Agosto Kekulé

Friedrich August Kekulé , más tarde Friedrich August Kekule von Stradonitz ( / ˈ k eɪ k əl eɪ / KAY -kə-lay , ^{[ 1 ]} Alemán: [ ˈfʁiːdʁɪç ˈʔaʊɡʊst ˈkeːkuleː fɔn ʃtʁaˈdoːnɪts ] ; 7 de septiembre de 1829 – 13 de julio de 1896), fue un químico orgánico alemán . Desde la década de 1850 hasta su muerte, Kekulé fue uno de los químicos más prominentes de Europa, especialmente en el campo de la química teórica . Fue el principal fundador de la teoría de la estructura química y, en particular, de la estructura de Kekulé del benceno . ^{[ 2 ]} 

Kekulé nunca usó su primer nombre; durante toda su vida fue conocido como August Kekulé. Tras ser ennoblecido por el káiser en 1895, adoptó el nombre de August Kekule von Stradonitz, sin el acento agudo francés sobre la segunda "e". Al parecer, el acento francés se lo había añadido el padre de Kekulé durante la ocupación napoleónica de Hesse por Francia, para asegurar que los francófonos pronunciaran la tercera sílaba. ^{[ 3 ]}

Hijo de un funcionario público, Kekulé nació en Darmstadt , la capital del Gran Ducado de Hesse . Tras graduarse de la escuela secundaria (el Gimnasio Gran Ducal de Darmstadt), en otoño de 1847 ingresó en la Universidad de Giessen con la intención de estudiar arquitectura. ^{[ 4 ]} Después de escuchar las clases de Justus von Liebig en su primer semestre, decidió estudiar química. ^{[ 4 ]}

En 1847, el cadáver parcialmente carbonizado de la condesa Emile von Görlitz fue hallado en su casa, y se sospechó que se trataba de un caso de combustión espontánea por consumo excesivo de alcohol. Von Liebig testificó ante el tribunal que la teoría era químicamente imposible. Kekulé era vecina de von Görlitz y fue llamada a declarar como testigo en el juicio de Stauff, sirviente de von Görlitz. Uno de los elementos clave del juicio fue un anillo que mostraba dos serpientes, una de oro y otra de platino, mordiéndose las colas, similar a lo que Kekulé soñaría más tarde. ^{[ 5 ]}

Tras cuatro años de estudios en Giessen y un breve servicio militar obligatorio, trabajó como asistente temporal en París (1851-1852), en Chur , Suiza (1852-1853) y en Londres (1853-1855), donde Alexander Williamson influyó decisivamente en su formación . Obtuvo su doctorado en Giessen en el verano de 1852.

En 1856, Kekulé se convirtió en profesor adjunto en la Universidad de Heidelberg . En 1858, fue contratado como catedrático en la Universidad de Gante , y luego, en 1867, fue llamado a la Universidad de Bonn , donde permaneció durante el resto de su carrera. Basándose en las ideas de predecesores como Williamson, Charles Gerhardt , Edward Frankland , William Odling , Auguste Laurent , Charles-Adolphe Wurtz y otros, Kekulé fue el principal formulador de la teoría de la estructura química (1857-1858). Esta teoría parte de la idea de la valencia atómica, especialmente la tetravalencia del carbono (que Kekulé anunció a finales de 1857) ^{[ 6 ]} y la capacidad de los átomos de carbono para unirse entre sí (anunciada en un artículo publicado en mayo de 1858), ^{[ 7 ]} para determinar el orden de enlace de todos los átomos en una molécula. Archibald Scott Couper llegó de forma independiente a la idea del autoenlace de los átomos de carbono (su artículo apareció en junio de 1858) ^{[ 8 ]} y proporcionó las primeras fórmulas moleculares donde las líneas simbolizan los enlaces que conectan los átomos. Para los químicos orgánicos, la teoría de la estructura proporcionó una claridad de comprensión radicalmente nueva y una guía fiable tanto para el trabajo analítico como, especialmente, para el sintético. Como consecuencia, el campo de la química orgánica se desarrolló de forma explosiva a partir de este punto. Entre los más activos en las primeras investigaciones estructurales se encontraban, además de Kekulé y Couper, Frankland , Wurtz , Alexander Crum Brown , Emil Erlenmeyer y Alexander Butlerov . ^{[ 9 ]}

