Gilbert Newton Lewis: biografía y aportes de este fisicoquímico americano

Gilbert Newton Lewis, de nacionalidad estadounidense, fue uno de los físicoquímicos más influyentes del siglo XX. Este científico desarrolló la mayor parte de su trayectoria como profesor e investigador en la Universidad de California (Berkeley), teniendo que realizar un receso durante unos años al ser reclutado para ayudar al ejército estadounidense durante la Primera Guerra Mundial.

Entre sus múltiples aportaciones a la ciencia destacan la estructura de Lewis o diagramas de punto, el concepto de enlace covalente, acuñar el término fotón, su definición de ácido y base.

En esta biografía de Gilbert Newton Lewis haremos un repaso a la vida de este científico, y se destacarán gran parte de sus aportaciones al campo de la física y la química.

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Breve biografía de Gilbert Newton Lewis

Gilbert Newton Lewis nació el 23 de octubre de 1875 en la ciudad estadounidense de Weymouth (Massachusetts). Sus padres se llamaban Mary Burr White Lewis y Frank Wesley Lewis, quienes se encargaron de impartir las clases en el domicilio familiar y no fue hasta que Newton Lewis cumplió los 10 años cuando comenzó a ir a un colegio público.

Formación académica

En 1884 Newton Lewis, junto a su familia, tuvo que mudarse a Lincoln (Nebraska), y con tan sólo 13 años consiguió ser admitido en la preparatoria de la Universidad de Nebraska, gracias a su buen rendimiento académico.

Al acabar sus estudios de secundaria, Lewis barajó la posibilidad de estudiar economía; sin embargo, terminó por decantarse por estudiar física y química, siendo admitido en el año 1893 en la prestigiosa Universidad de Harvard, y donde se graduó tres años después. Tras su graduación trabajó como profesor en un colegio privado llamado Phillps Academy, situado en la localidad de Andover (Massachussets).

En 1898, Lewis regresó a la Universidad de Harvard para estudiar un posgrado que le permitiera obtener una maestría. Culminó su posgrado presentando una tesis que se titulaba “El electrón y una molécula”. Al año siguiente logró doctorarse en la misma universidad con su tesis titulada “Algunas reacciones electroquímicas y termoquímicas de amalgamas de zinc y cadmio”.

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Tras graduarse en Harvard: formación en Alemania

Tras doctorarse en la Universidad de Harvard, Lewis obtuvo un puesto en la misma universidad durante un año. Un año después, logró obtener una beca que le permitió viajar a Europa para continuar su aprendizaje de la mano de importantes físicos y químicos europeos, comenzando por su viaje a Alemania en 1889 para aprender de Wilhelm Ostwald Leipzig y también en la Universidad de Gotinga (Alemania).

Tras su viaje por Europa, le ofrecieron a Lewis un trabajo para el gobierno de las islas Filipinas, donde estuvo trabajando durante un tiempo. Durante aquella etapa dedicó parte de su trabajo a realizar investigaciones acerca de la descomposición del óxido de la plata, llegando a publicar un artículo sobre dicha investigación, el cual se llegó a titular como “Hydration in solution” (Hidratación en solución).

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Regreso a los Estados Unidos

En 1899, llamaron a Lewis para ocupar la cátedra de química en la Universidad de Harvard, donde desempeñaría el puesto hasta el año 1906.

Al año siguiente de dejar su trabajo como profesor e investigador para la Universidad de Harvard le ofrecieron a Lewis la posibilidad de trabajar en el Instituto Tecnológico de Massachusetts, un puesto de trabajo que aceptó y desempeñó hasta 1912, año en el que se casó con Mary Hinckley Sheldon, con quien llegó a tener 3 hijos: Margery, Edward y Richard Lewis.

Durante este periodo, Lewis publicó una serie de artículos que resultaron trascendentes en su campo: “Esquemas de un nuevo sistema de química termodinámica” y “La energía libre de sustancias químicas”, que llegó a ser el núcleo de una serie de artículos posteriores acerca de las determinaciones experimentales de energías libres.

En 1908, Lewis publicó su primera investigación acerca de la teoría de la relatividad de manera paralela con Albert Einstein según fuentes, donde presenta la hipótesis acerca del vínculo descubierto entre la energía y la masa, aunque en una dirección diferente a la que utilizó Einstein en su investigación.

Además, durante ese periodo fue admitido en el selecto grupo de químicos que llegaron a impulsar meteóricamente el campo de la investigación de la física y la química en los Estados Unidos. Este periodo estuvo muy marcado por una intensa labor en el ámbito científico, tanto a nivel teórico como experimental, que continuó durante toda su trayectoria. El trabajo de los fisicoquímicos de esta época permitió sentar las bases de numerosos campos de investigación que a día de hoy son ampliamente reconocidos por químicos y físicos de todo el mundo.

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Trayectoria en la Universidad de California

Tras concluir su trayectoria profesional en el Instituto Tecnológico de Massachusetts, Lewis fue contratado para trabajar como profesor de química en la Universidad de California, situada en la ciudad de Berkeley.

