Pauling: El científico que hizo que entendiéramos la química en lugar de memorizarla.

Por Lorenzo Hernández • 6 feb, 2013 • Sección: Científic@s, Hablar de Ciencia

dr  linus pauling Pauling: El científico que hizo que entendiéramos la química en lugar de memorizarla.

Suele ser injusto asignar todo el mérito de un avance científico a una sola persona porque la ciencia es un edificio que se va construyendo, ladrillo a ladrillo, por la colaboración de muchas personas. Pero realmente hay personajes que, no sólo aportan ciertos descubrimientos específicos, sino que cambia la forma de abordar y estudiar una ciencia. Uno de estos casos es Linus Pauling.

Linus Pauling es el único científico que ha recibido dos premios Nobel en solitario y en disciplinas distintas: uno de Química (1954) y otro de la Paz (1962). Su contribución a la Química fue múltiple y, entre otras cosas, fue pionero en despegar estructuras de un plano bidimensional e insistir en hablar de ellas en términos de su espacio tridimensional (ver: las tres dimensiones en la ciencia).

Pauling se había criado en la era del entendimiento cuántico de la ciencia, y estaba convencido de que era la mejor forma de explicar el comportamiento de los átomos. Un problema que se necesitaba resolver era la distancia entre átomos particulares cuando se unían. Por ejemplo, se sabía que el carbono formaba cuatro enlaces, mientras que el oxígeno puede formar dos. Parece obvio que en una molécula de dióxido de carbono, compuesta por un átomo de carbono y dos de oxígeno, dos de los enlaces del carbono estarán dedicados a cada uno del oxígeno.

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Por sus cálculos bien establecidos, esto decía a los científicos que la distancia entre los átomos de carbono y del oxígeno debería ser de 1,22·10-10m. En efecto, el análisis del dióxido de carbono demostró que eran 1,16 Amstrong (1 Amstrong = 10-10 m). El enlace era más fuerte y en consecuencia era más corto de lo que habría sido. La explicación, dijo Pauling, era que los enlaces en el dióxido de carbono están constantemente resonando entre dos alternativas. En una posición, el carbono hace tres enlaces con una de las moléculas del oxígeno y tiene sólo un enlace con la otra, después la situación se invierte. Puede parecer una adaptación extraña, pero está perfectamente dentro de las reglas de conocimiento cuántico.

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Pauling fue el Leonardo da Vinci de la química.

En pocas palabras, Pauling averiguó de qué manera la mecánica cuántica gobierna los enlaces químicos entre átomos: las fuerzas de los enlaces, su longitud, ángulo, prácticamente todo. Fue, como dice Sam Kean*, “el Leonardo da Vinci de la química, aquel que, como Leonardo en sus dibujos de figuras humanas, por primera vez dibujó bien los detalles anatómicos. Y como la química es básicamente el estudio de cómo los átomos forman y rompen enlaces, Pauling modernizó, él solo, una disciplina que estaba adormecida“.

En 1931 Pauling escribió su más importante trabajo científico, titulado “Nature ofthe Chemical Bond” (La naturaleza de los enlaces químicos). En él sugería que con el fin de crear enlaces más fuertes, los átomos cambian la forma de sus ondas a formas de pétalos, un concepto que se conoció como “hibridación de orbitales”.

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Esto le permitió desarrollar seis reglas clave que permitían a los científicos explicar y predecir la estructura química. Tres de ellas son reglas matemáticas relativas a la forma en que se comportan los electrones en los enlaces, y tres, a la orientación de los orbitales en los que los electrones se mueven y la posición relativa del núcleo atómico.

Detrás de todas estas gigantescas aportaciones se esconde lo que es, quizá, la mayor de ellas: se empezó a entender la química desde un punto de vista físico.

Hoy día, cualquier estudiante de química de bachillerato, sabiendo unas reglas básicas, con tan solo mirar la tabla periódica es capaz de deducir cómo se pueden unir dos átomos y qué tipo de moléculas puede formar. Puede deducir qué tipo de enlace va a formar y, por tanto, saber propiedades generales como el punto de fusión o ebullición, la conductividad eléctrica en estado sólido o en disolución, la dureza, etc.

De este modo, podemos entender la química sin tener que memorizar el tipo de moléculas que existen sino deducirlas a partir de unas ciertas reglas básicas.

Fuentes:

*La cuchara menguante. Sam Kean. Ariel. 2011.

E=mc2. Las grandes ideas que formaron nuestro mundo. Pete Moore. Lisma. 2003.

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