entonces las densidades de los gases deberían guardar la misma razón que la razón que guardan los pesos de sus partículas fundamentales. Así, pues, si dos gases, A y B, tienen el mismo número de partículas N en unidad de volumen, y si WA y W B representan los pesos de los átomos de cada gas, respectivamente, entonces el peso en unidad de volumen de cada gas, es decir, la densidad (D) de cada gas, podría expresarse como: DA = NWA ; DB = NWB.

Y, por lo tanto,


Pero esta relación no es verdadera, puesto que las partícu¬las fundamentales del vapor de agua son, en verdad, más pesa¬das que las del oxígeno, y, sin embargo, la densidad del vapor de agua es menor que la densidad del oxígeno. De manera si¬milar, el gas amoníaco que se forma por la combinación de los gases hidrógeno y nitrógeno es menos denso que el gas nitrógeno.
En segundo lugar, examinemos los volúmenes relativos de combinación de ciertos gases. Si, por ejemplo, iguales volúmenes de nitrógeno y de oxígeno se mezclan, y al instante se combinan químicamente, se formarán aproximadamente dos volúmenes de gas nitroso, a iguales condiciones de temperatura y presión que las de la mezcla de nitrógeno y oxígeno antes de la reacción. El peso del gas nitroso sería la suma de los pesos de los dos gases que se combinaron, pero el número de partículas fundamentales del gas nitroso podría ser, a lo sumo, la mitad del número total de partículas que había antes de la unión química. Es decir, si el gas nitroso es un compuesto binario, N átomos de nitrógeno se combinan con N átomos de oxígeno para reaccionar químicamente y formar N átomos de gas nitroso. Por lo tanto,

1 partícula + 1 partícula → 1 partícula de
de oxígeno de nitrógeno gas nitroso

Pero se sabe, por los experimentos, que las N partículas del gas nitroso (que se encuentra en iguales condiciones de temperatura y presión que la mezcla antes de reaccionar) ocupan un volumen igual a casi el doble del volumen que ocupan las N partículas de nitrógeno o del que ocupan las N partículas de oxígeno, lo cual podríamos ilustrar así:

1 volumen de nitrógeno + 1 volumen de oxígeno 2 volúmenes de gas nitroso


Por lo tanto, las partículas del gas nitroso tienen que ser más grandes que las del nitrógeno o que las del oxígeno.
La formación del vapor de agua es otro ejemplo de este razonamiento. Dos volúmenes de hidrógeno requieren un sólo volumen de oxígeno para formar vapor de agua sin que sobre ninguno de los ingredientes después del cambio químico. El volumen de vapor de agua que se produce es casi igual al volumen del hidrógeno y al doble del volumen de oxígeno. Si el vapor de agua es un compuesto binario, sus partículas fundamentales serán más grandes que las partículas fundamentales del oxígeno.
Probablemente, pues, no hay dos fluidos elásticos que ten¬gan un número igual de partículas en iguales volúmenes. Lo siguiente puede aceptarse como un principio hasta que surja alguna razón que lo contradiga.
Cada variedad de fluidos elásticos puros tienen sus partículas en forma globular y del mismo tamaño; no hay ni tan siquiera dos fluidos elásticos puros distintos que tengan sus partículas de igual tamaño estando ambos fluidos en iguales condiciones de temperatura y presión.