Per Newton e Boyle, sebbene esistessero diverse forme di materia, i corpuscoli o gli atomi di cui esse erano composte erano tutti identici.’ (E pertanto rimaneva sempre, per loro, la possibilità alchemica di convertire il vile metallo in oro, giacché ciò comportava solo un cambiamento di forma, una trasformazione della stessa materia fondamentale). Ora, però, grazie a Lavoisier, il concetto di elemento era stato chiarito, e per Dalton esistevano tanti tipi di atomi quanti erano gli elementi. Ognuno di essi aveva un «peso atomico» fisso e caratteristico, ed era proprio questo che determinava le proporzioni relative secondo le quali ciascun elemento si combinava con gli altri. Perciò, se 23 grammi di sodio si combinavano invariabilmente con 35,5 grammi di cloro, era perché gli atomi di sodio e di cloro avevano, rispettivamente, un peso atomico di 23 e 35,5. (Questi pesi atomici non erano, naturalmente, i pesi reali degli atomi, ma i loro pesi relativi rispetto a un peso standard - per esempio, quello di un atomo di idrogeno).
Leggere Dalton, leggere degli atomi, mi fece scivolare in una sorta di rapimento: pensai che i numeri e le misteriose proporzioni osservate in laboratorio su scala macroscopica potessero riflettere un intero mondo invisibile e infinitesimo di atomi che danzavano, si toccavano, si attraevano e si combinavano. Avevo la sensazione che - usando l’immaginazione come un microscopio - mi fosse consentito di vedere un mondo in miniatura, un mondo elementare, miliardi o migliaia di miliardi di volte più piccolo del nostro: il mondo dei veri costituenti della materia.
Zio Dave mi aveva mostrato una lamina d’oro che era stata battuta e martellata fino a farla diventare quasi trasparente, al punto che trasmetteva la luce - una bellissima luce verde-bluastra. Lo spessore di quel foglio d’oro, mi disse, che era di 2,5 milionesimi di centimetro, conteneva solo qualche decina di atomi. Mio padre mi aveva mostrato che una sostanza molto amara, come la stricnina, poteva essere diluita un milione di volte ed essere ancora percepita al gusto. Mi piaceva fare esperimenti con i film sottili, soffiare bolle di sapone in bagno - da una piccolissima quantità di acqua saponata, facendo attenzione, se ne ottenevano di enormi -, guardare la benzina che si spargeva in macchie iridescenti sulle strade bagnate. Tutte queste osservazioni mi prepararono, in un certo senso, a immaginare il mondo dell’infinitamente piccolo, la piccolezza delle particelle che compongono un foglio d’oro spesso qualche milionesimo di centimetro, una bolla di sapone o un film di benzina.
Ma ciò che Dalton lasciava intendere era infinitamente più emozionante: non si trattava solo di atomi in senso newtoniano, ma di atomi dotati di un’individualità ricca come quella degli elementi stessi - atomi la cui individualità conferiva agli elementi la loro.
Nel quaderno di appunti di Dalton la descrizione dettagliata della sua teoria atomica reca la data 6 settembre 1803 - il giorno del suo trentasettesimo compleanno. Al principio egli fu troppo modesto, o forse troppo diffidente, per pubblicare un qualsiasi scritto sulla sua teoria (benché avesse calcolato ed elencato negli appunti i pesi atomici di sei elementi: idrogeno, azoto, carbonio, ossigeno, fosforo e zolfo). Ben presto, però, circolò la voce che egli stesse covando qualcosa di straordinario, e Thomas Thomson, chimico insigne, andò a Manchester per incontrarsi con lui. Bastò una sola breve conversazione con Dalton, nel 1804, per « convertire » Thomson - e per cambiargli la vita. « Rimasi incantato » scriverà in seguito « dalla nuova luce che immediatamente si accese nella mia mente, e capii subito l’immensa importanza di una tal teoria».
Sebbene Dalton avesse presentato alcune sue congetture alla Literary and Philosophical Society di Manchester, esse restarono in una cerchia ristretta finché Thomson non ne fece oggetto dei suoi scritti. La presentazione di Thomson era brillante e persuasiva, molto più dell’esposizione dello stesso Dalton, goffamente compressa nelle pagine finali del suo New System del 1808.
Sacks O., “Zio Tungsteno“, Adelphi, pag. 174
Avogadro ipotizzò che volumi uguali di gas contenessero un ugual numero di molecole
Sebbene parlasse di atomi « composti », Dalton non faceva una chiara distinzione (non più chiara dei suoi predecessori) fra molecole (la più piccola quantità di un elemento o di un composto che può esistere allo stato libero) e atomi (le reali unità della combinazione chimica). Il chimico italiano Avogadro, analizzando i risultati di Gay-Lussac, ipotizzò a quel punto che volumi uguali di gas contenessero un ugual numero di molecole. Perché così fosse, le molecole di idrogeno e di ossigeno dovevano essere formate ciascuna da due atomi. La loro combinazione per formare l’acqua poteva quindi essere rappresentata come segue: 2H2 + OZ -> 2H2O.
Tuttavia, il suggerimento di Avogadro dell’esistenza di molecole biatomiche fu ignorato e osteggiato praticamente da tutti - Dalton compreso - in un modo che, almeno in retrospettiva, ha dell’incredibile. Rimase così una grande confusione fra atomi e molecole, insieme allo scetticismo sulla possibilità che atomi dello stesso tipo si legassero insieme. Non c’era alcun problema a considerare l’acqua, che era un composto, come H2O, ma ad ammettere che una molecola di idrogeno puro potesse essere H2 ci si scontrava con una difficoltà apparentemente insormontabile. Molti pesi atomici calcolati ai primi del diciannovesimo secolo erano dunque sbagliati a meno di un semplice fattore numerico: alcuni sembravano la metà di quanto avrebbero dovuto essere, altri il doppio, oppure un terzo, un quarto, e così via.
Finalmente, nel 1858, Stanislao Cannizzaro comprese che l’ipotesi avanzata nel 1811 dal suo conterraneo Avogadro offriva un’elegante via d’uscita dalla confusione su atomi e molecole, pesi atomici e pesi equivalenti, una confusione che si trascinava da decenni. Il primo scritto di Cannizzaro fu ignorato, proprio come lo era stato quello di Avogadro, ma quando alla fine del 1860 i chimici si riunirono a Karlsruhe, nel loro primo convegno internazionale, fu proprio la relazione di Cannizzaro a tener banco, e a porre fine al conflitto intellettuale durato tanti anni.
Sacks O., “Zio Tungsteno“, Adelphi, pag. 177
