La historia de la quimica
Nacimiento de la química:
La piedra y el fuego.
Los primeros hombres que empezaron a utilizar instrumentos se servían de la naturaleza tal como la encontraban. El fémur de un animal de buen tamaño o la rama arrancada de un árbol eran magníficas garrotas. Y, ¿qué mejor proyectil que una piedra?
Con el paso de los milenios los hombres primitivos aprendieron a tallar las piedras, dándoles un borde cortante o una forma que permitiera asirlas fácilmente. El siguiente paso consistió en unir la piedra a un astil de madera tallado para este propósito. Pero, de todas formas, sus piedras talladas seguían siendo piedras, y su madera tallada seguía siendo madera.
Sin embargo, había ocasiones en que la naturaleza de las cosas sí cambiaba. Un rayo podía incendiar un bosque y reducirlo a un montón de cenizas y restos pulverizados, que en nada recordaban a los árboles que había antes en el mismo lugar. La carne conseguida mediante la caza podía estropearse y oler mal; y el jugo de las frutas podía agriarse con el tiempo, o convertirse en una bebida extrañamente estimulante.
Este tipo de alteraciones en la naturaleza de las substancias (acompañadas, como a veces descubrían los hombres, de cambios fundamentales en su estructura) constituye el objeto de la ciencia que hemos dado en llamar Química. Y una alteración fundamental en la naturaleza y en la estructura de una substancia es un cambio químico.
La posibilidad de beneficiarse deliberadamente de algunos fenómenos químicos se hizo realidad cuando el hombre fue capaz de producir y mantener fuego (lo que en términos históricos se conoce como "descubrimiento del fuego"). Tras este hallazgo el hombre se convirtió en un químico práctico al idear métodos para que la madera u otro material combustible se combinara con el aire a una velocidad suficiente y producir así luz y calor, junto con cenizas, humo y vapores.
El calor generado por el fuego servía para producir nuevas alteraciones químicas: los alimentos podían cocinarse, y su color, textura y gusto cambiaban. El barro podía cocerse en forma de ladrillos o de recipientes. Y finalmente, pudieron hacer cerámicas, piezas barnizadas e incluso objetos de vidrio.
Los primeros materiales que usó el hombre eran universales, en el sentido de que se encuentran en cualquier parte: madera, hueso, pieles, piedras... De todos ellos la piedra es él más duradero, y los útiles de piedra tallada son los documentos más claros de que disponemos actualmente para reconocer aquel dilatado período. Por eso hablamos de La Edad de Piedra.
Durante los dos primeros milenios de esta civilización naciente, la piedra se mantuvo como material característico de los instrumentos, si bien se descubrieron nuevas técnicas de manufactura. Esta Nueva edad de piedra o Neolítico sé caracterizó por un cuidadoso pulido de la piedra. La alfarería fue otro de los factores que contribuyeron al desarrollo. Lentamente, los logros del Neolítico superior se extendieron fuera de la región de Oriente Medio. Hacia el año 4.000 a.c aparecen características de esta cultura en el oeste de Europa. Pero en esta época las cosas ya estaban suficientemente maduras en Oriente Medio (Egipto y Sumeria, lo que hoy es Irak) para que se produjesen nuevos cambios.
El hombre empezaba a servirse de unos materiales relativamente raros. Alentado por las útiles propiedades de estos materiales, aprendió a sobrellevar las incomodidades de una búsqueda tediosa y unos procedimientos complicados y llenos de contrariedades. A estos materiales se les conoce por el nombre de metales, palabra que expresa ella misma el cambio, ya que probablemente deriva del vocablo griego que significa "buscar".
LOS METALES
Los primeros metales debieron de encontrarse en forma de pepitas. Y con seguridad fueron trozos de cobre o de oro, ya que éstos son de los pocos metales que se hallan libres en la naturaleza. El color rojizo del cobre y el tono amarillo del oro debieron de llamar la atención, y el brillo metálico, mucho más hermoso y sobrecogedor que el del suelo circundante, muy distinto al de las piedras corrientes, impulsaban a cogerlos. Indudablemente, el primer uso que se dio a los metales fue el ornamental, fin para el que servia casi cualquier cosa que se encontrara: piedrecillas coloreadas, perlas marinas…
Sin embargo, los metales presentan una ventaja sobre los demás objetos llamativos: son maleables, es decir, que pueden aplanarse sin que se rompan (la piedra, en cambio se pulveriza, y la madera y el hueso se astillan y se parten). Esta propiedad fue descubierta por casualidad, indudablemente, pero no debió pasar mucho tiempo entre el momento del hallazgo y aquel en que un cierto sentido artístico llevó al hombre a golpear el material para darle formas nuevas que pusieran su relieve más atractivo.
El cobre se hizo más abundante cuando se descubrió que podía obtenerse a partir de unas piedras azuladas. Como se hizo este descubrimiento, o dónde o cuándo, es algo que no sabemos y que probablemente no sabremos jamás.
En el tercer milenio a. de C. Se descubrió una variedad de cobre especialmente dura, obtenida al calentar juntos minerales de cobre y estaño, casi seguro que por accidente. A la aleación de cobre y estaño se le llamó bronce, y hacia el año 2000 a. de C, ya era lo bastante común como para ser utilizado en armas y corazas. El acontecimiento histórico más conocido de la Edad del Bronce fue la guerra de Troya, en la que soldados con armas y corazas de bronce disparaban flechas con punta de este metal contra sus enemigos.