La idea de Kekulé de asignar ciertos átomos a posiciones específicas dentro de la molécula y conectarlos esquemáticamente mediante lo que él denominó sus "Verwandtschaftseinheiten" ("unidades de afinidad", ahora llamadas " valencias " o "enlaces") se basaba principalmente en la evidencia obtenida de reacciones químicas, en lugar de en métodos instrumentales que permitieran observar directamente la molécula, como la cristalografía de rayos X. Dichos métodos físicos de determinación estructural aún no se habían desarrollado, por lo que los químicos de la época de Kekulé tuvieron que recurrir casi exclusivamente a la llamada química "húmeda". Algunos químicos, en particular Hermann Kolbe , criticaron duramente el uso de fórmulas estructurales que, según él, se ofrecían sin pruebas. Sin embargo, la mayoría de los químicos siguieron el ejemplo de Kekulé al investigar y desarrollar lo que algunos han llamado la teoría de la estructura "clásica", la cual fue modificada tras el descubrimiento de los electrones (1897) y el desarrollo de la mecánica cuántica (en la década de 1920).

La idea de que el número de valencias de un elemento dado era invariable fue un componente clave de la versión de Kekulé de la química estructural. ^{[ 10 ]} Esta generalización adolecía de muchas excepciones y posteriormente fue reemplazada por la sugerencia de que las valencias estaban fijas en ciertos estados de oxidación . ^{[ 11 ]} Por ejemplo, el ácido periódico según la teoría estructural de Kekulé podía representarse mediante la estructura de cadena IOOOOH. Por el contrario, la estructura moderna del ácido (meta)periódico tiene los cuatro átomos de oxígeno rodeando al yodo en una geometría tetraédrica. ^{[ 12 ]}

La obra más famosa de Kekulé fue sobre la estructura del benceno . ^{[ 4 ]} En 1865, Kekulé publicó un artículo en francés (ya que aún se encontraba en Bélgica) en el que sugería que la estructura contenía un anillo de seis miembros de átomos de carbono con enlaces simples y dobles alternados. ^{[ 13 ]} Al año siguiente publicó un artículo mucho más extenso en alemán sobre el mismo tema. ^{[ 14 ]}

La fórmula empírica del benceno se conocía desde hacía tiempo, pero su estructura altamente insaturada resultaba difícil de determinar. Archibald Scott Couper en 1858 y Joseph Loschmidt en 1861 sugirieron posibles estructuras que contenían múltiples enlaces dobles o múltiples anillos, pero el estudio de los compuestos aromáticos estaba en sus inicios y, por entonces, había muy poca evidencia disponible para ayudar a los químicos a decidir sobre una estructura en particular.

En 1865 se disponía de más evidencia, especialmente en lo que respecta a las relaciones entre isómeros aromáticos . Kekulé argumentó a favor de su estructura propuesta considerando el número de isómeros observados en los derivados del benceno. Para cada monoderivado del benceno (C₆H₅X _, donde X ₌ Cl, OH, CH₃ _, NH₂ _, etc.) solo se encontró un isómero, lo que implicaba que los seis carbonos eran equivalentes, de modo que la sustitución en cualquier carbono daba lugar a un único producto posible. Para los diderrivados, como las toluidinas , C₆H₄ ₍ NH₂ ) (CH₃ _{) , donde había dos sustituyentes en el anillo de benceno, siempre se observaban tres isómeros. Kekulé explicó esta circunstancia , de otro modo misteriosa ,} proponiendo estructuras con los dos átomos de carbono sustituidos separados por uno, dos y tres enlaces carbono-carbono, denominados posteriormente isómeros orto, meta y para, respectivamente. ^{[ 15 ]} La propuesta de Kekulé demostró la ventaja de la idea de un anillo de benceno, ya que ninguna otra estructura propuesta para el benceno podía explicar este hallazgo empírico.

Sin embargo, el recuento de posibles isómeros para los diderrivados fue criticado por Albert Ladenburg , antiguo alumno de Kekulé, quien argumentó que la estructura de Kekulé de 1865 implicaba dos estructuras "orto" distintas, dependiendo de si los carbonos sustituidos estaban separados por un enlace simple o doble. ^{[ 16 ]} Dado que los derivados orto del benceno nunca se encontraron en más de una forma isomérica, Kekulé modificó su propuesta en 1872 y sugirió que la molécula de benceno oscila entre dos estructuras equivalentes, de tal manera que los enlaces simples y dobles intercambian posiciones continuamente. ^{[ 17 ] [ 18 ]} Esto implica que los seis enlaces carbono-carbono son equivalentes, ya que cada uno es simple la mitad del tiempo y doble la otra mitad. Una base teórica más sólida para una idea similar fue propuesta posteriormente en 1928 por Linus Pauling , quien reemplazó la oscilación de Kekulé por el concepto de resonancia entre estructuras cuántico-mecánicas. ^{[ 19 ]}

