Figura. Frederick Soddy

Frederick Soddy nació en Eastbourne, Inglaterra, en 1877, y se formó como químico en Oxford, donde desarrolló interés por la materia, la energía y los elementos químicos. A comienzos del siglo XX trabajó con Ernest Rutherford en Canadá, en una época en que la radioactividad, el átomo y la estructura nuclear todavía eran problemas abiertos. Juntos estudiaron cómo ciertos elementos emitían radiación y se transformaban en otros, una idea revolucionaria porque contradecía la visión clásica de los elementos como sustancias eternas e inmutables. Soddy comprendió que la química debía mirar dentro del átomo.

Su mayor aporte fue explicar la desintegración radiactiva, proceso en el cual un núcleo inestable cambia espontáneamente y libera partículas o energía. También contribuyó al concepto de vida media, fundamental para medir la rapidez con que una sustancia radiactiva se transforma. Más tarde, al observar que algunos átomos ocupaban el mismo lugar en la tabla periódica pero tenían distinta masa atómica, aceptó la palabra “isótopo”, propuesta por Margaret Todd. Con esta idea, la química pudo diferenciar entre identidad química y masa nuclear: dos átomos podían comportarse igual en reacciones, pero tener núcleos diferentes.

En 1921 recibió el Premio Nobel de Química por sus estudios sobre las sustancias radiactivas y los isótopos. Sin embargo, Soddy no fue solo un químico de laboratorio; también reflexionó sobre economía, energía y sociedad. Criticó sistemas económicos que ignoraban los límites físicos del mundo material, anticipando debates modernos sobre recursos naturales, sostenibilidad y termodinámica social. Murió en 1956, dejando una obra decisiva para la química nuclear. Su legado muestra que comprender los elementos exige estudiar tanto sus propiedades visibles como los cambios profundos que ocurren en el núcleo atómico.

Figura. Inez Fung

Inez Fung nació en Hong Kong en 1949 y se convirtió en una de las científicas más influyentes en el estudio del clima, la atmósfera y el ciclo del carbono. Aunque no es química de formación estricta, su trabajo se relaciona profundamente con la química atmosférica, porque estudia cómo gases como el dióxido de carbono circulan entre aire, océanos, suelos y vegetación. Se formó en el MIT, donde obtuvo estudios en matemática aplicada y meteorología, una combinación que marcó su estilo científico: usar modelos matemáticos, datos globales y simulaciones climáticas para entender procesos planetarios. 

Su investigación se centra en las interacciones entre cambio climático, ciclos biogeoquímicos y composición de la atmósfera. Fung ha estudiado las fuentes y sumideros de CO₂, es decir, los lugares donde el carbono se libera o se almacena naturalmente. Esta pregunta es esencial para comprender por qué aumenta la concentración de gases de efecto invernadero y cómo responden los ecosistemas ante sequías, calentamiento y alteraciones humanas. También ha trabajado con modelos de transporte atmosférico y modelos carbono-clima, herramientas que permiten analizar la evolución futura de la biosfera, la hidrosfera y la temperatura global.

En la Universidad de California, Berkeley, Fung fue profesora de ciencias atmosféricas y figura clave del Berkeley Atmospheric Sciences Center. Sus aportes ayudaron a fortalecer la comprensión científica del calentamiento global y la necesidad de medir con precisión el comportamiento del carbono en el sistema Tierra. Ha recibido reconocimientos importantes, entre ellos membresías en la National Academy of Sciences, la Royal Society y la Academia Sinica. Su legado muestra cómo la ciencia moderna une química ambiental, física atmosférica y modelación computacional para explicar problemas reales del planeta.

Biografía. Margaret Georgina Todd

Margaret Georgina Todd nació en 1859 en Kilrenny, Escocia, y fue una figura singular entre la medicina, la literatura y la ciencia química. Antes de graduarse como médica, trabajó como maestra y luego ingresó a la Escuela de Medicina para Mujeres de Edimburgo, en una época en que el acceso femenino a la educación científica, la formación médica y la profesión universitaria todavía enfrentaba muchas barreras. Durante sus estudios escribió novelas bajo el seudónimo Graham Travers, combinando observación social, experiencia clínica y defensa indirecta de las mujeres médicas. 

Su aporte más recordado ocurrió en 1913, durante una conversación con el químico Frederick Soddy sobre radioactividad, masa atómica y tabla periódica. Soddy explicaba que ciertos elementos podían tener propiedades químicas semejantes, pero masas diferentes, ocupando el mismo lugar en la clasificación periódica. Todd propuso entonces la palabra “isótopo”, formada a partir del griego y relacionada con la idea de “mismo lugar”. Ese término permitió nombrar con precisión una realidad clave de la estructura atómica, los núcleos químicos y la identidad elemental. 