La suerte iba a favorecer de nuevo al hombre de la Edad del Bronce, que descubrió un metal aun más duro: el hierro. Por desgracia era demasiado escaso y precioso como para poder usarlo en gran cantidad en confección de armaduras. El hierro puro no es demasiado duro, sin embargo, un instrumento o una armadura de hierro mejoraba al dejar que una cantidad suficiente de carbón vegetal formara una aleación con este metal. Esta aleación es la que conocemos hoy como acero.
ALEJANDRIA, LOS ÁRABES Y EL DESPERTAR DE EUROPA.
ALEJANDRÍA
En la época de Aristóteles, Alejandro Magno de Macedonia conquistó el vasto imperio de Persa. El imperio de Alejandro se disgregó después de su muerte en el año 323 a. de C., pero los griegos y macedonios mantuvieron el control de grandes áreas de Oriente Medio. Durante varios siglos tuvo lugar una fructífera mezcla de culturas.
Ptolomeo, uno de los generales de Alejandro, estableció un reino en Egipto, cuya capital fue la ciudad de Alejandría. En dicha ciudad, Ptolomeo y su hijo (Ptolomeo II) levantaron un templo a la Musas (el "Museo") que cumplía el mismo fin de lo que hoy llamaríamos un Instituto de Investigación y una Universidad. Junto a él se construyó la mayor biblioteca de la antigüedad.
La maestría egipcia en la química aplicada se unió y fundió con la teoría griega, pero esta fusión no fue totalmente satisfactoria. En Egipto el saber químico estaba íntimamente ligado con el embalsamado de los muertos y el ritual religioso. Para los egipcios, la fuente de todo conocimiento era thot, el de la cabeza de ibis, dios de la sabiduría.
Los antiguos filósofos jonios habían separado la religión de la ciencia. Esta nueva unión operada en Egipto entorpeció seriamente los posteriores avances en el conocimiento.
Había siete cuerpos celestes considerados "planetas" ("errantes" porque continuamente cambiaban de posición con respecto al fondo estrellado) y también eran siete los metales conocidos: oro, plata, cobre, hierro, estaño, plomo y mercurio. Pareció atractivo emparejarlos, y llegó un momento en que el oro se designaba comúnmente como "el Sol". La plata como "la Luna", el cobre como "Venus" así sucesivamente. Los cambios químicos pudieron entonces incluirse en una corriente mitológica.
La denominación del compuesto ahora llamado nitrato de plata era "cáustico lunar". Este nombre, ya en desuso, es un claro indico de la antigua relación entre la plata y la luna. El mercurio debe su actual nombre al planeta Mercurio. El verdadero nombre antiguo era hydrargyrum ("plata líquida"), y el nombre inglés antiguo era el casi idéntico de "quicksilver".
El primer practicante de la Khemeia greco-egipcia que conocemos por su nombre fue Bolos de Mendes (aproximadamente 200 a. de C.). En sus escritos utilizó el nombre de Demócrito, por lo que se le conoce como "Bolos-Demócrito" o, a veces, como "pseudo-Demócrito".
Bolos se dedicó a lo que se había convertido en uno de los grandes problemas de la Khemeia : el cambio de un metal en otro y, particularmente, de plomo o hierro en oro (transmutación).
La teoría de los cuatro elementos (aire, fuego, agua y tierra) de consideraba que las diferentes substancias del universo diferían únicamente en la naturaleza de la mezcla elemental.
Parecía razonable pensar que todos elementos eran intercambiables entre sí. Aparentemente el agua se convertía en aire al evaporarse, y retornaba a la forma de agua cuando llovía. La leña, al calentarla, se transformaba fuego y vapor (una forma de aire), y así sucesivamente.
A través de los siglos muchos químicos se esforzaron en producir oro. Sin embargo, algunos estimaron mucho más sencillo y provechoso pretender hallarse en posesión de la técnica y comerciar con el poder y la reputación que ello les proporcionaba.
Aunque Bolos en sus escritos da aparentemente detalles o técnicas para la obtención de oro, no podemos realmente considerarlo un fraude. Es posible alear cobre y cinc, por ejemplo, y obtener latón, que tiene un tono parecido al del oro, y es bastante probable que para los antiguos artesanos la preparación de un metal dorado fuese lo mismo que la preparación de oro.
Zósimo describió métodos para preparar acetato de plomo y tuvo conocimiento del sabor dulce de este compuesto venenoso (que se ha llamado hasta ahora "azúcar de plomo").
El museo y la biblioteca de Alejandría resultaron gravemente dañados a causa de los motines cristianos ocurridos a partir de los años 400 d. de C. El arte khemeia, por su estrecha relación con la religión del antiguo egipcio, se hizo particularmente sospechoso, convirtiéndose en prácticamente en clandestino.
En cierta manera el pensamiento griego desapareció del mundo romano.
Los nestorianos llevaron consigo a Persia el pensamiento griego, incluyendo muchos libros de alquimia, y alcanzaron el cenit de su poder e influencia hacia el año 550 d. de C.
LOS ARABES
En el siglo VII los árabes entraron en escena. Hasta entonces habían permanecido aislados en su península desértica, pero ahora, estimulados por la nueva religión del Islam fundada por Mahoma, se extendieron en todas direcciones. Sus ejércitos victoriosos conquistaron extensos territorios del oeste de Asia y norte de Africa. En el 641 d. de C. Invadieron Egipto y, tras rápidas victorias, ocuparon todo el país; en los años siguientes Persia sufrió el mismo destino.
