Teoria Atómica de John Dalton lançou as bases da química moderna.
A Early Life and Education de John Dalton
John Dalton nasceu a 6 de Setembro de 1766, em Eaglesfield, Inglaterra, Reino Unido.
Both of his parents were Quakers. Embora os Quakers fossem cristãos, eles eram vistos como dissidentes pela Igreja da Inglaterra estabelecida. Como resultado disso, as oportunidades educacionais superiores de John Dalton eram restritas a locais de educação dissidentes.
O seu pai era um tecelão, que possuía uma casa e uma pequena quantidade de terra.
John Dalton era uma criança inteligente, que se interessou pelo mundo ao seu redor e tentou aprender o máximo que podia sobre tudo.
Frequentou a escola da sua aldeia até aos 11 anos, e depois começou a ajudar como professor.
Aos 15 anos, começou a ajudar o seu irmão mais velho John a gerir um internato Quaker na cidade de Kendal, a 40 milhas de sua casa. Durante todo esse tempo, ele continuou a ensinar a si mesmo ciências, matemática, latim, grego e francês. Quando ele tinha 19 anos, ele havia se tornado o diretor da escola, continuando neste papel até os 26 anos de idade.
Parece que os alunos da escola gostavam de ser ensinados por Dalton, um deles lembrando:
“Os meninos (estavam) todos felizes por serem ensinados por John Dalton, porque ele tinha uma disposição mais gentil; e além de sua mente estava tão ocupada com matemática, que suas faltas escaparam de sua atenção.”
Aprovando ser Cientista
Na primeira metade de 1793, aos 26 anos de idade, Dalton assumiu o cargo de professor de matemática e filosofia natural no New College de Manchester, uma faculdade dissidente.
Em 1794, ele escreveu seu primeiro trabalho científico que ele chamou: Fatos Extraordinários Relacionados com a Visão das Cores.
Este foi o primeiro artigo a discutir a cegueira das cores. Dalton tinha percebido que a condição era hereditária, porque ele e outros membros de sua família a tinham. No final das contas, a teoria de Dalton para a color blindness estava errada, mas como ele foi a primeira pessoa a pesquisá-la, a condição ficou conhecida como Daltonismo.
Depois disso, ele publicou mais artigos de pesquisa nas ciências físicas olhando a condução do calor, a expansão do gás pelo calor, as propriedades da luz, a aurora boreal, e a meteorologia.
Em 1800, Dalton renunciou ao New College, que estava em dificuldades financeiras, e começou a trabalhar como professor particular de ciência e matemática.
Teoria Atômica
O Comportamento dos Gases
Em 1801, Dalton deu uma série de palestras em Manchester, cujo conteúdo foi publicado em 1802. Nessas palestras ele apresentou pesquisas que ele vinha realizando sobre gases e líquidos. Esta pesquisa foi pioneira, oferecendo grandes novos conhecimentos sobre a natureza dos gases.
Primeiro, Dalton afirmou corretamente que não tinha dúvidas de que todos os gases poderiam ser liquefeitos desde que sua temperatura fosse suficientemente baixa e sua pressão suficientemente alta.
Então, ele afirmou que quando seu volume é mantido constante em um recipiente, a pressão de um gás varia na proporção direta de sua temperatura.
Esta foi a primeira declaração pública do que ficou conhecido como Lei de Gay-Lussac, com o nome de Joseph Gay-Lussac, que a publicou em 1809.
Em 1803, Dalton publicou sua Lei de Pressões Parciais, ainda usada por todos os estudantes universitários de química, que afirma que em uma mistura de gases não reagentes, a pressão total dos gases é igual à soma das pressões parciais dos gases individuais.
O trabalho de Dalton o distinguiu como um cientista de primeira linha, e ele foi convidado a dar palestras na Royal Institution em Londres.
Dalton e Átomos
O seu estudo dos gases levou Dalton a questionar-se sobre do que estas substâncias invisíveis eram realmente feitas.
A ideia de átomos tinha sido proposta mais de 2000 anos antes por Demócrito na Grécia Antiga. Demócrito acreditava que tudo era feito de pequenas partículas chamadas átomos e que estes átomos não podiam ser divididos em partículas menores. Será que Demócrito estava certo? Ninguém sabia!
Dalton ia agora resolver este mistério de 2000 anos.
Realizou inúmeras reacções químicas e em 1808 publicou o que agora chamamos Lei de Dalton no seu livro A New System of Chemical Philosophy:
Se dois elementos formam mais de um composto entre eles, então as proporções das massas do segundo elemento que se combinam com uma massa fixa do primeiro elemento serão proporções de pequenos números inteiros.
