Más allá del uranio (I). De la Edad de los Metales a la batalla de Galípoli

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El descubrimiento de los elementos químicos constituye una de las aventuras más fascinantes de la historia de la ciencia. También es, en mi opinión, una excelente oportunidad para facilitar la enseñanza de la química a través de la vida y obra de aquellos héroes que la hicieron posible como ciencia, desde el fin de la alquimia hasta la actualidad. Una de estas historias llevó a los científicos a ver realizado el viejo sueño de los alquimistas y los hizo testigos de todo un acto de creación: la de los elementos más allá del uranio. 

TEXTO POR DANIEL TORREGROSA
ILUSTRADO POR MARINA MANDARINA
ARTÍCULOS
QUÍMICA
6 de Abril de 2015

Algunos elementos (un término este, el de elemento, cuya noción moderna apareció a lo largo del siglo XVII) eran conocidos desde la Edad Antigua, tales como el cobre, el hierro, el oro, la plata, el plomo, el mercurio, el arsénico y otros pocos. Encontramos periodos de la historia que llevan el nombre de alguno de ellos o de sus aleaciones, como el bronce, y fueron vitales en el desarrollo de las civilizaciones. Los filósofos griegos postularon solo cuatro elementos fundamentales: tierra, agua, aire y fuego. Una idea que perduró durante la Edad Media hasta el Renacimiento conviviendo con la alquimia y sus cinco principios: espíritu (mercurio), aceite (azufre), sal, flema (agua) y tierra. Una alquimia, con sus sombras pero también luces, que  aportó durante sus años de práctica el descubrimiento de elementos como el cinc, el arsénico o el bismuto.

Hubo que esperar a 1669 para que un alquimista de origen alemán llamado Hennig Brandt (ca.1630–ca.1710) realizara el primer descubrimiento, que podríamos llamar científico, de un elemento químico. En su búsqueda de la piedra filosofal Brandt aisló el fósforo tras destilar una mezcla de orina y arena. Tras recoger una gran cantidad de orina (se habla de al menos 50 cubos) la dejó reposar durante un par de semanas para seguidamente calentarla, evaporando todo el agua y quedándose con el residuo sólido seco. Mezcló el polvo de este sólido con arena lo calentó en un horno y recogió el vapor generado en un recipiente. Cuando el vapor se enfrió, Brandt se encontró con un material sólido de color blanco que asombrosamente ardía con llama espectacular y brillaba intensamente en la oscuridad. Precisamente por esta última característica fue por la que le dio su nombre: Phosphorus mirabilis, el portador de la luz milagrosa. El descubrimiento de Brandt, que en realidad era fósforo blanco, fue inmortalizado un siglo después en una famosa obra pictórica de Joseph Wright de Derby (1734-1797) conocida popularmente como El alquimista descubriendo el fósforo.

La lista de elementos químicos descubiertos fue aumentando paso a paso durante los siguientes años. En 1789 Antoine-Laurent de Lavoisier (1743-1794), el padre de la química para algunos osados autores, elaboró una lista con 33 elementos a los que llamó sustancias simples, aunque no se pronunció sobre cuáles eran fundamentales. El criterio de Lavoisier era que los elementos deberían definirse sobre la base de la observación empírica. De la lista de Lavoisier se conservan como elementos la inmensa mayoría pero se descartaron más tarde otros como lumière (luz) o calorique (calor) y se desecharon definitivamente las herencias aristotélicas o alquímicas.

La electricidad, el desarrollo de las técnicas de espectroscopia y el descubrimiento de la radiactividad fueron determinantes en el incremento de la lista de más y más elementos químicos que se han ido descubriendo hasta mediados del siglo pasado. A la cabeza destacaron genios como Humphry Davy (1778-1829) que descubrió seis elementos (sodio, potasio, bario, calcio, boro y magnesio) o uno de mis personajes favoritos de la historia de la ciencia, el olvidado Carl Wilhelm Scheele (1742-1786), a quién Isaac Asimov llamaba muy acertadamente hard-luck Scheele y que descubrió el oxígeno antes que Joseph Priestley (1732-1804), pero al no publicar sus resultados a tiempo finalmente solo se le atribuye el descubrimiento de dos elementos: cloro y molibdeno.