Fue especialmente en Persia donde los árabes encontraron los restos de la tradición científica griega, ante la que quedaron fascinados.
El árabe khemeia se convirtió en al-himiya. Finalmente la palabra se instauró en Europa como alquimia, y los que trabajaban en este campo eran llamados alquimistas. Ahora el término alquimia se aplica a todo el desarrollo de la química entre el 300 a. de C. y el 1600 d. de C. Aproximadamente, un periodo de cerca de dos mil años. Entre los años 300 y 1100 d. de C. la historia de la química en Europa es prácticamente un vacío. Después del 650 d. de C. el mantenimiento y la extensión de la alquimia greco-egipcia estuvo totalmente en manos de los árabes, situación que perduró durante cinco siglos. Quedaron restos de este período en los términos químicos derivados de del árabe: alambique, álcali, alcohol, garrafa, nafta, circón y otros.
La alquimia árabe rindió sus mejores frutos en los comienzos de su dominación. Así el más capacitado y celebre alquimista musulman fue Jabir ibn-Hayyan (aproximadamente 760-815 d. de C.), conocido en Europa siglos después como Geber.
Jabir consideraba que el mercurio era el metal por excelencia, ya que su anturaleza líquida le confería la apariencia de poseer una proporción mínima de material terrozo. Por su parte, el azufre poseía la notable propiedad de ser combustible (y además poseía el color amarillo del oro). Este creía que los diversos metales estaban formados por mezclas de mercurio y azufre, y solamente restaba hallar algún material que facilitase la mezcla de mercurio y azufre en la proporción necesaria para formar oro.
Durante siglos después, la alquimia se desarrolló según dos vías paralelas principales: una mineral, en la que el principal objetivo era el oro, y otra médica, en la que el fin primordial era la panacea.
EL DESPERTAR EN EUROPA
La ciencia árabe declinó rápidamente después de Avicena. Eran tiempos difíciles para el mundo islámico, la palma del liderazgo científico abandonó a los árabes al cabo de tres siglos, para no volver más, y pasó al oeste de Europa.
Los europeos supieron que los árabes poseían libros de profundo contenido científico que habían sido traducidos de los originales griegos, así como sus propias producciones.
A partir de 1200 aproximadamente los escolásticos europeos pudieron asimilar los hallazgos alquimistas del pasado e intentar avanzar con ellos, encontrándose, desde luego, con más callejones sin salida que amplias vías de progreso.
El primer alquimista importante europeo fue Alberto de Bollstad (aproximadamente 1200-80), más conocido como Alberto Magno. Éste describió el arsénico con tanta claridad en el transcurso de sus experimentos de alquimia, que en ocasiones se le consideraba como descubridor de esta sustancia, aunque al menos en forma impura, era probablemente conocida por los antiguos alquimistas.
En dicho entonces la pólvora negra contribuyó a destruir el orden medieval de la sociedad; fue el primer símbolo del progreso tecnológico.
LA MEDIDA.
Con todo, y a pesar de su avance, el conocimiento químico quedó retrasado respecto a otras ramas de la ciencia. La importancia de las mediciones cuantitativas y de aplicación de técnicas matemáticas a la astronomía había sido reconocida desde muy antiguo.
El científico Galileo Galilei (1564-1642), que en los años 1590-99 estudió el comportamiento de los cuerpos durante su caída, protagonizó espectacularmente la aplicación de las matemáticas y las mediaciones cuidadosas a la física. Los resultados de su trabajo condujeron casi un siglo después, a las importantes conclusiones del científico inglés Isaac Newton (1642-1727). Con dicho científico la revolución científica alcanzó su climax. Ya no quedaba ningún problema pendiente, ni de los griegos ni de la antigüedad en general.
Pero tal cambio de la descripción meramente cualitativa a las cuidadosas medidas cuantitativas no se registró en la química hasta un siglo después del decisivo trabajo de Newton. De hecho Newton, mientras construía la estructura de la astronomía y la física con una belleza y una solidez que dejaron atónito al mundo de la ciencia, permanecía inmerso en la alquimia buscando ardientemente por toda Europa recetas para fabricar oro por transmutación. Esta persistencia en el error no puede achacarse por completo a los químicos. Si fueron más tardos en adoptar las técnicas de Galileo y Newton fue porque el material con el que trabajaban resultaba más difícil de presentar en una forma lo bastante simple como para ser sometido a un tratamiento matemático.
Con todo, los químicos hacían progresos, y ya en la época de Galileo aparecen débiles indicios de la futura revolución química. Tales indicios surgen, por ejemplo, en los trabajos del médico flamenco Jean Baptista Van Helmont (1577-1644). Cultivó un árbol en una cantidad determinada de tierra, añadiendo agua periódicamente y pesándolo con cuidado a medida que crecía. Desde el momento en que esperaba descubrir el origen de los tejidos vivientes formados por el árbol, estaba aplicando la medición a problemas de química y biología.
Hasta la época de Van Helmont, la única substancia aérea conocida y estudiada era el aire mismo, que parecía suficientemente distinto de las otras substancias como para servir de elemento a los griegos.