El sueño de Kekulé

Kekulé publicó la teoría de la estructura del benceno en enero de 1865. ^{[ 20 ]} La nueva comprensión del benceno, y por ende de todos los compuestos aromáticos, resultó ser tan importante para la química pura y aplicada después de 1865 que en 1890 la Sociedad Química Alemana organizó un elaborado homenaje en honor de Kekulé, celebrando el vigésimo quinto aniversario de su primer artículo sobre el benceno. En esta ocasión, Kekulé habló de la creación de la teoría. Dijo que había descubierto la forma anular de la molécula de benceno tras tener una ensoñación o un sueño diurno de una serpiente mordiéndose la cola (este es un antiguo símbolo conocido como el ouroboros ). ^{[ 21 ] [ 22 ]}

Otra representación del benceno apareció en 1886 en el Berichte der Durstigen Chemischen Gesellschaft (Revista de la Sociedad Química Sedienta), una parodia del Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft , solo que la parodia tenía seis monos agarrándose unos a otros en círculo, en lugar de una sola serpiente como en la anécdota de Kekulé. ^{[ 23 ]} Algunos historiadores han sugerido que la parodia era una sátira de la anécdota de la serpiente, posiblemente ya bien conocida por transmisión oral aunque aún no hubiera aparecido impresa. ^{[ 24 ]} Otros han especulado que la historia de Kekulé en 1890 era una nueva parodia de la parodia de los monos, y que era una mera invención más que un recuerdo de un evento en su vida.

El discurso de Kekulé de 1890, ^{[ 25 ]} en el que aparecieron estas anécdotas, ha sido traducido al inglés. ^{[ 26 ]} Si se toma la anécdota como un reflejo de un recuerdo preciso de un hecho real, las circunstancias mencionadas en la historia sugieren que debió haber ocurrido a principios de 1862. ^{[ 27 ]}

En el mismo discurso de 1890, relató otra anécdota autobiográfica sobre una visión anterior de átomos y moléculas danzantes que lo llevó a formular su teoría de la estructura, publicada en mayo de 1858. Según afirmó, esto ocurrió mientras viajaba en la cubierta superior de un ómnibus tirado por caballos en Londres. Si se considera que la anécdota refleja con precisión un recuerdo de un hecho real, las circunstancias que se describen sugieren que debió haber ocurrido a finales del verano de 1855. ^{[ 28 ]}

• Lehrbuch der Organischen Chemie (en alemán). vol. 1. Erlangen: Enke. 1859–1861.
• Lehrbuch der Organischen Chemie (en alemán). vol. 2. Erlangen: Enke. 1862–1866.
• Lehrbuch der Organischen Chemie (en alemán). vol. 3. Erlangen: Enke. 1867.
• Lehrbuch der Organischen Chemie (en alemán). vol. 4. Stuttgart: Enke. 1880.
• Lehrbuch der Organischen Chemie (en alemán). vol. 5. Stuttgart: Enke. 1881.
• Lehrbuch der Organischen Chemie (en alemán). vol. 6. Stuttgart: Enke. 1882.
• Lehrbuch der Organischen Chemie (en alemán). vol. 7. Stuttgart: Enke. 1887.

Tras su ennoblecimiento en 1895, el nombre de Kekulé pasó a ser Friedrich August Kekule von Stradonitz, nombre que algunas bibliotecas utilizan. Este título lo heredó su hijo, el genealogista Stephan Kekule von Stradonitz . De los primeros cinco Premios Nobel de Química , tres fueron otorgados a antiguos alumnos de Kekulé: van 't Hoff en 1901, Fischer en 1902 y Baeyer en 1905.

Un monumento a Kekulé de tamaño monumental, inaugurado en 1903, se encuentra frente al antiguo Instituto de Química (terminado en 1868) de la Universidad de Bonn . Su estatua suele ser decorada con humor por los estudiantes, por ejemplo, para el Día de San Valentín o Halloween .

• Molécula no Kekulé
• Fórmula esquelética
• Programa Kekulé
• Auguste Laurent

• Benfey, O. Theodor. «August Kekulé y el nacimiento de la teoría estructural de la química orgánica en 1858». Journal of Chemical Education . Volumen 35, n.º 1, enero de 1958, págs.  21-23. Incluye una traducción al inglés del discurso de Kekulé de 1890 en el que habló sobre el desarrollo de su teoría estructural y la teoría del benceno.
• Rocke, AJ, Imagen y realidad: Kekulé, Kopp y la imaginación científica (University of Chicago Press, 2010).

• Kekulés Traum (El sueño de Kekulé, en alemán)
• Kekulé: Un científico y un soñador
• "Kekule von Stradonitz, Friedrich August"  . Nueva Enciclopedia Internacional . 1905.