pantanos contiene relativamente la mitad de carbono que el gas olefiante. Aunque el análisis de aquella época no era exacto, la veracidad de esta ley, reconocida por Dalton, fue confirmada posteriormente mediante investigaciones más precisas. Al establecer la ley de las proporciones múltiples, Dalton dio una explicación hipotética de la misma. Esta explicación se basa en la teoría atómica de la materia. De hecho, la ley de las proporciones múltiples puede comprenderse muy fácilmente si se admite la estructura atómica de la materia.
La esencia de la teoría atómica es que se supone que la materia consiste en una aglomeración de partes pequeñas e indivisibles —átomos—, las cuales no ocupan todo el espacio que abarca una sustancia, sino que se encuentran separadas entre sí, del mismo modo en que el sol, los planetas y las estrellas no llenan todo el espacio del universo, sino que se hallan a cierta distancia unos de otros.
La forma y las propiedades de las sustancias están determinadas por la posición de sus átomos en el espacio y por su estado de movimiento, mientras que las reacciones que llevan a cabo las sustancias se entienden como redistribuciones de las posiciones relativas de los átomos y cambios en su movimiento.
La representación atómica de la materia surgió en épocas muy remotas,37 y hasta tiempos recientes estuvo en desacuerdo con la hipótesis dinámica, la cual considera que la materia es tan solo una manifestación de fuerzas. En la actualidad, sin embargo, la mayoría de los hombres de ciencia defienden la hipótesis atómica, aunque la concepción actual de un átomo difiere bastante de la de los filósofos antiguos.
Hoy en día se considera al átomo más bien como un individuo o unidad que es indivisible por fuerzas físicas38 y químicas, mientras que el átomo de los antiguos era en realidad mecánicamente y geométricamente indivisible. Cuando Dalton (1804) descubrió la ley de las proporciones múltiples, se declaró a favor de la doctrina atómica, debido a que esta permite comprender muy fácilmente dicha ley.
Si la divisibilidad de cada elemento tiene un límite, a saber, el átomo, entonces los átomos de los elementos son los límites extremos de toda divisibilidad, y si difieren entre sí en su naturaleza, la formación de un compuesto a partir de materia elemental debe consistir en la agregación de varios átomos diferentes en un todo o sistema de átomos, denominados ahora partículas o moléculas.
Como los átomos solo pueden combinarse en sus masas íntegras, es evidente que no solo la ley de la composición definida, sino también la de las proporciones múltiples, deben aplicarse a la combinación de los átomos entre sí; pues un átomo de una sustancia puede combinarse con uno, dos o tres átomos de otra sustancia, o en general uno, dos, tres átomos de una sustancia pueden combinarse con uno, dos o tres átomos de otra; siendo esta la esencia de la ley de las proporciones múltiples.
Los datos químicos y físicos se explican muy bien con la ayuda de la teoría atómica. El desplazamiento de un elemento por otro sigue la ley de equivalencia. En este caso, uno o varios átomos de un elemento dado toman el lugar de uno o varios átomos de otro elemento en sus compuestos. Los átomos de diferentes sustancias pueden mezclarse entre sí en el mismo sentido en que la arena puede mezclarse con la arcilla. No se unen formando un todo único, es decir, no hay una fusión perfecta en uno u otro caso, sino solo una yuxtaposición, formándose un todo homogéneo a partir de partes individuales. Este es el primer y más sencillo método de aplicar la teoría atómica a la explicación de los fenómenos químicos.39
Un cierto número de átomos n de un elemento A, al combinarse con varios átomos m de otro elemento B, dan un compuesto A