En realidad, los alquimistas habían obtenido con frecuencia "aires" y "vapores" en sus experimentos, pero eran substancias escurridizas, pesadas de estudiar y observar y fáciles de ignorar.
El misterio de estos vapores estaba implícito en el nombre que se dio a los líquidos fácilmente vaporizables: "espíritus". Todavía hablamos de "espíritus" para ciertos alcoholes o para la trementina. El alcohol es, con mucho, el más antiguo y mejor conocido de los líquidos volátiles; tanto, que en inglés la palabra "spirits" ha terminado por aludir específicamente a los licores alcohólicos.
LOS GASES.
La explicación de los enrevesados cambios de peso durante la combustión había que encontrarla, naturalmente, en los gases que aparecían o desaparecían mientras se formulaban los compuestos. Pese al paulatino desarrollo del conocimiento de los gases desde tiempos de Van Helmont, un siglo antes en la época de Sthl aún no se había intentado tomarlos en cuenta como no fuese para reparar en su existencia.
Pensando en los cambios de peso durante la combustión, los investigadores solamente tenían ojos para los sólidos y los líquidos.
Antes de poder subsanar estas deficiencias era preciso que los químicos se familiarizaran más con los gases había que vencer el miedo a una sustancia tan difícil de coger, confiar y estudiar.
El químico inglés Stephen Hales (1667- 1761) dio un paso en la dirección correcta, a principios del siglo XVII, al recoger gases sobre el agua. Los vapores formados como resultado de una reacción química pudieron concedirse, a través de un tubo, al interior de un recipiente que se había colocado lleno de agua y boca abajo en una jofaina con agua. El gas burbujeaba dentro del recipiente, desplazando el agua y forzándola a través del fondo abierto. Al final, Hales obtuvo un recipiente del gas o gases formados en la reacción.
Hales mismo no distinguió entre los diferentes gases que preparó y confinó, ni tampoco estudió sus propiedades, pero el solo hecho de haber ideado una técnica sencilla para retenerlos era de la mayor importancia.
La ley de Proust.
Los éxitos de Lavoisier estimularon a los químicos a buscar y explorar otras áreas en las que las mediciones precisas pudieran iluminar el estudio de las reacciones químicas. Los ácidos constituían una de estas tareas.
Los ácidos forman un grupo natural que comparten un cierto número de propiedades. Son químicamente activos, reaccionando con metales tales como el cinc, estaño o hierro, disolviéndolos y produciendo hidrógeno. Tienen sabor agrio, provocan manchas y cambian los colores de un modo determinado, etc.
Opuesto a los ácidos hay otro grupo de substancias llamadas bases. Son también químicamente activas, de sabor amargo, cambian el tono de los colores de modo opuesto al inducido por los ácidos, etc.
En particular, las soluciones de ácidos pueden neutralizar soluciones de bases. En otras palabras, si los ácidos y las bases se mezclan en proporciones convenientes, la mezcla muestra unas propiedades que no son ni de ácido ni de base. La mezcla será una solución de sal que en general, es un compuesto mucho más ligero que un ácido o una base. Así una solución de ácido clorhídrico, fuerte y cáustico, se mezcla con la cantidad conveniente de hidróxido sódico, álcali fuerte y cáustico, se transformará en una solución de cloruro sódico, sal común de cocina.
El químico Jeremías Benjamín Richter(1762-1807) dirigió su atención hacia estas reacciones de neutralización y midió la cantidad exacta de los diferente ácidos que se precisaban para neutralizar una cantidad determinada de una base particular, y viceversa.
Por medio de mediciones cuidadosas halló que se necesitaban cantidades fijas y definidas.
LA CRISIS DEL VITALISMO.
Desde el descubrimiento del fuego, el hombre estuvo inevitablemente sujeto a dividir las substancias en dos clases, según ardiesen o no. Los principales combustibles de la antigüedad fueron la madera y las grasa o aceites. La madera era un producto del mundo vegetal, mientras que la grasa y el aceite eran productos del reino animal o del vegetal. En su mayor parte, los materiales del mundo mineral, tales como el agua, la arena y las rocas, no ardían. Tienden, más bien, a pagar el fuego.
La idea inmediata era que las dos clases de substancia podían considerarse convenientemente como las que provenían solamente de cosas vivientes y las que no provenían de éstas.
El creciente conocimiento del siglo XVIII mostró a los químicos que el mero hecho de la combustibilidad no era todo lo que separaba a los productos de la vida de los de la no-vida.
Las substancias características del medio no vivo pueden soportar tratamientos enérgicos, mientras que las substancias provenientes de la materia viva no pueden.
El agua podía hervirse y re-solidificarse sin cambiar. El aceite de oliva o el azúcar, sin embargo, si se calentaban procedían a humear y carbonizarse. Lo que quedaba no era ni aceite de oliva ni azúcar, y a partir de estos residuos no podían formarse de nuevo las substancias originales.
Las diferencias parecían fundamentales y, en , 1807, Berzelius sugirió que las substancias como el aceite de oliva o el azúcar, productos característicos de los organismos, se llamasen orgánicas. Las substancias como el agua o la sal, características del medio no-viviente, eran inorgánicas.
LA TEORIA DE LOS TIPOS.
Brezelius hizo la idea de que los radicales podían ser las unidades a partir de las cuales se construyesen las moléculas orgánicas. Creía que las moléculas orgánicas estaban formadas de radicales, igual que las moléculas inorgánicas estaban formadas de átomos individuales, y llegó a pensar que los radicales eran casi tan indivisibles e inmutables como los propios átomos.
