Gilbert Newton Lewis (1875-1946) fue uno de los más importantes científicos estadounidenses del siglo XX. Su trabajo produjo una revolución estructural en los estudios químicos, gracias a los múltiples aportes que hizo a lo largo de su vida para el desarrollo de la ciencia.
Entre los aportes de este fisicoquímico destaca la fórmula que lleva su nombre, con la cual se representan gráficamente los pares de electrones solos. El trabajo investigativo de Lewis fue muy amplio, aunque su fama básicamente se debió a la teoría sobre los enlaces químicos y la definición del ácido-base formulada en 1923.
Lewis llegó a tener gran influencia en el mundo científico y académico de Estados Unidos, especialmente en la Universidad de Harvard, donde se formó y dictó cátedra. Su trabajo para el ejército estadounidense durante la Primera Guerra Mundial le valió el mayor reconocimiento y los más altos honores.
Se formó en las universidades de Nebraska, Harvard, Leipzig y Gotinga en Alemania. Trabajó en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en la Universidad de Harvard y en la Universidad de California, donde murió trabajando.
A lo largo de su vida recibió innumerables reconocimientos y premios, entre los cuales destacan varios doctorados honoris causa de las universidades de Chicago, Madrid, Liverpool, Wisconsin y Pensilvania. Fue miembro honorario de varias instituciones científicas en Inglaterra, India, Suecia, Dinamarca y los Estados Unidos.
Biografía
Nacimiento y primeros años
Gilbert Newton Lewis nació en Weymouth, Massachusetts, el 23 de octubre de 1875. Sus padres fueron Frank Wesley Lewis y Mary Burr White Lewis. Durante sus primeros años recibió enseñanzas en su propio hogar y a los 10 años ingresó a la escuela pública, donde se graduó en 1889.
En 1884 Lewis tuvo que radicarse junto a su familia en Lincoln, Nebraska. A los 13 años fue admitido en la preparatoria de la Universidad de Nebraska.
Estudios
Al graduarse, prosiguió con sus estudios universitarios durante dos años y luego se matriculó en la Universidad de Harvard en 1893.
Inicialmente se interesó por la economía, pero se decantó finalmente por la física y la química. Gilbert obtuvo su título en química en 1896 y durante un año estuvo enseñando en Phillips Academy, un colegio privado de Andover.
Regresó a Harvard para hacer el trabajo de postgrado y obtener la maestría en 1898 con su tesis sobre El electrón y una molécula. Un año después obtuvo el doctorado y su tesis se tituló Algunas relaciones electroquímicas y termoquímicas de amalgamas de zinc y cadmio“.
En Harvard se desempeñó como instructor durante un año, y luego viajó a Europa con una beca. Estudió con los grandes fisicoquímicos de la época.
En 1899 viajó a Alemania para estudiar con Wilhelm Ostwald Leipzig y después con Walter Nernst en la Universidad de Gotinga; luego trabajó para el gobierno filipino.
Trabajo académico y participación en la guerra
Entre 1999 y 1906 dictó cátedra de química en la Universidad de Harvard y después fue contratado por el Instituto de Tecnología de Massachusetts, en donde estuvo estuvo desde el año 1907 hasta 1912.
Más tarde se convirtió en profesor de química física de la Universidad de California (Berkeley), donde obtuvo el grado de decano de la Escuela de Química.
En 1908 publicó su primer artículo sobre la teoría de la relatividad en un paralelismo con Albert Einstein. En este establece que hay un vínculo entre la energía-masa, pero en una dirección distinta a la empleada por Einstein.
El 21 de junio de 1912 Lewis contrajo matrimonio con Mary Hinckley Sheldon, con quien tuvo tres hijos: Margery S. Lewis, Edward S. Lewis y Richard Newton Lewis.
Su trabajo en California se vio interrumpido por el estallido de la Primera Guerra Mundial. En 1917 se le encargó trabajar para el ejército estadounidense, donde llegó a ser jefe de la División de Defensa del Servicio de Guerra Química.
La entrega y la capacidad de trabajo de Lewis permitieron al ejército reducir el número de bajas que hasta entonces había tenido como consecuencia del uso del gas por parte de los ejércitos enemigos. Al concluir la guerra, fue condecorado por sus servicios con los más altos honores.
Muerte en el laboratorio
Gilbert N. Lewis falleció a los 70 años por un infarto cuando se encontraba trabajando en su laboratorio en la Universidad de Berkeley, el 23 de marzo de 1946.
Tal vez debido a su personalidad introvertida, este eminente científico no recibió nunca el Premio Nobel. Casi al final de su carrera logró probar que la fosforescencia de las moléculas orgánicas está regida por un estado excitado triplete, llegando incluso a calcular sus propiedades magnéticas.
Aportaciones a la ciencia
Algunas de las aportaciones más importantes de Gilbert Newton Lewis a la ciencia son las siguientes:
Estructuras de Lewis
Son varios métodos que sirven para representar la estructura de una molécula. En estas los símbolos de los elementos representan a los átomos, mientras que los puntos representan los electrones que los rodean. Un ejemplo de esto es la representación del hidrógeno, el helio y el carbono:
Lewis fue el primero que propuso la idea de que los átomos podían permanecer unidos comparando pares de electrones; por ello creó el simbolismo de las estructuras.
La teoría del enlace amplio propuesta por Lewis sirvió para agrupar en un solo concepto todos los tipos de enlaces químicos. De esta forma se logró demostrar las relaciones existentes entre sustancias iónicas, moleculares, covalentes y metálicas. Hasta ese momento estos elementos no habían tenido conexión conceptual alguna.
Enlace covalente
Conceptualizó el enlace covalente que se forma entre dos átomos cuando estos se unen para lograr el octeto estable y comparten electrones del último nivel, exceptuando al hidrógeno, que logra alcanzar la estabilidad al tener 2 electrones.
Teoría del octeto
Fue enunciada por Lewis en 1916. En esta se establece que los iones pertenecientes a los elementos del sistema periódico tienden a completar con un número de 8 electrones sus últimos niveles de energía. Esto les permite adquirir una configuración muy estable.
Fotón
Fue el creador en 1926 del término fotón para designar la más pequeña unidad de energía luminosa. Esta partícula de energía transmite todas las formas existentes de radiación electromagnética (rayos X, infrarrojos, gamma, ultravioleta, microondas, ondas de radio, etc.).
Atracción y valencia químicas
Junto a su colega químico Irwing Langmuir, desarrolló la teoría de la atracción y la valencia químicas, que se conoce con el nombre de teoría Langmuir-Lewis. Para ello se basó en la estructura atómica de las sustancias.
Agua pesada
Lewis fue también el primer científico en estudiar y producir el agua pesada (deuterio) en estado puro. También fue el primero en aplicar los principios de la termodinámica en el estudio de los problemas químicos.
Teoría de las disoluciones
Igualmente, a Lewis se le reconoce su trabajo acerca de la teoría de las disoluciones; es decir, las mezclas homogéneas que se obtienen a partir de la interposición de los átomos, moléculas o iones presentes en dos o más sustancias. Dichas sustancias llamadas componentes intervienen en proporciones que varían.