Denis I. Duveen afirmaba que no podemos comprender adecuadamente la química sin un conocimiento de su historia. Es por ello que, tras la presentación y bienvenida, la primera entrada del blog propiamente dicha la dediquemos a, brevemente, relatar la historia de los elementos químicos.

Desde antiguo el hombre hizo uso de diferentes materiales que requerían la mayor parte de las veces de un cierto grado de transformación de lo que naturalmente encontraba siguiendo un conocimiento práctico. Más tardíamente comenzará a preguntarse de qué están constituidas las cosas que le rodean. Esta pregunta, las cosas en cuanto materia y sus transformaciones, constituye uno de los campos a los que la química da respuesta hoy, pero que aparece, al menos en nuestro contexto occidental,  en el pensamiento de los antiguos griegos que, junto a la utilización de un método especulativo, constituye el nacimiento mismo de la filosofía, en cuyo seno encontramos los primeros antecedentes de la química y de la física en su vertiente teórica.

Es Parménides, finalizando el siglo VI antes de Cristo,  el primero en preguntarse por las cosas en cuanto son. Describe las cosas como entes homogéneos e indivisibles, que tienen consistencia debido a que su ser es inmóvil. Heráclito, sin embargo, atendiendo a la multiplicidad de cosas entiende que están constituidas por movimiento, por transformación.

Empédocles,  intentando conciliar ambas visiones, atribuye a cuatro elementos la raíz de todas las cosas. Estos elementos son agua -el elemento fundamental para Tales de Mileto-, aire -con antecedente en Anaxímenes-, fuego -como entendió el propio Heráclito- y tierra, que él mismo añade. Estos elementos soportaban las cualidades fundamentales de lo caliente y lo frío, lo húmedo y lo seco, que junto a dos fuerzas cósmicas -amor y odio- Para Empedocles, a diferencia de Parménides, los entes ya no son homogéneos sino una mezcla de sustancias elementales. Anaxágoras no comparte que cuatro elementos constituyan la raíz de todo y lo atribuye a una infinitud de elementos que denomina «homeomerías» y que en su parte más pequeña presenta pequeñas cantidades de todas las demás y que son inaccesibles a los sentidos. La diferente agrupación de las homeomerías originaría la diversidad de las cosas. Demócrito, retomando el pensamiento de la indivisibilidad de los entes de Parménides y probablblemente profundizando en el de su maestro Leucipo, establece el concepto de «átomo» como aquellas partes que ya no es posible dividir más y al presentar diferentes formas dan lugar a propiedades diferentes. Es Epicuro, seguidor de Demócrito, quien acuña la palabra átomo.  Estos átomo se encontrarían en el vacío, pero no como un no ser absoluto, como hasta entonces se había entendido, sino como un espacio en el que los átomos -el ser- están y en el que pueden moverse. A pesar de que el romano Lucrecio recoge en su poema De rerum Natura, será la aceptación por parte de Aristóteles de los cuatro elementos de de Empédocles la que permanecerá durante siglos debido al prestigio del más eminente filósofo griego.

Comentar brevemente que en oriente, los naturalistas chinos habían se habían centrado en cinco elementos: tierra, madera, metal, fuego y agua. Estos elementos no lo eran en el sentido de principios fundamentales, sino de diferentes formas en que la materia se comporta ante su transformación.

Será con los alquimistas medievales cuando la concepción aristotélica de los elementos cambie. Los alquimistas consideraban que los metales eran cuerpos compuestos por dos cualidades o principios comunes, el mercurio y el azufre. El mercurio representaba el carácter metálico y la volatilidad, el azufre la combustibilidad. Más tarde se añadiría un tercer principio, la sal, con sus propiedades de solidez y solubilidad. Estos elementos constituyeron la «tría prima» de los alquimistas que sustituyó a los elementos aristotélicos, primero como abstracción y como materiales después. De esta concepción nace la posibilidad de la transmutación de los metales, así los innobles plomo o mercurio podían convertirse en el noble oro. Ya en el siglo XIII San Alberto Magno rechaza alguna de las supuestas transmutaciones logradas y vuelve a mirar por sí mismo a la naturaleza. Un contemporáneo, Roger Bacon, defiende la experimentación a la vez que combate a Aristóteles. Sin embargo el pensamiento alquimista se prolongará en el tiempo. Paracelso, en el siglo XVI, intenta que la alquimia se ocupe de los problemas reales, en especial los relacionados con la medicina en su «iatroquímica», pero mantiene la triada alquímica.

Será Boyle, en el siglo XVII, quien rompa con la tradición alquimista al afirmar que los elementos deben estar constituidos por cuerpos sólidos. En su obra «The sceptical Chymist» establece el concepto moderno de elemento:

«Ciertos cuerpos primitivos y simples que no están formados de otros cuerpos, ni unos de otros, y que son los ingredientes de que se componen inmediatamente y en que se resuelven en último término todos los cuerpos perfectamente mixtos.»

Boyle también supone que su número ha de ser mucho más numeroso que los tres de los alquimistas  o los cuatro de los aristotélicos. Adopta la teoría atómica, entiende que la mera observación teórica es insuficiente y la necesidad de la experimentación. Sin embargo, mantiene la idea de la transmutación de de los metales, que el fuego tiene un carácter material y no ofrece una alternativa.

Contemporáneo de Boyle es el alquimista Becher que admite un elemento terroso, un elemento combustible y un elemento metálico en cuya teoría se basa Stahl para su «teoría del flogisto» -con la que que intentaba explicar la combustión- permanecería vigente hasta que, el descubrimiento casi simultáneamente por Scheele y Priestley del oxígeno, y la revolución que supuso Lavoisier en el último cuarto del siglo XVIII, en la que podemos considerar el nacimiento de la química como ciencia.

Lavoisier considera que los cuatro elementos son un prejuicio que procede de los griegos, una hipótesis sin base experimental. Entiende que son elementos todas aquellas que no han podido ser descompuestas por el científico. Estas quedan distribuidas en cuatro grupos. Asume que los elementos sobreviven en sus compuestos y a su vez pueden ser recuperados de ellos. Demuestra, tanto por descomposición como por síntesis, que el agua es un compuesto y que el fuego es un fenómeno, con lo que acaba definitivamente con la visión aristotélica de los elementos. Junto a otros, relaciona la nomenclatura de los compuestos químicos atendiendo a su composición.

En el ambiente de las nuevas ideas que afloran con Lavoisier surgirá la teoría atómica de Dalton que explicará las leyes ponderales de las combinaciones químicas y dará origen a la notación química desarrollada por Berzelius. El principio de Avogadro permite la diferenciación entre átomos y moléculas, así como la determinación de sus pesos.

En una próxima entrada continuaremos con esta historia, centrado en el descubrimiento de diferentes elementos y los diferentes intentos de clasificación.