Brezelius mantuvo que la fuerza que une a los átomos en una molécula inorgánica o en un radical orgánico era de naturaleza eléctrica. Cada molécula, pues, debía contener una parte positiva y una parte negativa, ya que sólo existía atracción entre los elementos de cargas opuestas. Para las substancias inorgánicas simples como el cloruro sódico, este concepto de positivo y negativo demostró finamente concordar con los hechos.
Para que esto se cumpliese en las substancias radicales consistían en carbono e hidrógeno solamente. Siendo el carbono negativo y el hidrógeno positivo. Por tanto mantuvo que el radical benzoílo no contenía ni podía contener oxígeno, lo que se contradecía con los estudios realizados sobre este radical. Berzelius estaba seguro también de que era imposible substituir un elemento negativo por otro positivo sin cambiar drasticamente las propiedades del compuesto.
LOS ELEMENTOS EN DESORDEN.
Hay un curioso paralelismo entre las historias de la química orgánica y la inorgánica, a o largo del siglo XIX. Las primeras décadas del siglo pasado contemplaron una desesperante proliferación el número de compuestos orgánicas, y también en el número de elementos.
El tercer cuarto de siglo vio el mundo de los compuestos orgánicos puestos en orden, gracias a las fórmulas estructurales de Kekulé. También vio ordenado el mundo de los elementos, y al menos parte del mérito de ambos cambios se dedicó a determinada reunión internacional de químicos.
Los elementos gaseosos, nitrógeno, hidrógeno, oxígeno y cloro, habían sido descubiertos todos ellos en el siglo XVIII. Y lo mismo los metales cobalto, platino, níquel, manganeso, tungteno, molibdeno, uranio, titanio y cromo.
En la primera década del siglo XIX se añadieron a la lista no menos de catorce nuevos elementos. Davy había aislado al menos seis por medio de la electrólisis. Guy-Lussac y Thénard habían aislado boro; Wollaston había aislado paladio y rodio, mientras que Berzelius había descubierto el cerio. El químico inglés Smihson Tennat descubrió el osmio y el iridio. Otro químico inglés, Charles Hatchett aisló el colombio (ahora llamado niobio) mientras que el químico sueco Ander Gustaf Ekeberg descubrió el tántalo.
Hacia 1830 se conocían cincuenta y cinco elementos diferentes, un buen paso desde los cuatro elementos de la antigua teoría.
CALOR.
En los siglos XVII y XVIII, los mundos de la química y la física parecían mutuamente bien delimitados. La química era el estudio de aquellos cambios que implicaban alteraciones en la estructura molecular. La física era el estudio de los cambios que no implicaban dichas alteraciones.
En la primera parte del siglo XIX, mientras Davy se ocupaba en aletrar la ordenación molecular de los compuestos inorgánicos y Berthelot en alterar la de los compuestos orgánicos, los físicos estaban estudiando el flujo de calor. Tal estudio se denominó termodinámica.
Se sobresalieron en este campo el físico inglés James Prescott y los físicos alemanes Julios Robert con mayer y Hemann Ludwig Ferdinand von Helmholt. En la década de 1840 su trabajo puso en claro que en las vicisitudes sufridas por el calor y otras formas de energía, no se destruye ni se crea energía. Este principio se llamó la ley de conservación de la energía, o primer principio de la termodinámica.
Vinieron después los trabjos del físico Nicolás Lénard Sadi Carnot, del físico inglés Willim Thomson, posteriormente Lord Kelvin y del físico alemán Rudolf Julius Emanuel Clausius. Se demostró que el calor, abandonado a sí mismo, fluye espontáneamente desde un punto a mayor temperatura hacia otro a menor temperatura, y que a partir del calor se puede obtener trabajo solamente cuando existe tal flujo de calor a través de una diferencia de temperaturas.
COLORANTES.
Cuando en la primera mitad del siglo XIX hombres como Berthelot empezaron a unir moléculas orgánicas, estaban ampliando drásticamente los límites aceptados de su ciencia. En lugar de limitar sus investigaciones al entorno físico existente, estaban comenzando a imitar la creatividad de la naturaleza, y sobrepasar a ésta iba a ser sólo cuestión de tiempo. En cierto modo, el trabajo de Berthelot con algunas de sus grasas sintéticas marcó un comienzo en este sentido, pero todavía quedaba mucho por hacer.
La incompleta comprensión de la estructura molecular confundía a los químicos orgánicos del siglo XIX, pero el progreso dela ciencia era tan irresistible, que al menos en un episodio significativo esta deficiencia resultó ser una ventaja.
Para aquella época existían pocos químicos orgánicos de renombre en Gran Bretaña, y August Wilhelm von Hofman (1818-92), que había trabajado bajo la dirección de Lieibg fue importado a Londres desde Alemania. Como ayudante se le asignó, algunos años más tarde, a un estudiante muy joven, William Henry Perkin (1838-1907). Un día, en presencia de Perkin, Hofman especulaba en voz alta sobre la posibilidad de sintetizar quinina, el valioso antimalárico. Hofman había realizado investigaciones sobre los productos obtenidos del alquitrán de hulla, y se preguntaba si sería posible sintetizar quinina a partir de un producto del alquitrán de hulla como la anilina. La síntesis si pudiese llevarse a cabo, constituiría un gran éxito, decía Hofman; liberaría a Europa de su dependencia de los remotos trópicos para el aprovisionamiento de la quinina.
