Gilbert Newton Lewis: Biografía, contribuciones y estructuras de Lewis

¿Quién fue Gilbert Newton Lewis?

Gilbert Newton Lewis fue un destacado investigador estadounidense de finales del siglo XIX y principios del XX. Su investigación aumentó el conocimiento científico sobre la termodinámica y sus efectos sobre la energía química y las conexiones. También aportó una amplia gama de conocimientos sobre el deuterio y la naturaleza de los ácidos y las bases. Aunque no recibió un premio Nobel, probablemente lo habría recibido en 1954.

Vida familiar y educación

Gilbert Lewis nació en Massachusetts en 1875. Sus padres lo educaron hasta los primeros años de su adolescencia. Se mudó a Nebraska cuando cumplió trece años y fue a una preparatoria para la Universidad de Nebraska.

En 1893, Lewis se cansó de la educación en la Universidad de Nebraska. Se transfirió a la Universidad de Harvard. Tres años más tarde, Gilbert Newton Lewis obtuvo una licenciatura en química. En 1898, también obtuvo una maestría en la misma materia. Luego de investigar sobre electroquímica de elementos metálicos, se doctoró en la misma universidad.

En 1912, Lewis se casó con Mary Sheldon. Tuvieron tres hijos juntos.

Lewis y la termodinámica química

Gilbert Lewis y la química estuvieron conectados desde sus primeras incursiones en la academia. Eligió el campo de la termodinámica química como su campo central de investigación. La termodinámica química es el estudio científico de las interacciones entre el calor y las reacciones químicas entre los elementos y su entorno. Cuando Lewis entró en este campo, había poco conocimiento practicable sobre los efectos del calor en las interacciones químicas. El único de los impactos más perdurables de Lewis en el campo de la termodinámica química es la publicación de su obra Termodinámica y la energía libre de las sustancias químicas. Su coautor de este trabajo fue Merle Randall. Gran parte de su trabajo se hizo en conjunto.

Teoría del enlace químico de Lewis

Una de las contribuciones teóricas más importantes de Gilbert Newton Lewis a la termodinámica química fue su teoría del enlace químico. La teoría del enlace químico de Lewis establece que las estructuras de diferentes moléculas se ven afectadas por los electrones que poseen diferentes niveles de órbita. Los electrones más alejados del núcleo del átomo se denominan electrones de valencia. Estos electrones participan en la formación de enlaces covalentes con otros elementos. Lewis también describió la diferencia entre los enlaces covalentes, que ocurren cuando dos átomos comparten sus electrones más externos, y los enlaces iónicos. Este tipo de enlace se forma cuando un átomo roba un electrón de otra molécula. Entonces, las dos moléculas se atraen entre sí.

Gilbert Lewis es el creador de la estructura de puntos de Lewis. Mucha gente conoce a Lewis por sus diagramas de puntos de electrones, ahora conocidos como estructuras de Lewis. Estas estructuras le permitieron representar su modelo propuesto de cómo los electrones participaban en el enlace químico. Incluyó varios diagramas de puntos de electrones en su trabajo publicado sobre este tema en 1916.

Las estructuras de Lewis son diagramas de diferentes átomos y el enlace covalente que se forma entre ellos. Los puntos grandes, que representan el núcleo de los átomos, están rodeados de puntos más pequeños. El símbolo del núcleo a menudo incluye el signo químico del elemento que se representa. Los electrones de valencia de diferentes átomos que forman un enlace covalente están conectados por una línea o barra.

Esta estructura de puntos de Lewis muestra qué electrones de valencia están creando enlaces covalentes entre el fósforo y el oxígeno y cuáles están formando enlaces entre el oxígeno y el hidrógeno.

Los electrones de valencia en un diagrama de puntos de Lewis son impulsados ​​uno a la vez en una formación en sentido contrario a las agujas del reloj. Un punto está escrito en la parte superior. El segundo electrón de valencia se dibuja a la izquierda y así sucesivamente hasta que cada lado tenga un punto. Luego, los cuatro electrones de valencia posibles restantes se dibujan en el mismo patrón hasta que cada lado del átomo tiene dos símbolos de electrones. El número de lados que tienen un solo electrón de valencia es el mismo número de posibles enlaces covalentes que se podrían formar. Los enlaces covalentes a menudo se representan mediante líneas dibujadas entre los símbolos de los elementos. Sin embargo, la versión más precisa mostraría simplemente dos o cuatro puntos entre los símbolos.

La siguiente publicación importante sobre la teoría del enlace químico fue Valencia y la estructura de átomos y moléculas. Lewis publicó este trabajo en 1923. Al crear este documento, Lewis amplió el trabajo de otros que se habían basado en el trabajo original de Lewis.