JUAN MANUEL RIVERA JUÁREZ Y ELVA CABRERA MURUATO*
JUAN MANUEL RIVERA JUÁREZ Y ELVA CABRERA MURUATO*

(parte 1 de 2)

Gilbert Newton Lewis fue un químico-físico estadounidense nacido el 23 de octubre de 1875. Murió el 23 de marzo de 1946. Sus trabajos importantes incluyen el descubrimiento de enlaces covalentes, el concepto de pares de electrones, el modelo del átomo cúbico y la promoción del desarrollo de la termodinámica en la aplicación de sus leyes a sistemas químicos reales.

Otros de sus trabajos, como la propuesta de estructuras de puntos, la teoría del enlace de valencia, entre otros, ayudaron a dar forma a las teorías modernas de los enlaces químicos. No obstante, pese a la extensión e importancia de sus investigaciones y a estar nominado 35 ocasiones, nunca obtuvo el Premio Nobel.

La vida de Lewis fue muy agitada: aunque nació en Weymouth (Massachusetts), creció en Nebraska. Entre los 9 y 14 años, la mayor parte de su educación la recibió en casa por parte de tutores (aunque asistió brevemente a escuelas públicas), al término de este periodo se matriculó en la Universidad de Nebraska. Tres años más tarde, a los 17 años, se trasladó a la Universidad de Harvard, completando su doctorado en 1899, con tan sólo 24 años.

Tras un año como posdoctorado, se trasladó a Alemania para trabajar con los ilustres químicos Walther Nernst, en Gotinga, y Wilhelm Ostwald, en Leizpig. La relación entre Lewis y Ostwald no resultó del todo bien y se vio forzado a regresar a los pocos meses a Harvard para cubrir una plaza como docente. En 1904 (agobiado de nuevo), Lewis se traslada hacia las recién conquistadas islas Filipinas, aceptando un puesto del gobierno estadounidense como superintendente de pesos y medidas en el Bureau of Science y de químico en la Oficina de Ciencias de Manila, haciéndose acompañar de un único libro, la Química teórica de Nernst, con el  propósito (para algunos obsesivo) de publicar los errores que pudiera encontrar en el mismo. Fue característica su búsqueda infatigable de la ciencia pura, que encontró suficientes instalaciones y tiempo, incluso allí, para estudiar la descomposición del óxido de plata y para publicar un documento sobre Hidratación en solución.

Tras un año en el cargo, regresó a Boston para unirse al notable grupo de químicos-físicos en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), liderado por A. A. Noyes, quienes impulsaron poderosamente el desarrollo de la química-física en Estados Unidos.

Los siete años que pasó en este laboratorio estuvieron marcados por una intensa actividad científica, tanto experimental como teórica, que continuó a lo largo de toda su carrera. Los resultados aparecieron en más de 30 artículos, varios de los cuales son particularmente notables, ya que sentaron las bases de las superestructuras que ahora son bien conocidas por los químicos-físicos de todo el mundo. Fue en este período que escribió los artículos que marcaron una época.

En 1912, aceptó un puesto como profesor en la Universidad de California (Berkeley), donde pasó la mayor parte de su carrera científica, convirtiendo el Departamento de Química en uno de los más importantes del mundo.

Al principio, Lewis estaba fascinado con la termodinámica, particularmente con lo referente al equilibrio químico, y escribió una serie de artículos en 1908 sobre la entonces incipiente teoría de la relatividad, proponiendo una derivación alternativa a la equivalencia energía-masa que realizara Albert Einstein. En 1913, fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias.

Lewis es mejor conocido por su trabajo en enlaces químicos, particularmente por la noción del enlace covalente, como se describe en su artículo clásico de 1916, The Atom and the Molecule. Este enlace consiste en un par compartido de electrones; él definió el término molécula impar cuando no se comparte un electrón.

En 1923, en otro artículo, formuló la teoría de pares de electrones de las reacciones ácido-base (con la asistencia de Merle Randall). En esta teoría de par de electrones de ácidos y bases, un “ácido de Lewis” se considera aceptor de un par de electrones y una “base de Lewis” se considera donadora de pares de electrones.

Lewis pasó 25 años determinando las energías libres de varias sustancias. Al principio se pensó que el calor de una reacción química podía tomarse para predecir la dirección de dicha reacción. El desarrollo de la termodinámica mostró, sin embargo, que la medida correcta de la afinidad química (se refiere a la tendencia de un átomo o compuesto a combinarse por una reacción química) no es el calor, sino la energía libre.

En 1919, al estudiar las propiedades magnéticas de las soluciones de oxígeno en nitrógeno líquido, descubrió que se formaban moléculas de O4. Ésta fue la primera evidencia de oxígeno tetratómico. Ya en 1902 había estado usando bocetos en sus notas de conferencia, representando átomos en forma de cubo (dibujos inéditos) en los que las esquinas representaban posibles posiciones de los electrones. Eventualmente, se dio cuenta de que los electrones en un átomo se juntan alrededor del núcleo, formando un tetraedro, y que dos átomos enlazantes podrían compartir electrones emparejados entre ellos. Estas ideas más tarde influyeron en el trabajo de Linus Pauling, entre otros. (Continúa el próximo jueves…)

 

jmrivera@fisica.uaz.edu.mx

http://fisica.uaz.edu.mx/~jmrivera


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