Sí Perkin o Hofman hubiesen conocido mejor la estructura de la molécula de la quinina, habrían sabido que la tarea era imposible para las técnicas de mediados del siglo XIX. Afortunadamente, Perkin lo ignoraba y aunque fracasó, consiguió algo quizá más importante.
Durante las vacaciones de Pascua de 1856, había tratado la anilina con dicromato potásico y estaba a punto de desechar la mezcla resultante como si fuera un nuevo fracaso, cuando sus ojos percibieron un reflejo púrpura en ella. Añadió alcohol, que disolvió algo del preparado y adquirió un hermoso color púrpura.
LA NUEVA METALURGIA.
En el siglo XIX, sobre todo su segunda mitad, parece fundamentalmente la era de la química orgánica, la química inorgánica estaba lejos de haberse detenido. Como bien se sabe la fotografía es una importante aplicación de la química inorgánica en el siglo XIX, pero lo que se refiere en su importancia para la economía o el bienestar de la sociedad debe considerarse, desde luego, como una contribución secundaria. Otra de estas pequeñas contribuciones, que normalmente se pasan por alto, pero que poseen no obstante su importancia, fue en avance en la técnica de hacer fuego, a lo largo de la historia, la humanidad había encendido fuego friccionando objetos como la madera, que tenía que calentarse a altas temperaturas para poder arder, o haciendo saltar chispas que duraban sólo un instante, lo que se lograba con pedernal y hierro. Pero con el tiempo el hombre empezó a experimentar con productos químicos que ardían a bajas temperaturas, lo que podía conseguirse con una pequeña fricción.
En 1827 en inventor inglés John Walter (1781-1859) edió la primera cerilla de fósforo práctica. Aunque después de todo este tiempo ha experimentado muchas mejoras, el principio sigue siendo el mismo.
La fotografía y la cerilla de fósforo son sólo dos ejemplos en química inorgánica, que merecen algo más que una simple mención en una historia extensa y detallada.
El progreso más espectacular en la química aplicada del siglo XIX se operó en los metales, entre los cuales el acero era, y continua siendo, el más importante para nuestra economía.
El petróleo es el alimento y combustible de nuestra sociedad, pero el hacer, en sus distintas formas, constituye su esqueleto.
CORRIENTE ELECTRICA.
Cuando Leucipo y su discípulo Demócrito propusieron por vez primera la noción de átomo lo concibieron como la partícula última e indivisible de la materia. Dalton unos dos mil años después, mantuvo esa opinión. Parecía necesario suponer que, por definición el átomo no tenía estructura interna. Si el átomo podía dividirse en entidades aún menores, ¿no serían entonces dichas entidades menores los verdaderos átomos?
A través del siglo XIX persistió esta concepción del átomo como partícula carente de fisonomía, carente de estructura e indivisible. Con esta teoría se vino finalmente abajo, fue como consecuencia de una línea de experimentación que no era en absoluto de naturaleza química. Muy al contrario, sucedió mediante estudios de la corriente eléctrica.
Si en un lugar existe una concentración de carga eléctrica positiva, y en otro una concentración de carga eléctrica negativa, entre los se establece un potencial eléctrico. Bajo la fuerza impulsora de este potencial eléctrico, fluye una corriente eléctrica desde un punto al otro, tendiendo esta corriente a igualar la concentración.
La corriente fluye más fácilmente a través de unos materiales que de otros. Los metales, por ejemplo, son conductores, y basta incluso con un pequeño potencial eléctrico para originar una corriente a través de ellos.
Las sustancias como el vidrio, la mica y el azufre son no conductores o aislantes, y se precisan potenciales eléctricos enormes para impulsar a través de ellas aún las corrientes más pequeñas.
La química como ciencia
El filósofo griego Aristóteles pensaba que las sustancias estaban formadas por cuatro elementos: tierra, aire, agua y fuego. Paralelamente discurría otra corriente, el atomismo, que postulaba que la materia estaba formada de átomos, partículas indivisibles que se podían considerar la unidad mínima de materia. Esta teoría, propuesta, por el filósofo griego Leucipo de Mileto y su discípulo Demócrito de Abdera no fue popular en la cultura occidental dado el peso de las obras de Aristóteles en Europa. Sin embargo tenía seguidores (entre ellos Lucrecio) y la idea se quedó presente hasta el principio de la edad moderna.
Entre los siglos III a. C. y el siglo XVI d.C la química estaba dominada por la alquimia. El objetivo de investigación más conocido de la alquimia era la búsqueda de la piedra filosofal, un método hipotético capaz de transformar los metales en oro. En la investigación alquímica se desarrollaron nuevos productos químicos y métodos para la separación de elementos químicos. De este modo se fueron asentando los pilares básicos para el desarrollo de una futura química experimental.
La química como tal comienza a desarrollarse entre los siglos XVI y XVII. En esta época se estudió el comportamiento y propiedades de los gases estableciéndose técnicas de medición. Poco a poco fue desarrollándose y refinándose el concepto de elemento como una sustancia elemental que no podía descomponerse en otras. También esta época se desarrolló la teoría del flogisto para explicar los procesos de combustión.
