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Hans Peter Jørgen Julius Thomsen (16 de febrero de 1826 – 13 de febrero de 1909) fue un destacado químico danés, aclamado como uno de los fundadores de la termoquímica clásica y una figura central en el desarrollo de la química física del siglo XIX.
A lo largo de su vida profesional, Thomsen se dedicó a la búsqueda de una teoría unificadora de la reactividad química, basándose en mediciones meticulosas del calor de reacción. Aunque sus ambiciosos marcos teóricos fueron posteriormente superados por la termodinámica, su obra experimental, caracterizada por una precisión sin precedentes, dejó un legado duradero y sirvió de inspiración para futuras generaciones de científicos.
Más allá de sus logros científicos, Thomsen fue un hombre de gran influencia cívica e industrial. Tras hacer una fortuna en su juventud al inventar un proceso para convertir la criolita en carbonato de sodio, utilizó su riqueza para dedicarse por completo a la investigación académica.
Desempeñó roles de liderazgo en importantes instituciones danesas y contribuyó al desarrollo de la infraestructura de Copenhague. Su visión también se extendió a la teoría atómica y el sistema periódico, donde sus especulaciones y predicciones sobre la existencia de los gases nobles demostraron ser notablemente correctas, adelantándose a su tiempo.
Primeros Años y el camino hacia la ciencia de Thomsen
Julius Thomsen nació en Copenhague en 1826. Perteneciente a una familia de clase media baja, sus primeros años fueron difíciles y poco documentados, ya que, según el historiador de la ciencia Sir Edward Thorpe, Thomsen «hablaba poco de sí mismo, incluso con sus amigos íntimos, y menos aún sobre los días de su juventud».
Dejó la escuela secundaria de forma prematura y sin diploma, y sus primeros intentos de encontrar un trabajo fueron infructuosos, ya que una solicitud para trabajar en una farmacia fue rechazada.
Sin embargo, su carrera dio un giro cuando fue contratado como asistente de laboratorio en la Universidad de Copenhague. Allí, el profesor Edward Scharling lo alentó a estudiar en su tiempo libre, lo que le permitió ingresar al Instituto Politécnico de Copenhague en 1843. Después de graduarse en 1846, continuó trabajando en la misma institución como técnico de laboratorio y, a partir de 1850, comenzó a impartir conferencias sobre química agrícola.
Durante sus años de estudio, Thomsen asistió a las clases del físico danés Hans Christian Ørsted, aunque sus filosofías sobre la naturaleza de la materia no coincidían, ya que Thomsen, a diferencia de su mentor, era un convencido atomista12. A pesar de ello, Ørsted reconoció el talento del joven Thomsen y lo apoyó para un puesto de profesor en la Universidad de Oslo en 1851, una oferta que finalmente no se concretó.
La riqueza de la criolita y consolidación profesional
La vida de Thomsen cambió drásticamente cuando, a sus veintitantos años, descubrió y patentó un proceso industrial que le aseguró una fortuna. La clave de su éxito fue el mineral criolita (fluoroaluminato de sodio, Na3AlF6), que en ese entonces era económicamente poco importante. Su trabajo se centró en encontrar una manera de convertirlo en carbonato de sodio, un ingrediente vital para las industrias del vidrio, el jabón y los textiles.
El proceso que inventó era ingenioso y meticuloso.
- Primero, calentó criolita con tiza, controlando la temperatura con precisión.
- El producto resultante, el aluminato de sodio, se disolvía en agua, dejando atrás el fluoruro de calcio insoluble.
- Finalmente, al burbujear dióxido de carbono a través de la solución, precipitaba el óxido de aluminio, y la solución restante era carbonato de sodio puro.
En 1853, Thomsen patentó esta técnica, obteniendo derechos exclusivos para explotar y extraer criolita en Groenlandia, que en ese momento era un territorio de la corona danesa. La producción a pequeña escala comenzó en 1857, y para 1860, ya había inaugurado una gran fábrica.
A pesar de que el proceso Solvay, más económico, llegó en la década de 1870, la fábrica de Thomsen continuó procesando criolita para otras aplicaciones, incluyendo la fabricación de esmaltes, vidrio y, eventualmente, la producción de aluminio. Su éxito industrial, y la riqueza que le proporcionó, le permitieron continuar con sus investigaciones académicas, algo crucial en una época en la que muchos puestos científicos estaban mal pagados.
Este éxito financiero le proporcionó la libertad para dedicarse a sus intereses científicos. Desde 1866, ocupó la cátedra de química en la Universidad de Copenhague, mientras continuaba enseñando en el Politécnico.
También ocupó diversos cargos cívicos, ayudando a Dinamarca en la transición a las medidas métricas y la moneda decimal. Su influencia se extendió al ámbito político, sirviendo como Rector de la Universidad de Copenhague en dos ocasiones y como miembro del Consejo de la Ciudad, donde trabajó en proyectos para mejorar el saneamiento, el suministro de gas y la red eléctrica.
La Royal Society lo honró con la Medalla Davy en 1883. En 1888 fue elegido presidente de la Real Academia Danesa de Ciencias y Letras, cargo que ocupó hasta su muerte, y en 1902 se convirtió en el primer y único químico danés en ser elegido miembro extranjero de la Royal Society.
