Elementos sintéticos, del 93 al 118. (Parte 1)

Tabla Periódica

Elementos sintéticos, del 93 al 118. (Parte 1)

POR:José Antonio Chamizo

3 diciembre, 2019

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Introducción

A pesar de ser más conocido por su descubrimiento del núcleo atómico y del protón (partícula nuclear con carga positiva), el neozelandés E. Rutherford (1871-1937) obtuvo el Premio Nobel de Química en 1908 por sus investigaciones en la desintegración de los elementos y la química de las sustancias radiactivas. Durante el banquete de recepción del premio, dijo: “He tratado con muchas transformaciones diferentes en varios períodos de tiempo, pero la más rápida que he conocido fue mi propia transformación, en un instante pasé de físico a químico”. La frase denotó su carácter y ambición ya que haberlo obtenido en química, para él una disciplina menor, nunca le satisfizo. Rutherford, físico físicamente puro, con importantes aportaciones teóricas y experimentales, fue propuesto para obtener el premio Nobel de Física en 15 ocasiones, tres de ellas después de obtener el de química, pero nunca lo obtuvo. En su arrogancia sobre la superioridad de su disciplina también es suya la frase: “La ciencia es física o filatelia…”. Sobre la filatelia química, es decir sobre la colección de algunos de los elementos que se presentan en la Tabla Periódica, los elementos transuránidos, es decir aquellos con número atómico Z= 93 al Z = 118, trata este artículo.

Sobre la historia de la química

La tecnociencia es
un sistema de acciones eficientes basadas en conocimiento científico
que transforman el mundo.
Las acciones están desarrolladas tecnológica e industrialmente,
y ya no versan sólo sobre la naturaleza,
también se orientan a la sociedad y a los seres humanos,
sin limitarse a describir, explicar, predecir o comprender el mundo,
sino tendiendo a transformarlo basándose en una serie de valores.
Echeverria, 2003

Tal como hoy la conocemos, la química es resultado de una multitud de herencias que, concretadas en oficios, influyeron en la vida cotidiana de todas las culturas. No deja de ser sorprendente que prácticas tan diferentes como la del herrero –y la metalurgia-, el curandero -y la farmacia-, el alfarero –y la cerámica-, el panadero- y la biotecnología- hayan podido reunirse y terminar fundidas en un campo común, la química, donde se estudia, se practica y se transmite cómo transformar las sustancias. En la actualidad, la comunidad de químicos profesionales se dedica sobre todo a la síntesis química. Ya a principios del siglo XXI lo indicaba la editora del libro The New Chemistry:

“El objeto de la química es extenso. Cubre virtualmente todos los aspectos del comportamiento de átomos y de moléculas, de la creación de los elementos en las estrellas a las moléculas complejas de la vida. La química, sin embargo, es mucho más que investigar el universo en el nivel molecular; su mandato central (que es absolutamente diferente de los de otras disciplinas) es sintetizar nuevas formas de materia, muchas de las cuales son extremadamente útiles, por ejemplo, los productos farmacéuticos”.

La historia es lo que contamos hoy, con la información que tenemos de ayer. Hay diversas maneras de hacerlo. Particularmente alrededor de las ciencias y las tecnologías se puede identificar una importante tendencia alrededor de la idea de ruptura o revolución científica. Así se pueden determinar, en la historia moderna de la química, cinco revoluciones caracterizadas como tales, principalmente por sus diferentes maneras de abordar la estructura de la materia, incorporando el uso de instrumentos específicos, Tabla 1.

En cada una de ellas se realizaron importantes aportaciones a lo que hoy identificamos como Tabla Periódica:

Con la primera revolución aparece la química tal y cómo hoy la conocemos. El descubrimiento del oxígeno por A. Lavoisier (1743-1794), lo llevó a explicar las reacciones de combustión como se siguen enseñando en las escuelas actualmente y separó los elementos en metales y no metales, división que aún hoy persiste en la Tabla Periódica. Además postuló la ley de conservación de la materia, la cual fue concretada con la propuesta de J. Dalton (1766-1844) sobre la estructura atómica de las substancias.
La segunda revolución se caracteriza por la aparición de la química orgánica. La comunidad química se vuelca a entender esta subdisciplina, lo que permite consolidar los conceptos de molécula, isomería y valencia en el Congreso de Karslruhe, primer congreso científico de la historia. Uno de los asistentes al mismo, D. Mendeleiev (1834-1907), propone su Tabla Periódica para organizar el creciente conocimiento que se estaba desarrollando y así enseñarlo de mejor manera. Por primera vez en la historia de la humanidad se sintetizan sustancias que no existían en la naturaleza. Tal es el caso del colorante malva, resultado accidental de una reacción química realizada por el joven, de entonces 18 años, W. Perkin (1838-1907). A partir de esa síntesis la aristocracia europea se viste de este color lo que permite consolidar originalmente la industria química y posteriormente la farmacéutica. Aparece la tecnociencia, espacio híbrido entre ciencia y tecnología, entre universidad e industria. Con el recién inventado espectroscopio se descubre el helio en el Sol.
La tercera revolución química marca la aparición de la fisicoquímica como subdisciplina. Se descubren los rayos X y la estructura nuclear y eléctrica de los átomos y las moléculas. W. Ramsay (1852-1916) descubre los gases nobles, lo que obliga a colocar una nueva familia en la Tabla Periódica. Se funda la IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) organización internacional encargada entre otras cosas, de nombrar los elementos y compuestos químicos. Años después lo hace la IUPAP (International Union of Pure and Applied Physics).
La química instrumental permite extender el conocimiento del comportamiento de las sustancias hasta límites antes inimaginables. Los laboratorios de química cambiaron más en este periodo que en los 300 años anteriores. Se inicia la síntesis de elementos transuránidos que no existían en el universo y G. Seaborg (1912-1999) introduce, después de sintetizar varios de ellos, la serie de los actínidos en la Tabla Periódica (Z = 89 a Z = 103).
Durante la quinta revolución química aparecen una multitud de subdisciplinas, lo que lleva, entre otras causas, a que la química alcance sus propios límites. Las sustancias sintéticas se cuentan ya en muchas decenas de millones y su impacto sobre el medio ambiente es, por primera vez en la historia, global. Se manipulan los átomos individualmente y se realizan las reacciones más rápidas posibles. Se sintetizan los elementos del Z = 107 a Z = 112 informándose su síntesis en revistas de física y no de química. La extensión de la Tabla Periódica es un asunto de la comunidad física, que ha sido abandonado por la comunidad química, de la misma manera que se dejó la radioquímica por la química nuclear años antes.