Aunque Todd no fue una investigadora de laboratorio como Marie Curie o Ellen Gleditsch, su intervención lingüística tuvo enorme valor conceptual. En ciencia, nombrar bien también es pensar bien: el término isótopo ayudó a ordenar fenómenos de química nuclear, desintegración radiactiva y variación isotópica. Además, su vida muestra la relación entre cultura humanística y ciencia, pues una médica escritora pudo aportar una palabra decisiva al vocabulario químico moderno. Murió en 1918, pero su nombre permanece unido a una de las nociones fundamentales para comprender átomos, elementos y reacciones nucleares.

Figura. Henry Cavendish

Henry Cavendish nació en Niza en 1731, dentro de una familia aristocrática británica, pero eligió una vida dedicada casi por completo a la observación, el cálculo y el experimento. Estudió en Cambridge, aunque no obtuvo título formal, y pronto se integró a círculos científicos donde destacó por su rigor silencioso. Fue extremadamente reservado, hasta el punto de evitar la conversación social, pero en su laboratorio mostró una disciplina extraordinaria. Sus investigaciones sobre gases, densidad y electricidad revelan a un científico que prefería medir antes que especular, construyendo conocimiento con paciencia, precisión y confianza en los datos.

Su trabajo más famoso se relaciona con el “aire inflamable”, que hoy identificamos como hidrógeno. Cavendish estudió cómo este gas se producía al reaccionar metales, ácidos y sustancias minerales, midió sus propiedades y mostró que, al quemarse, formaba agua. Este hallazgo fue decisivo para comprender que el agua no era un elemento simple, sino una sustancia compuesta. También investigó el oxígeno, la combustión y la composición del aire, aportando datos fundamentales a la química moderna. Aunque no siempre publicó todo lo que descubría, sus cuadernos demostraron después que había anticipado ideas importantes sobre carga eléctrica, potencial y capacidad.

En física, Cavendish es recordado por el experimento que permitió calcular la densidad terrestre mediante una balanza de torsión diseñada por John Michell. Con esa medición, fue posible estimar la constante gravitacional y, de manera indirecta, la masa de la Tierra. Su estilo científico combinaba aislamiento personal con una precisión casi obsesiva. Murió en Londres en 1810, dejando una fortuna considerable y una obra científica que solo fue valorada plenamente décadas después. Hoy se le reconoce como una figura esencial de la química experimental, la física y la medición cuantitativa, porque convirtió preguntas invisibles en resultados medibles y comparables sin abandonar el rigor de sus mediciones.

Figura. Ellen Gleditsch

 Ellen Gleditsch (1879–1968) fue una química y física noruega reconocida por sus investigaciones en radiactividad y por ser una de las primeras mujeres en ocupar posiciones destacadas dentro de la ciencia universitaria en Noruega. Nació en Mandal y comenzó su formación trabajando inicialmente como asistente y farmacéutica, antes de dedicarse plenamente a la investigación científica. En una época en la que las mujeres tenían enormes dificultades para ingresar a laboratorios y universidades, Gleditsch logró integrarse al círculo científico internacional gracias a su trabajo en París junto a Marie Curie. Allí participó en investigaciones relacionadas con el radio, los procesos radiactivos y la medición precisa de sustancias radiactivas, áreas centrales de la física y química de comienzos del siglo XX.

Uno de los aportes más importantes de Ellen Gleditsch fue su trabajo sobre la vida media y las propiedades químicas de elementos radiactivos. Participó en investigaciones destinadas a purificar y analizar compuestos de radio, contribuyendo al desarrollo de técnicas experimentales fundamentales para la química nuclear y la radioquímica. También colaboró en estudios sobre isótopos y desintegración radiactiva, temas esenciales para comprender la estructura del átomo y la estabilidad nuclear. Además de su trabajo experimental, ayudó a difundir internacionalmente las investigaciones del laboratorio de Curie, fortaleciendo las conexiones entre laboratorios europeos dedicados a la nueva ciencia de la radiactividad.

La carrera de Gleditsch tuvo también una enorme importancia educativa y social. En 1929 se convirtió en profesora universitaria en Noruega, siendo una de las primeras mujeres en alcanzar ese nivel académico en el país. Defendió activamente la participación femenina en la ciencia y promovió oportunidades educativas para mujeres interesadas en química, física y medicina. Su trayectoria mostró que las mujeres podían desempeñar papeles centrales en áreas científicas altamente técnicas y experimentales. Hoy, Ellen Gleditsch es recordada como pionera de la radioquímica, colaboradora de Marie Curie y figura clave en la consolidación de la investigación científica femenina en Europa durante el siglo XX.

