August Kekulé: La serpiente que se muerde la cola

En 1890, en una celebración que conmemoraba veinticinco años desde su artículo sobre el benceno, un químico de unos sesenta años contó a una sala llena de colegas cómo había resuelto el problema estructural más difícil de su campo. Dijo que había estado cabeceando y vio cadenas de átomos retorciéndose como serpientes, hasta que una de ellas se agarró su propia cola. Se despertó y elaboró las consecuencias. Es la historia de origen más famosa en la historia de la química; los historiadores aún discuten si es verdad, y no importa mucho: la estructura era correcta, y la química orgánica se ha basado en el diagrama de Kekulé desde entonces.

De Darmstadt a Giessen

Friedrich August Kekulé nació el 7 de septiembre de 1829 en Darmstadt, en el Gran Ducado de Hesse. Ingresó en la Universidad de Giessen en 1847 con la intención de convertirse en arquitecto, un hecho que vale la pena tener en cuenta, porque la disciplina que fundó en realidad es esencialmente arquitectónica. En su primer semestre asistió a clases magistrales de Justus von Liebig, el químico más formidable de Europa, y cambió de rumbo.

Obtuvo su doctorado en 1852 y luego pasó cuatro años como asistente itinerante: París en 1851–52, Suiza en 1852–53, Londres de 1853 a 1855. Los años de Londres fueron los más importantes. Allí trabó amistad con Alexander Williamson, cuyo trabajo sobre la constitución de las moléculas impulsó a Kekulé hacia la cuestión a la que dedicaría su vida: no de qué están hechas las sustancias, sino cómo están organizadas las piezas.

Carbono tetravalente

La respuesta llegó en dos partes. A finales de 1857, Kekulé anunció que el carbono es tetravalente: cada átomo de carbono forma exactamente cuatro enlaces. En 1858 añadió la extensión decisiva: los átomos de carbono pueden unirse directamente entre sí, formando cadenas de longitud indefinida.

Expresado de forma tan sencilla, parece obvio. No lo era. Los químicos habían sido incapaces de explicar por qué los compuestos de carbono superan a todos los demás de forma tan absurda, y ambas proposiciones juntas dieron la razón: un elemento con cuatro manos que puede sujetar a los de su propia especie construye una biblioteca combinatoria ilimitada. El resumen del Science History Institute es exacto: la teoría de Kekulé explicó «la propia multiplicidad de compuestos de carbono que había estado desconcertando a los químicos».

El químico escocés Archibald Scott Couper llegó más o menos a la misma conclusión de forma independiente, pero su artículo llegó a la Academia Francesa semanas después de que Kekulé hubiera publicado en mayo de 1858. Couper estuvo amargado por la prioridad durante el resto de su corta carrera, y los argumentos a favor de compartir el crédito son sólidos.

Gante

Kekulé se convirtió en Privatdozent en Heidelberg en 1856, obtuvo una cátedra completa en Gante en 1858 y fue llamado a Bonn en 1867, donde permaneció hasta su jubilación. Gante es el lugar donde ocurrió el segundo descubrimiento.

El benceno era el gran escándalo de la química orgánica. Su fórmula, C6H6, era conocida; ninguna disposición de una cadena de carbono podía ajustarse a ella. En 1865, Kekulé propuso que los seis carbonos forman un anillo cerrado con enlaces simples y dobles alternos. Fue la primera estructura cíclica en la química y abrió el campo de toda la química aromática: tintes, medicamentos, explosivos, toda la industria química alemana del medio siglo siguiente.

La estructura tenía un defecto: predijo isómeros que no existen. En 1872, Kekulé la remendó proponiendo que la molécula oscila rápidamente entre dos formas equivalentes, con los enlaces intercambiándose continuamente. Esto era incorrecto en los detalles y correcto en espíritu; anticipó la resonancia y deslocalización que la química cuántica establecería sesenta años después.

El sueño

Kekulé contó dos historias visionarias, ambas en su vejez. En una, mientras montaba en un ómnibus de Londres alrededor de 1855, vio átomos de carbono realizando una danza vertiginosa y emparejándose. En la otra, cabeceando junto a un fuego en Bélgica, vio cadenas en forma de serpiente, una de las cuales se llevó la cola a la boca: el uróboros.

Los historiadores nunca se han puesto de acuerdo sobre si se trata de recuerdos o de la creación retrospectiva de un mito por parte de un hombre que entendía la publicidad. Lo que no está en duda es la forma de la afirmación que hacía: que la idea llegó sin ser invitada, en un estado de ensoñación, y que el trabajo de probarla vino después. Haya ocurrido o no de esa manera, es un relato inusualmente honesto de cómo suele sentirse el trabajo teórico.

Por qué se llama genio a August

El don de Kekulé era la imaginación espacial aplicada a objetos invisibles. No podía ver una molécula y nadie en su vida podría hacerlo; lo que hizo fue construir, a partir de proporciones de combinación y del comportamiento de reacción, una imagen tridimensional que resultó ser correcta. Le dio a química su notación —la fórmula estructural, aquello que todo químico ha dibujado desde entonces en una pizarra— y al hacerlo convirtió una ciencia de recetas en una ciencia de arquitectura. El estudiante de arquitectura fracasado construyó el campo.

La magnitud del logro se puede medir en sus estudiantes. Tres de sus candidatos a doctorado ganaron premios Nobel de Química: Jacobus Henricus van 't Hoff en 1901, Emil Fischer en 1902 y Adolf von Baeyer en 1905. Muy pocos profesores en cualquier disciplina pueden mostrar un historial similar. Gran Bretaña le concedió la Medalla Copley en 1885; Alemania lo ennobleció en 1895 como Kekule von Stradonitz.

El contraargumento tiene dos vertientes. Couper llegó a la teoría estructural de forma independiente y solo perdió por el momento de la publicación, y Kekulé no hizo ningún esfuerzo por compartir el crédito. Y la estructura del benceno tal como la propuso Kekulé no es correcta: el modelo de enlaces alternos y el parche de oscilación quedaron obsoletos una vez que se comprendió el electrón. Fue un genio de la aproximación productiva: un hombre que adivinó la forma correcta décadas antes de que nadie pudiera explicar por qué se mantenía unida.

Legado

Su Lehrbuch der Organischen Chemie, publicado en volúmenes de 1859 a 1887, formó a una generación de químicos en el nuevo pensamiento estructural. Murió en Bonn el 13 de julio de 1896, tras haber pasado casi treinta años allí.

El anillo de benceno se encuentra ahora entre los símbolos más reproducidos de la ciencia, impreso en libros de texto, puertas de laboratorios y sellos postales. Cada molécula de droga y cada diagrama de polímero desciende de la convención que él estableció: que las sustancias químicas tienen formas y que las formas se pueden dibujar. Haya soñado o no alguna vez con la serpiente, enseñó a la química a pensar en imágenes.