Sobre el descubrimiento y la creación

La esencia de la química no sólo es descubrir sino inventar y,
sobre todo, crear.
¡El libro de química no es sólo para ser leído,
sino para ser escrito!
Si fuera música
¡la pieza de química no sólo sería para ser ejecutada,
sino para ser compuesta!
M. Lehn, 1995.

Descubrir no es lo mismo que inventar o crear. Ya en su extraordinario libro La invención de América, publicado en 1958, el historiador mexicano E. O’Gorman (1906-1995) indicó que, a partir de aquel 12 de octubre de 1492 nuestro continente no fue descubierto, fue inventado. El asunto es claro: ¿descubierto para quién? ¿Acaso no había aquí importantes culturas como la maya, azteca o inca?… De alguna manera también dichas culturas “descubrieron” en aquel momento a Europa. ¿Sabía C. Colón (1451-1506) que había llegado a un nuevo continente? La respuesta que reconocen muchos historiadores es que murió sin saberlo. Él había llegado a Las Indias.

Lo anterior lleva a precisar tres condiciones que se requieren para identificar qué es un descubrimiento, particularmente relacionado con el conocimiento científico:

Que aquello que se descubra, exista. Es decir, no se puede descubrir lo que no existe. Ni existen los fantasmas, ni el pato Donald, ni la kriptonita verde que tanto asusta a Superman. Lo que hay son representaciones o modelos de esas entidades, en libros, películas y conversaciones. Éstas son algunas de las muchas ficciones construidas por las sociedades humanas a lo largo de su historia. Los filósofos indican que la existencia es un asunto ontológico. Lo que hoy llamamos América existe y existía (desde luego con otros nombres) cuando Colón llegó a ella.
Que se sepa qué es aquello que se descubre. Descubrir implica novedad, algo de lo que naturalmente no se tiene conciencia. Las personas nos pasamos la vida descubriendo y más en nuestro momento histórico. Nuevas comidas, nuevas ropas, nuevos artefactos tecnológicos. Si confundimos un picante platillo de Oaxaca con uno asiático, no estamos descubriendo nada. Los filósofos indican que el conocimiento es un asunto epistemológico. Colón nunca supo que había llegado a otro continente diferente al que buscaba cuando se embarcó en España. Sus “Indias” no eran Asia.
La tecnociencia es una actividad social y parcialmente pública. Por ello, quien descubre algo debe ser el primero, lo que lleva a que sus colegas reconozcan que así ha sido. Desde la segunda revolución química, sin embargo, el descubrimiento está sujeto al derecho de comercializarse bajo patente. Hoy está claro que Colón y su tripulación no fueron los primeros europeos que llegaron a América; unos pocos vikingos, provenientes de Islandia, arribaron a lo que hoy es Canadá unos 500 años antes… pero no regresaron a Europa. Aquel descubrimiento, si lo fue, permaneció oculto para la inmensa mayoría de los europeos. Es decir, no fue un descubrimiento. Descubrir es descubrir para otros. Esos otros son los que validan la novedad del descubrimiento. En la actualidad son las comunidades científicas quienes validan los descubrimientos otorgando reconocimiento público a los descubridores, como lo es el Premio Nobel. En otras ocasiones los descubrimientos se “venden” a través del complejo industrial mundial bajo patente. La Aspirina es un ejemplo de ello.

Se puede precisar lo anterior con ejemplos de la química y la física. C²

CONTINÚA EN PARTE 2

Sobre el autor

José Antonio Chamizo

Se doctoró en la School of Molecular Sciences de la University of Sussex, Inglaterra. Profesor de la Facultad de Química desde 1977 y actualmente adscrito al Instituto de Investigaciones Filosóficas, ha impartido más de 100 cursos desde la secundaria hasta el doctorado, publicado más de 110 artículos arbitrados sobre química, educación, filosofía, historia y divulgación de la ciencia y dirigido cerca de 30 tesis de licenciatura, maestría y doctorado.

Es autor o coautor de más de 70 capítulos en libros y de otros tantos libros de texto y divulgación entre los que sobresalen los Libros de Texto Gratuito de Ciencias Naturales, coordinados por él, y editados por la Secretaria de Educación Pública de los cuales se han publicado a la fecha más de cien millones de ejemplares. Es miembro del SNI, nivel III.