Imagen de Antoine Lavoissier, considerado como el fundador de la química
A partir del siglo XVIII la química adquiere definitivamente las características de una ciencia experimental. Se desarrollan métodos de medición cuidadosos que permiten un mejor conocimiento de algunos fenómenos, como el de la combustión de la materia, descubriendo Lavoisier el oxígeno y sentando finalmente los pilares fundamentales de la química moderna.
El vitalismo y el comienzo de la química orgánica
Después de que se comprendieran los principios de la combustión, otro debate de gran importancia se apoderó de la química: el vitalismo y la distinción esencial entre la materia orgánica e inorgánica. Esta teoría asumía que la materia orgánica sólo puede ser producida por los seres vivos, atribuyendo este hecho a una vis vitalis inherente a la propia vida. Base de esta asunción era la dificultad de obtener materia orgánica a partir de precursores inorgánicos. Este debate fue revolucionado cuando Friedrich Wöhler descubrió accidentalmente en 1828 cómo se podía sintetizar la urea a partir de cianato de amonio, mostrando que la materia orgánica podía crearse de manera química. Sin embargo, aún hoy en día se mantiene la clasificación en química orgánica e inorgánica, ocupándose la primera esencialmente de los compuestos del carbono y la segunda de los compuestos de los demás elementos.
Los motores para el desarrollo de la química orgánica eran, en el principio, la curiosidad sobre los productos presentes en los seres vivos (con probablemente la esperanza de encontrar nuevos fármacos) y la síntesis de los colorantes o tintes. La última surgió tras el descubrimiento de la anilina por Runge y la primera síntesis de un colorante artificial por Perkin.
Luego se añadieron los nuevos materiales como los plásticos, los adhesivos, los cristales líquidos, los fitosanitarios, etc.
Hasta la Segunda Guerra Mundial la principal materia prima de la industria química orgánica era el carbón, dada la gran importancia de Europa en el desarrollo de esta parte de la ciencia y el hecho que en Europa no hay grandes yacimientos de alternativa, como el petróleo. Con el final de la Segunda Guerra Mundial y el creciente peso de los Estados Unidos en el sector químico, la química orgánica clásica se convierte cada vez más en la petroquímica que se conoce hoy. Una de las principales razones es la mayor facilidad de transformación y la gran variedad de productos de partida encontradas en el petróleo
La tabla periódica y el descubrimiento de los elementos químicos
En 1860 los científicos ya habían descubierto más de 60 elementos diferentes y habían determinado su masa atómica. Notaron que algunos elementos tenían propiedades químicas similares por lo cual le dieron un nombre a cada grupo de elementos parecidos. En 1829 el químico J.W. Döbenreiner organizó un sistema de clasificación de elementos en el que éstos se agrupaban en grupos de tres denominados triadas. La propiedades químicas de los elementos de una triada eran similares y sus propiedades físicas variaban de manera ordenada con su masa atómica. Algo más tarde, el químico ruso Dmitri Ivanovich Mendeleyev desarrolló una tabla periódica de los elementos según el orden creciente de sus masas atómicas. Colocó lo elementos en columnas verticales empezando por los más livianos, cuando llegaba a un elemento que tenía propiedades semejantes a las de otro elemento empezaba otra columna. Al poco tiempo Mendeleiev perfecciono su tabla acomodando los elementos en filas horizontales. Su sistema le permitió predecir con bastante exactitud las propiedades de elementos no descubiertos hasta el momento. El gran parecido del germanio con el elemento previsto por Mendeleyev consiguió finalmente la aceptación general de este sistema de ordenación que aún hoy se sigue aplicando.
Sin embargo, la tabla de Mendeleiev no era del todo correcta. Después de que se descubrieron varios elementos nuevos y de que las masas atómicas podían determinarse con mayor exactitud, se hizo evidente que varios elementos no estaban en el orden correcto. La causa de este problema la determinó el químico inglés Henry Moseley quien descubrió que los átomos de cada elemento tienen un número único de protones en sus núcleos, siendo el número de protones igual al número atómico del átomo. Al organizar Moseley los elementos en orden ascendente de número atómico y no en orden ascendente de masa atómica, como lo había hecho Mendeleiev, se solucionaron los problemas de ordenamiento de los elementos en la tabla periódica. La organización que hizo Moseley de los elementos por número atómico generó un claro patrón periódico de propiedades.
Desarrollo de la teoría atómica
Inicia con la teoría de Leucipo y Demócrito, antiguos filósofos griegos, quienes dieron la palabra átomo (a= sin ; tomo=división) a todas aquellas partículas que forman parte de la materia.
La teoría es retomada luego por John Dalton, quien postulaba que los átomos eran partículas indivisibles, a partir de lo cual estableció supuestos de la estequiometría, como la Ley de las Proporciones Fijas.
A lo largo del siglo XIX la química estaba dividida entre los seguidores de la teoría atómica y aquellos que no como Wilhelm Ostwald y Ernst Mach. Los impulsores más decididos de la teoría atómica eran Amedeo Avogadro, Ludwig Boltzmann y otros que consiguieron grandes avances en la comprensión del comportamiento de los gases. La disputa fue finalizada con la explicación del efecto Browniano por Albert Einstein en 1905 y por los experimentos de Jean Perrin al respecto.