Figura. Lucy Weston Pickett

 Lucy Weston Pickett (1904–1997) fue una química y cristalógrafa estadounidense reconocida por sus contribuciones al estudio de la estructura molecular mediante técnicas de difracción de rayos X. Nació en Massachusetts y desarrolló su formación científica en una época en la que las mujeres tenían acceso limitado a laboratorios universitarios y carreras académicas avanzadas. Estudió en el Mount Holyoke College y posteriormente realizó investigaciones de posgrado en química física y cristalografía. Desde el inicio de su carrera mostró interés por comprender cómo la disposición espacial de los átomos influye en las propiedades químicas de las sustancias, especialmente en compuestos inorgánicos y materiales cristalinos.

El trabajo de Pickett se centró en el análisis estructural de cristales utilizando rayos X, una técnica que permitió estudiar la posición de los átomos dentro de sólidos cristalinos. Sus investigaciones ayudaron a mejorar la comprensión de enlaces químicos, geometría molecular y organización interna de materiales complejos. También colaboró en estudios relacionados con compuestos de coordinación y estructuras inorgánicas, áreas fundamentales para el desarrollo posterior de la química del estado sólido y la ciencia de materiales. Durante gran parte del siglo XX, la cristalografía fue una herramienta esencial para conectar conceptos abstractos de átomos, moléculas y enlaces con observaciones experimentales directas, y Pickett formó parte de esa transformación metodológica de la química moderna.

Además de sus aportes científicos, Lucy W. Pickett tuvo un papel importante como docente e investigadora en instituciones académicas estadounidenses. Su carrera refleja las dificultades y avances de las mujeres en las ciencias experimentales durante el siglo XX. Aunque muchas veces trabajó en entornos donde el reconocimiento científico femenino era limitado, logró consolidar una trayectoria respetada en química estructural y cristalografía. Hoy es recordada como una investigadora que contribuyó al desarrollo de métodos para visualizar y comprender la organización tridimensional de la materia, fortaleciendo la relación entre química, física y análisis experimental avanzado.

Demostración. Extención de la ley de Dalton

Describiremos el modelo matemático de un sistema como el que se muestra en la figura [Diseño experimental avanzado de la ley de Dalton]

Para este caso iniciaremos despejando la cantidad de sustancia del [Teorema de la ley del gas ideal].

El teorema [1] vale igual para las cantidades totales, ya que aplicamos la conservación del número de entidades al asumir que los gases no reaccionan.

Luego al aplicar la forma (3) del [Teorema de la ley de Dalton] obtenemos la relación cuando no conocemos las masas de los gases.

Aunque las temperaturas pueden ser distintas, generalmente se asumen constantes, lo que hace que el teorema parezca una modificación de la ley de Boyle.

El teorema anterior adicionalmente se modifica usando la forma (2) del [Teorema de la ley de Dalton].

Ahora, si lo que conocemos son las masas es mas fácil, usaremos [Teorema de la ley del gas ideal], definido para la totalidad y combinamos con [3]

Y ahora la cantidad se puede sustituir por el cociente masa sobre masa molar como se deriva de el [Axioma de masa molar], en este caso nuevamente despejamos la presión total final sabiendo que el volumen se resuelve usando la forma (2) del [Teorema de la ley de Dalton].

Tenga en cuenta que los dos teoremas clave describen el mismo escenario pero desde datos de inicio distintos en uno conocemos las masas y en otro solo sus parámetros de gas a temperatura constante. 

Fórmula. Extensión de la ley de Dalton

 En caso de verse muy pequeño, pulse en la imagen para verla completa. Para ver de dónde sale la fórmula pulse en [Demostración. de la extensión de la Ley de Dalton].

Por factor marcado

(1) Masas parciales conocidas

(2) Presiones y volúmenes parciales conocidos, pero masas desconocidas

Por álgebra simbólica

(1) Masas parciales conocidas

(2) Presiones y volúmenes parciales conocidos, pero masas desconocidas

Parámetros

\(P\) y \(P_i\) Presión total y presión parcial (atm); \(V_i\) Volumen de parcial (L); \(m_i\) Masa parcial (g); \(M_i\) Masa molar (g/mol); \(T\) temperatura absoluta (K); \(R\) constante del gas ideal o constante de Regnault (atm L/ mol K)