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Las moléculas danzarinas de Kekulé

Amediados del siglo XIX, la química vivía una explosión de conocimiento. Se había avanzado de modo asombroso en la comprensión de la materia. Reconocidos los elementos como tales y su capacidad de formar compuestos, habían surgido ya sistemas para anotar las fórmulas que los representaban. H2O, la conocida fórmula del agua, nos dice que este compuesto esencial para la vida está formado por dos moléculas de hidrógeno y una de oxígeno, y NaCl establece que la sal de mesa está integrada por una molécula de sodio y otra de cloro.

MAURICIO-JOSÉ SCHWARZ

Viernes, 17 de junio 2016, 08:10

El químico alemán vislumbró a mediados del siglo XIX la estructura de la materia mientras dormitaba, un hallazgo que confirmó en el laboratorio y marcó un hito en la Ciencia

Estas fórmulas químicas nos ofrecían más información que nunca antes sobre la realidad a nuestro alrededor. Pero eran insuficientes. Nos decían qué había en un compuesto, pero no cómo se unían los átomos para formar moléculas; en definitiva, cuál era su estructura. Desentrañar ese misterio fue labor de un químico nacido el 7 de septiembre de 1829 en Darmstadt, que por entonces era parte de la Confederación Alemana. Friedrich August Kekulé (que nunca usó su primer nombre) era hijo de un funcionario del Gobierno, que lo destinó al estudio de la Arquitectura, para lo cual lo matriculó en 1847 en la Universidad de Giessen. La decisión del padre no era caprichosa: Augustus era buen matemático y dibujante, además de un joven interesado en las estructuras, así que Arquitectura parecía la carrera ideal.

Sin embargo, se interpusieron en su camino unas conferencias impartidas en la universidad por Justus Von Liebig, uno de los fundadores de la Química agrícola y que, además, había nacido en la misma ciudad que Kekulé. El joven estudiante abandonó la Arquitectura y se matriculó en la carrera de Química, titulándose en 1851. El propio Von Liebig, con quien había seguido en contacto y del que había sido discípulo, le sugirió que fuera a la ciudad que era el corazón mismo de la investigación científica de la época: París.

Fue el principio de un periplo europeo donde, además, demostró gran capacidad para aprender idiomas: volvió a Alemania a doctorarse en 1852 y luego trabajó en Suiza y en Londres. Una de sus preocupaciones eran los compuestos orgánicos (los basados en el carbono), que no se ajustaban a las hipótesis de entonces respecto a cómo se unían unos átomos a otros. Kekulé fue el primero en tomar en cuenta la capacidad de combinación concreta de cada átomo, lo que hoy conocemos como 'valencia', para explorar la forma en que se unía con otros constituyendo una molécula. Durante su estancia en Londres en 1858 -tal como recordaría mucho más tarde- se quedó dormido en un viaje en carruaje y en sueños vio átomos que bailaban y, de cuando en cuando, se combinaban constituyendo otro átomo mayor, que luego abarcaba a dos de los pequeños, o a tres o cuatro, y se unían entre sí.

Según su propio relato, esa noche se puso a trabajar sobre la idea que se le había sugerido mientras dormitaba. Es decir, una molécula no era un amontonamiento de átomos como sugeriría la simple fórmula química, sino que estaba formada por los enlaces que podían tener los elementos que la integraban. Con base en los compuestos que son capaces de dar lugar al carbono, Kekulé postuló que era tetravalente, lo que significa que podía tener cuatro enlaces químicos con otros átomos; lo que hoy sabemos que se debe a que el carbono tiene cuatro electrones libres en su última capa que pueden enlazar con otros átomos. Fue el nacimiento de lo que hoy conocemos como la teoría estructural de la química, que además desarrollaría independientemente otro químico, Scott Couper. La idea de que los átomos se podían unir en cadenas, y que además algunos como el carbono podían unirse entre sí, era fundamental para esta nueva visión de la Química.

Un segundo sueño

Otro sueño, según relataría, le llevó a establecer las bases de la Química orgánica, y especialmente de los compuestos llamados 'aromáticos'. Por esos años, el benceno, con la fórmula C6H6 (seis átomos de carbono y seis átomos de hidrógeno) era uno de los grandes acertijos de la Química. ¿Cómo se podría explicar la cadena de átomos si el carbono podía establecer cuatro enlaces y el hidrógeno uno? En 1865, en una duermevela, Kekulé volvió a ver átomos danzando ante él, vio largas cadenas estrechamente unidas, revolviéndose como serpientes y, de pronto, vio que una de las serpientes tomaba su propia cola con la boca, como la que los antiguos griegos llamaban 'Ouroboros', y que era símbolo de lo cíclico y del eterno retorno. Cuenta Kekulé que despertó y pasó el resto de la noche desarrollando las consecuencias de su idea: si la cadena de seis átomos de carbono se unía formando un anillo, todo adquiría sentido. Los seis átomos de carbono se vincularían a un enlace sencillo de un lado y a un enlace doble del otro, lo que daba cuenta de tres de los electrones, quedando el restante para que cada carbono se uniera a un átomo de hidrógeno. La estructura resultante era un hexágono de carbonos del cual salen como radios seis hidrógenos unidos, cada uno, a un carbono.

La idea de que el carbono podía formar anillos (hoy llamados bencénicos) abrió el camino para la comprensión de muchos problemas de la química orgánica y está considerada la gran aportación del químico alemán. Tras haber trabajado en Gante entre 1858 y 1867 -los años de sus grandes descubrimientos-, pasó a ser parte de la Universidad de Bonn, donde permaneció hasta su muerte el 13 de julio de 1896. Fue reconocido como uno de los innovadores de la Química de su tiempo. Ciertamente Kekulé soñó el camino para resolver estructuras químicas, algo que no pocos científicos han relatado como parte de su trabajo. Pero como él mismo señaló en 1890, soñar no basta: «Aprendamos a soñar, caballeros, y quizás entonces encontraremos la verdad... Pero reservémonos de publicar nuestros sueños hasta que se hayan probado con la comprensión despierta».

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