Mucho antes de que la disputa hubiera sido resuelta muchos investigadores habían trabajado bajo la hipótesis atómica. Svante Arrhenius había investigado la estructura interna de los átomos proponiendo su teoría de la ionización. Su trabajo fue seguido por Ernest Rutherford quien abrió las puertas al desarrollo de los primeros modelos de átomos que desembocarían en el modelo atómico de Niels Bohr. En la actualidad el estudio de la estructura del átomo se considera una rama de la física y no de la química.
Radiaciones.
ELEMENTOS RADIACTIVOS.
Las radiaciones producidas por el uranio y el torio eran bastante débiles, resultaba difícil trabajar con ellas. esta situación fue remediada por Mme. Curie. Al investigar la radiactividad de los minerales de uranio, halló algunas muestras de mineral con bajo contenido en uranio, que no obstante eran intensamente radiactivas, incluso más que el uranio puro llegó a la conclusión de que el mineral debía contener algún elemento radiactivo distinto del uranio. Como conocía todo los componentes del mineral que se hallaban en cantidades significativas, y como se sabía que todos ellos eran no radiactivos, el elemento desconocido debía estar en cantidades muy pequeñas, en consecuencia, ser extremadamente radiactiva.
Durante 1898, ella y su marido trabajaron intensamente con grandes cantidades del mineral, tratando de concentrar la radiactividad y de aislar el nuevo elemento. En julio de ese año lograron su propósito y llamaron al nuevo elemento polonio, debido al origen polaco de Mme. Curie. En diciembre se localizó un segundo elemento, el radio.
El radio era extremadamente radiactivo, emitiendo radiaciones 300 mil veces mayores que las producidas por el mismo peso de uranio. Además, era muy raro. A partir de toneladas de mineral, los Curie solo pudieron obtener 1/300 de onza de radio.
Otros elementos fuertemente radiactivos se descubrieron en trazas minúsculas. En 1889, el químico francés André Louis Debierne descubrió el actinio. En 1900 el físico alemán Frietrich Ernst Dorn descubrió un gas radiactivo que posteriormente se llamó radon. Y finalmente en 1917 los químicos alemanes Otto Hahn y Lise Meitner descubrieron el protactinio.
LA NUEVA TRANSMUTACIÓN.
Conociendo que el átomo estaba formado por partículas más pequeñas, que se reordenaban espontáneamente en las transformaciones radiactivas, el siguiente paso parecía prácticamente obligado.
El hombre podía reordenar deliberadamente la estructura atómica de las moléculas en reacciones químicas ordinarias. ¿por qué no reordenar entonces los protones y neutrones del núcleo atomico en reacciones nucleares? Ciertamente, los protones y los neutrones se unen por fuerzas mucho mayores que las que unen a los átomos dentro de las moléculas, y los métodos que servían para llevar a cabo las reacciones ordinarias no bastarán para las reacciones nucleares; pero los hombres que habían resuelto el rompecabezas de la radiactividad, se hallaban en el luminoso camino del éxito.
Fue Rutherford quien dio el primer paso. Bombardeó diversos gases con partículas alfa, y halló que en ocasiones una partícula alfa golpeaba el núcleo de un átomo y lo desordenaba.
De hecho Rutherford demostró en 1919 que las partículas alfa podían arrancar protones de los núcleos de nitrógeno, y fusionarse con lo que quedaba.
Los alquimistas consideraron los metales como cuerpos compuestos formados por dos cualidades-principios comunes, el mercurio, que representaba el carácter metálico y la volatilidad, y el azufre que poseía la propiedad de combustibilidad. En el curso del tiempo se unió un tercer principio, la sal, que tenía la propiedad de la solidez y la solubilidad. Estos tres principios o elementos, los llamados «tría prima» de los alquimistas substituyeron en la Edad Media a los elementos aristotélicos, y aunque al principio tuvieron un carácter abstracto, fueron considerados más tarde como materiales. Consecuencia inmediata de su pensamiento fue para los alquimistas la posibilidad de la transmutación de los metales innobles en nobles y, concretamente, la conversión del plomo, mercurio u otros metales corrientes en oro.
Pocos años después de la muerte de LAVOISIER la teoría del flogisto no era más que un recuerdo. Los químicos, guiados por las nuevas ideas adquiridas, las aplican al análisis cuantitativo y descubren muy pronto las leyes ponderales de las 
combinaciones químicas. La teoría atómica de DALTON (1808) explica estas leyes y da origen a la notación química desarrollada por BERZELIUS (1835), tan útil y fecunda en el progreso subsiguiente. El Principio de AVOGADRO (1811) permite establecer y diferenciar los conceptos de átomo y de molécula y crea las bases para la determinación de pesos moleculares y atómicos (1858).
La Clasificación periódica de los elementos establecida por MENDELEJEW y por LOTHAR MEYER (1869) llevó a pensar que los átomos debían ser complejos, modificando profundamente las ideas que se tenían acerca de los cuerpos simples, lo cual fue comprobado en los estudios acerca de la conductividad eléctrica de los gases y en los fenómenos de radioactividad. Lo que va de siglo ha permitido conocer la estructura del átomo con la interpretación de la Falencia y de las propiedades físicas y químicas de los elementos, y, finalmente, en los últimos años, el desarrollo de la química nuclear ha conducido a la obtención de nuevos elementos no existentes en la Naturaleza y a liberar la energía nuclear, puesta de manifiesto en forma dramática en la explosión de las primeras bombas atómicas.