Por exemplo, Dalton descobriu que 12 gramas de carbono poderiam reagir com 16 gramas de oxigênio para formar o composto que agora chamamos monóxido de carbono.
Ele também descobriu que 12 gramas de carbono poderiam reagir com 32 gramas de oxigênio para formar dióxido de carbono.
Esta razão de 32:16, que simplifica para 2:1, intrigou Dalton.
Analizando todos os dados que ele recolheu, Dalton afirmou a sua crença de que a matéria existe como átomos. Ele foi além de Demócrito, ao afirmar que átomos de diferentes elementos têm massas diferentes. Ele também publicou diagramas mostrando, por exemplo:
1. Como os átomos se combinam para formar moléculas
No topo do seu diagrama, Dalton atribui o átomo 1 para ser hidrogênio, 2 nitrogênio, 3 carbono, 4 oxigênio, 5 fósforo, etc.
Ele então mostra como as moléculas podem parecer quando os átomos se combinam para formar compostos. Por exemplo, a molécula 21 é água (OH), 22 é amoníaco (NH) e 23 é óxido de nitrogênio (NO). Os leitores modernos verão que Dalton pegou as moléculas 21 e 22 de forma errada. Isto é menos importante que o fato de que o sistema de átomos e moléculas de Dalton é quase idêntico a como nós podemos representá-los hoje. Por exemplo, a molécula 28 da Dalton é o dióxido de carbono. Hoje em dia, nós ainda desenharíamos dióxido de carbono desta forma.
Amedeo Avogadro logo publicou um trabalho que construiu sobre Dalton e corrigiu alguns dos erros de Dalton – por exemplo Avogadro disse que a água deveria ser escrita H20. Infelizmente o trabalho de Avogadro foi ignorado por muitos anos, em parte porque discordava do trabalho de Dalton.
2. Como as moléculas de água podem parecer no gelo
Aqui Dalton mostra como as moléculas de água podem se organizar quando são congeladas no gelo. Usamos diagramas similares hoje para mostrar como átomos e moléculas se arranjam em cristais.
A Teoria Atômica de Dalton afirma que:
1. Os elementos são feitos de átomos, que são pequenas partículas, muito pequenas para ver.
2. Todos os átomos de um elemento em particular são idênticos.
3. Os átomos de elementos diferentes têm propriedades diferentes: suas massas são diferentes, e suas reações químicas são diferentes.
4. Os átomos não podem ser criados, destruídos, ou divididos.
5. Numa reacção química, os átomos ligam-se uns aos outros, ou separam-se uns dos outros.
6. Os átomos combinam-se em simples proporções de números inteiros para formar compostos.
Embora tenhamos aprendido que os átomos do mesmo elemento podem ter massas diferentes (isótopos), e podem ser divididos em reacções nucleares, a maior parte da Teoria Atómica de Dalton mantém-se boa hoje, mais de 200 anos depois de ele a ter descrito. É a base sobre a qual a química moderna foi construída.
“A reputação permanente do Sr. Dalton descansará após ele ter descoberto um princípio simples, universalmente aplicável aos fatos da química – em fixar as proporções em que os corpos se combinam, e assim lançar as bases para futuros trabalhos… seus méritos a este respeito assemelham-se aos de Kepler em astronomia.”
Honors
Dalton não se casou e não teve filhos. Ele permaneceu um fiel Quaker durante toda a sua vida, vivendo modestamente.
Em 1810, ele recusou um convite para se tornar um membro da Royal Society. Em 1822, ele foi eleito sem o seu conhecimento. Em 1826, ele recebeu a Medalha Real da Sociedade por sua Teoria Atômica.
Em 1833, a Academia Francesa de Ciências o elegeu como um de seus oito membros estrangeiros. Em 1834, a Academia Americana de Artes e Ciências o elegeu como um membro estrangeiro.
The End
Quando ele tinha 71 anos de idade, Dalton teve um pequeno derrame – ou paralisia como era então conhecido. Um ano depois, um derrame mais significativo deixou-o incapaz de falar tão claramente quanto um dia pôde. Em 1844, quando ele tinha 77 anos, outro acidente vascular cerebral o atingiu. Ele morreu aos 77 anos de idade em 27 de julho de 1844.
Sua reputação científica era tão grande que quando seu corpo foi colocado na prefeitura de Manchester, foi visitado por mais de 40.000 pessoas prestando seus respeitos. John Dalton foi enterrado em Manchester no cemitério de Ardwick.