Tras haber desempeñado el trabajo como profesor de esta institución durante un periodo, Lewis llegó a ser el decano de la facultad de Química y también del Departamento de Química de la misma universidad, una institución que estaba en plena expansión por aquel entonces y parte del mérito era de la gran labor desempeñada por Lewis, así como también fue fruto del liderazgo del presidente de la institución, Benjamin Ide Wheeler, convirtiendo así a la Universidad de California en una de las más distinguidas universidades de los Estados Unidos.

Además, en la Universidad de California, le brindaron a Lewis de una innovadoras instalaciones para desempeñar sus funciones como investigador, de las que sacó el máximo provecho. Lo primero que hizo al ser nombrado Decano fue un rejuvenecimiento departamental, reclutando a jóvenes investigadores que, bajo el liderazgo de Lewis, lograron en conjunto una fructífera labor investigadora. Otra de las innovaciones que realizó Lewis fue la de quitar los puestos jerárquicos dentro su departamento, de manera que todos eran profesores dentro del mismo rango, a la par que investigadores.

Puesto que no había jerarquía, Lewis permitía libertad de expresión dentro de la facultad que diera pie a diversidad de opiniones, lo que se desenlaza en un debate en el que todos y cada uno de los miembros, incluidos los alumnos, podría argumentar sus conclusiones acerca de cualquier tema que saliera.

Se dice que en la facultad llegaron a volverse como los atenienses clásicos, de manera que estaban continuamente debatiendo y compartiendo las ideas que se les iban viniendo a la cabeza en relación a los temas que se iban tratando, bajo el lema de que todo el departamento en conjunto era más que la suma de sus miembros de manera individual.

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En el ejército estadounidense durante la Primera Guerra Mundial

En 1914, a pesar del estallido de la Primera Guerra Mundial, Lewis continuó con su trabajo, y en el año 1917, fue reclutado para ayudar en el ejército de los Estados Unidos, llegando a obtener el puesto de mando en la División de Defensa en el Servicio de Guerra Química, realizando una amplia labor, gracias a la cual el ejército de su país pudo reducir considerablemente el número de bajas en comparación con los años anteriores a su incorporación debido al uso del gas por los ejércitos del bando enemigo.

Lewis ayudó al ejército estadounidense a alcanzar una gran eficiencia a la hora de proteger a sus soldados contra ese gas con el que combatían los países del bando enemigo.

Siguiendo con las investigaciones en Física y Química

Tras finalizar la guerra, Lewis fue condecorado por la ayuda brindada al ejército de su país con los más altos honores. De vuelta en California, comenzó a trabajar como asistente de Merle Randall en sus investigaciones acerca del tratado sobre la termodinámica.

En 1923, ambos publicaron su gran obra, titulada “Termodinámica y la energía libre de sustancias químicas”, que representaba todo el trabajo que venía investigando desde 1899.

Últimos años y muerte

En el año 1926, se le reconoció por haber sido quien acuñó el término “fotón” para referirse a la unidad más pequeña de la energía radiante y, siete años después, fue el primer químico en lograr producir una muestra pura de óxido de deuterio (agua pesada). También logró examinar varias de las propiedades de los nucleones a partir de la aceleración de neutrones en el ciclotrón de Ernest Lawrence.

En 1946, Lewis falleció por un paro cardíaco mientras estaba investigando en su laboratorio de la Universidad de California

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Aportaciones más relevantes de Gilbert Newton Lewis a la ciencia

A lo largo de su amplia trayectoria como investigador Lewis logró relevantes descubrimientos gracias a los cuales fue nominado para el Premio Nobel de Química, aunque nunca llegó a ganarlo. Entre sus múltiples aportaciones a la ciencia, destacaremos las siguientes.

1. La estructura de Lewis o los diagramas de punto

Es posiblemente la aportación más importante a la ciencia de Gilbert Newton Lewis, siendo elaborada con el fin de utilizar varios métodos para poder representar la estructura de una molécula.

Este científico ideó la hipótesis que postulaba que los átomos eran capaces de mantenerse unidos comparando pares de electrones. En base a ello desarrolló el simbolismo de las estructuras.

La teoría del enlace que se desarrolló en base a la de Lewis, ayudó a agrupar en un mismo concepto todas las clases de enlaces químicos.

2. Enlace covalente

El enlace covalente, conceptualizado por Lewin, es la constitución de dos átomos unidos de manera que se forme un octeto estable, a la vez que comparten los electrones del último nivel, a excepción del hidrógeno, que es capaz de lograr una estabilidad al poseer dos electrones.

3. Fotón

Como se comentó anteriormente, Lewin acuñó el concepto de fotón para nombrar la unidad más diminuta de energía luminosa, que es capaz de transmitir todas las formas posibles que hay de radiación electromagnética, como por ejemplo, los rayos x, los gamma, los infrarrojos, las microondas, los rayos ultravioleta, etc.