Dalton retomó el concepto de átomo de la Grecia clásica e hizo una serie de suposiciones sobre la estructura y composición de la materia con el fin de explicar las leyes ponderales.

La teoría atómica de Dalton, publicada en 1808, propone que:

- Las sustancias están formadas por partículas indivisibles y muy pequeñas llamadas átomos.

- Todos los átomos de una sustancia simple son iguales entre sí; en particular, tienen la misma masa.

- Los átomos se unen entre sí, formando sustancias simples si se unen átomos iguales o compuestas si se unen átomos distintos, pero siempre en una proporción fija para cada sustancia.

- En las reacciones químicas los átomos no cambian: simplemente, se unen de forma diferente en los reactivos y en los productos, pero el número de cada tipo de átomos no se modifica.

Dalton representó cada tipo de átomos por un símbolo gráfico, como se ve en la imagen. Posteriormente, se les ha ido dando un símbolo formado por una o dos letras, mayúscula la primera, relacionado con las iniciales de su nombre, a veces latino (Fe de ferrum, Ag de argentum, ...).

Elementos y sustancias simples

No es lo mismo elemento que sustancia simple: un elemento es un tipo de átomos, caracterizado por tener un número determinado de protones en el núcleo (un átomo es de cloro por tener 17 protones en el núcleo). Pero los átomos de un elemento pueden unirse entre sí dando lugar a diferentes sustancias simples: por ejemplo, el grafito y el diamante están formados exclusivamente por átomos de carbono, aunque las propiedades de esas sustancias son muy diferentes, y lo mismo sucede con el oxígeno del aire (O₂) y el ozono (O₃), formados por átomos de oxígeno.

Tipos de partículas

Interpretación de las leyes ponderales

Observa la animación siguiente. Fíjate en que se mezclan dos gases, formados por partículas diatómicas de dos átomos de oxígeno (O₂) o de nitrógeno (N₂). Cuando se produce la reacción de formación de NO, se rompen uniones entre átomos de oxígeno por un lado y de nitrógeno por otro, formándose uniones entre ellos para obtener el nuevo gas.

Como puedes ver, el número total de átomos no cambia desde la situación inicial a la final: simplemente, están unidos de una forma diferente. Por tanto, la masa total tampoco varía, y se cumple la ley de conservación de la masa. En este caso, sobra nitrógeno, que es el reactivo en exceso.

Fíjate también en que siempre se une un átomo de nitrógeno con uno de oxígeno para formar este óxido de nitrógeno, con lo que la fórmula del óxido es NO; por tanto, la proporción de combinación en masa corresponderá siempre al cociente entre las masas de ambos átomos. En resumen, la proporción de combinación es constante.

Sin embargo, el nitrógeno puede unirse con el oxígeno para formar diferentes óxidos; por ejemplo, NO y NO₂. La proporción de combinación es diferente en ambos casos, ya que hay el doble de oxígeno en el segundo que en el primero para la misma cantidad de nitrógeno, de acuerdo con la ley de las proporciones múltiples.