La Búsqueda de una Teoría de la Afinidad Química
La principal contribución científica de Thomsen fue su trabajo fundacional en la Termoquímica. En una época en la que la química se sentía rezagada con respecto a la física —»en una etapa que nos recuerda a la astronomía poco antes de Newton»—, Thomsen se propuso cuantificar la fuerza de la «afinidad química» midiendo el calor emitido en las reacciones. Su enfoque fue extraordinariamente sistemático y preciso. Realizó alrededor de 3500 mediciones calorimétricas, utilizando instrumentos sensibles en un laboratorio mantenido a temperatura constante, y realizaba todas las observaciones él mismo para asegurar la consistencia. Sus resultados fueron recopilados en su obra monumental en cuatro volúmenes, «Thermochemische Untersuchungen» (Investigaciones Termoquímicas), publicada entre 1882 y 1886, una verdadera mina de oro de datos experimentales.
La base de su teoría era el principio de que la cantidad de calor liberado en una reacción era una medida de las afinidades involucradas. Thomsen creía que esto podría sentar una base numérica sólida para la química, reemplazando las teorías inciertas sobre la afinidad.
Este enfoque lo llevó a un conflicto amargo y prolongado con el químico francés Marcellin Berthelot. Berthelot, que se consideraba a sí mismo la máxima autoridad en el campo, desarrolló su propio sistema termoquímico basado en el «principio del trabajo máximo». Su desacuerdo se extendió por más de dos décadas, con Thomsen acusando a Berthelot de plagio y de ser un experimentador deficiente.
Si bien sus interpretaciones teóricas fueron estimulantes, ambas eran fundamentalmente defectuosas porque no lograron incorporar la recién descubierta (y aún incomprendida) segunda ley de la termodinámica y el concepto de entropía. La entropía, una cantidad que refleja el desorden de un sistema, explica por qué parte de la energía en una reacción química no está disponible como calor, una discrepancia que tanto Thomsen como Berthelot lucharon por explicar.
A diferencia de Berthelot, quien se resistió a estos nuevos conceptos durante una década, Thomsen finalmente aceptó la termodinámica hacia 1880. Sin embargo, el campo ya había sido superado por químicos más jóvenes como Svante Arrhenius y Wilhelm Ostwald, quienes aplicaron los principios de la termodinámica a la energética de las reacciones químicas con una sofisticación creciente.
Pese a ello, el trabajo experimental de Thomsen siguió siendo inmensamente valioso y fue reconocido en 1883, cuando la Royal Society de Londres le otorgó la Medalla Davy, que compartió con su rival Berthelot.
Predicciones atómicas y el sistema periódico
A pesar de su reputación como un meticuloso experimentador, Thomsen también fue un pensador teórico notable en el campo de la química atómica. Desde su juventud, creía que la materia consistía en átomos materiales, pero rechazó la idea de que fueran inmutables y verdaderamente elementales. En su lugar, sugirió que los elementos eran cuerpos compuestos de partículas más pequeñas.
Su contribución más significativa a la teoría atómica fue su trabajo sobre el sistema periódico. A pesar de que su versión de 1895 de la tabla periódica difería en la disposición de los elementos, hizo varias observaciones innovadoras.
Predijo la existencia de una nueva clase de elementos que serían químicamente inertes. Cuando Sir William Ramsay y Lord Rayleigh descubrieron el argón en 1894, un elemento que no parecía tener un lugar en la tabla, Thomsen ya había anticipado la existencia de todo un grupo de gases inertes, ubicándolos entre los halógenos y los metales alcalinos.
Calculó los pesos atómicos de estos elementos por descubrir (neón, kriptón, xenón y radón) con una precisión notable, y su trabajo influyó en la siguiente generación de químicos, incluido el joven Niels Bohr, quien utilizó la versión de Thomsen de la tabla para ilustrar su trabajo sobre la disposición de los electrones en los átomos.
La visión de Thomsen fue tan audaz que incluso predijo la existencia de un gas noble aún más pesado, con un peso atómico de 292. Este elemento, oganessón, fue sintetizado artificialmente solo en la década de 2000, lo que vindicó la visión de Thomsen.
Innovaciones prácticas y legado personal
Aunque Thomsen se hizo un nombre en el mundo de la química teórica y pura, sus intereses prácticos nunca disminuyeron. Su estatua en Copenhague lo muestra con la mano derecha apoyada en un gran bloque de criolita, un símbolo de su papel crucial en la industria nacional de la criolita.
También fue un innovador en áreas como la eficiencia de las fuentes de luz. En la década de 1860, realizó mediciones fotométricas para determinar qué tipo de quemador de gas era más eficiente y menos contaminante, con el objetivo de reducir el consumo de gas de la ciudad de Copenhague. También investigó las celdas eléctricas, inventando una batería de polarización que, aunque no fue un éxito comercial, demostró sus habilidades en la aplicación práctica de sus conocimientos teóricos.
El legado de Julius Thomsen es el de un químico que, a pesar de sus inicios modestos, logró alcanzar la cima del mundo científico gracias a una combinación de rigor experimental, audacia teórica y un profundo compromiso con el progreso de la sociedad.
Su trabajo en termoquímica proporcionó una base cuantitativa sólida para el estudio de las reacciones químicas, y sus especulaciones atómicas y periódicas demostraron una visión del futuro que superó a la de muchos de sus contemporáneos. A cien años de su muerte, Thomsen sigue siendo recordado como un pionero cuyas contribuciones fueron fundamentales para el desarrollo de la química moderna.
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