August Kekulé: La serpiente que se mordía la cola

En 1890, durante una celebración que marcaba veinticinco años desde su artículo sobre el benceno, un químico de sesenta y tantos años contó a una sala llena de colegas cómo había resuelto el problema estructural más difícil de su campo. Dijo que estaba dormitando 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 cierta, 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 recordar, porque la disciplina que realmente fundó es esencialmente arquitectónica. En su primer semestre asistió a las clases 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 en Londres fueron los más importantes. Allí se relacionó con Alexander Williamson, cuyo trabajo sobre la constitución de las moléculas empujó a Kekulé hacia la pregunta a la que dedicaría su vida: no de qué están hechas las sustancias, sino cómo están dispuestas 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.

Dicho así, suena obvio. No lo era. Los químicos no habían podido explicar por qué los compuestos de carbono superan en número a todos los demás de forma tan absurda, y las dos proposiciones juntas proporcionaron la razón: un elemento con cuatro manos que puede sostener a los de su misma especie construye una biblioteca combinatoria ilimitada. El resumen del Science History Institute es exacto: la teoría de Kekulé explicó "la misma multiplicidad de compuestos de carbono que había estado desconcertando a los químicos".

El químico escocés Archibald Scott Couper llegó a una conclusión muy similar de forma independiente, pero su artículo llegó a la Academia Francesa semanas después de que Kekulé publicara en mayo de 1858. Couper estuvo amargado por la prioridad durante el resto de su corta carrera, y el argumento a favor de compartir el crédito es sólido.

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 donde ocurrió el segundo descubrimiento.

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

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

El sueño

Kekulé contó dos historias visionarias, ambas al final de su vida. En una, viajando en un autobús de Londres alrededor de 1855, vio átomos de carbono realizando un baile vertiginoso y emparejándose. En la otra, dormitando junto a una chimenea en Bélgica, vio cadenas con forma de serpiente, una de las cuales se llevó la cola a la boca: el uróboros.

Los historiadores nunca han determinado si se trata de recuerdos o de una creación mítica retrospectiva de un hombre que entendía la publicidad. Lo que no está en duda es la forma de la afirmación que hacía: que la idea surgió sin ser invitada, en un estado de ensueño, y que el trabajo de probarla vino después. Haya ocurrido así o no, es un relato inusualmente honesto de cómo se siente el trabajo teórico.

Por qué August es llamado genio

El don de Kekulé era la imaginación espacial aplicada a objetos invisibles. No podía ver una molécula y nadie en su vida lo haría; lo que hizo fue construir, a partir de las proporciones de combinación y el comportamiento de reacción, una imagen tridimensional que resultó ser correcta. Le dio a la química su notación (la fórmula estructural, lo 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 fallido construyó el campo.

La escala del logro es medible 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 como ese. Gran Bretaña le otorgó la Medalla Copley en 1885; Alemania lo ennobleció en 1895 como Kekule von Stradonitz.

El contraargumento tiene dos vertientes. Couper llegó a la teoría de la estructura de forma independiente y perdió solo por el momento de la publicación, y Kekulé no hizo un esfuerzo especial 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 fueron reemplazados 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 alguien 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 es ahora uno de los símbolos más reproducidos en la ciencia, impreso en libros de texto, puertas de laboratorios y sellos postales. Cada molécula de fármaco y cada diagrama de polímero desciende de la convención que estableció: que las sustancias químicas tienen formas y que las formas se pueden dibujar. Haya soñado o no con la serpiente, enseñó a la química a pensar en imágenes.