Los elementos químicos se pueden ir organizando en una de las múltiples tablas periódicas que hemos visto en alguna ocasión si tenemos la afición de curiosear por internet. Y digo múltiples porque en realidad hay muchas, centenares incluso, aunque todos tengamos en mente la misma. Las hay en dos y tres dimensiones, en espiral, circulares... Una primera clasificación de los elementos químicos la dio el propio Lavoisier, quien propuso que lo que llamaba sustancias se clasificaran en metales, metaloides y metales de transición. Su idea fue simple y práctica pero fue rechazada posteriormente debido a las diferencias en las propiedades físicas y químicas de cada elemento. Es decir, los elementos estaban clasificados pero no ordenados. La teoría atómica de John Dalton (1766-1844) y la hipótesis de William Prout (1785-1850), que decía que el átomo del hidrógeno era el único realmente fundamental y que los átomos de los demás elementos eran en realidad agrupaciones de varios átomos de hidrógeno, dejaron el camino abierto para que se iniciara una clasificación en función de los pesos atómicos de cada elemento. Y así lo intentaron Johann Dobereiner (1780-1849) en 1817 con sus tríadas y la posterior ampliación en 1827 a las series de Leopold Gmelin (1788-1853), Alexander Emile Beguyer de Chancourtois (1820-1886), que en 1862 envió a la Academia de Ciencias de Paris su clasificación de los elementos químicos colocados sobre la superficie de un cilindro y en 1864 el químico inglés John Newlands (1837-1898) y su «Ley de las octavas». La comunidad científica de la época de Newlands le ignoró e incluso ridiculizó, hasta que veintitres años más tarde le llegó el merecido reconocimiento por parte de la Royal Society con la concesión de su más alto honor en la disciplina de la química, la Medalla Davy.

Dmitri Ivanovich Mendeléyev (1834-1907) y Julius Lothar Meyer (1830-1895) han pasado a la historia y a la cultura popular, sobre todo y casi exclusivamente el primero, por ser los pioneros en proponer en la clasificación más completa y sistemática de los elementos químicos, pero sería injusto olvidar a todos los que la hicieron posible hasta 1869.

En 1911 el abogado y economista holandés (sí, has leído bien) Anton Van den Broek (1870-1926) propuso que debía ser la carga nuclear la que ordenara la tabla periódica, conectando el número de los elementos con la carga atómica. El “aficionado” Van den Broek dejó de esa brillante manera el camino abierto para nuestro siguiente y último protagonista de esta primera entrega: Moseley.

Henry Gwyn-Jeffreys Moseley (1887-1915) era hijo del famoso naturalista y amigo de Charles Darwin, Henry Nottidge Moseley, fundador de una importante escuela de zoología en Oxford y miembro de la expedición científica Challenger. Pero al final, y pese a que le apasionaba la botánica y la zoología, fue seducido por el mundo de la física. A Moseley, alumno del gran Ernest Rutherford (1871-1937) en Manchester, le debemos la confirmación de la hipótesis de Van den Broek cuando descubrió el número atómico de los elementos químicos.

En la fecha en la que Moseley murió tan solo quedaban siete huecos en la tabla periódica y se consideraba que el uranio era el último de los elementos “naturales”. Durante muchos años, una gran parte de la comunidad científica creía que los elementos más allá del número atómico 92 (del uranio), o bien nunca podrían ser aislados, o tendrían una vida tan corta que no sobreviviría la menor traza de ellos para poder encontrarlos en la naturaleza. A efectos prácticos, el uranio constituía el fin de la tabla periódica y si algún día se lograban ir más allá serían elementos artificiales que no existían en el universo. Pero estaban equivocados.

Y en 1940 comenzó la fiesta…

(Continuará)

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