EL BENCENO
El arquitecto molecular
La idea para la teoría le llegó a Kekulé en un viaje en el transporte de la ciudad. Con los resultados experimentales divagando por su cabeza, tuvo un vívido ensueño.
Por Franco Mir (Biólogo, becario doctoral de Conicet)
La actividad científica requiere constancia y mucho
estudio, pero sobre todo se necesita una nutrida imaginación. Friedrich Kekulé
fue un químico alemán que aprovechó de manera asombrosa sus entresueños.
La Química Orgánica es una rama que estudia una clase
de moléculas que contienen carbono: los compuestos orgánicos. Entre 1858 y
1861, Kekulé y otros investigadores plantearon la “teoría estructural de la
química”, que establece:
Los átomos de los compuestos orgánicos pueden formar
un número limitado de enlaces con otros átomos; ese número es la valencia. El
carbono tiene valencia cuatro; por lo tanto, puede formar cuatro enlaces.
Un átomo de carbono puede usar una o más de esas
valencias para formar enlaces con otros átomos de carbono y formar moléculas en
forma de cadena.
La idea fundamental para proponer la teoría le llegó a
Kekulé en un viaje en el transporte de la ciudad. Con los resultados
experimentales divagando por su cabeza, tuvo un vívido ensueño.
Comenzó a “ver” distintos átomos danzando frente a sus
ojos, vio cómo dos átomos pequeños se unían para formar una pareja y algunos
más grandes se empalmaban con dos o cuatro átomos pequeños formando cadenas.
Esa noche no durmió. Al llegar a su casa, esbozó la
teoría estructural que publicó en 1858. Sus visiones de ensueño le habían dado
la clave para explicar las uniones entre átomos y la estructura catenaria de
los compuestos orgánicos.
Sin embargo, esa no sería la última vez que
encontraría inspiración en sus visiones para hacer ciencia.
El benceno y el uróboro de fuego. Luego de proponer la teoría estructural, Kekulé comenzó a estudiar un compuesto conocido desde hacía un tiempo, pero cuyas propiedades intrigaban a los químicos de la época: el benceno.
El benceno y el uróboro de fuego. Luego de proponer la teoría estructural, Kekulé comenzó a estudiar un compuesto conocido desde hacía un tiempo, pero cuyas propiedades intrigaban a los químicos de la época: el benceno.
Este era una sustancia de fuerte aroma, con una baja
proporción de átomos de hidrógeno respecto de los de carbono y que reaccionaba
con otros compuestos de manera distinta a los hidrocarburos conocidos hasta el
momento.
Estas características, que la estructura en cadena no
podía explicar, parecían no ser exclusivas del benceno sino también de otras
sustancias aún no identificadas.
En 1862, Kekulé se encontraba en su estudio dibujando,
a manera de un arquitecto molecular, variaciones de los enlaces del benceno en
forma de cadena.
Al cabo de un rato, y sin ningún atisbo de llegar a
una estructura satisfactoria, se sentó frente al hogar y empezó a quedarse
dormido.
De repente, los átomos de carbono e hidrógeno,
formando cadenas zigzagueantes y retorcidas, comenzaron a danzar sobre el fuego
de manera similar al movimiento de las serpientes.
Una de estas serpientes moleculares giró sobre sí
misma y se mordió la cola y formó un anillo perfecto, girando de manera
violenta y burlona ante los ojos del científico, como un uróboro.
Éste es un personaje mitológico presente en muchas
civilizaciones. Se lo representa como un dragón, serpiente o gusano que se
muerde su propia cola y simboliza aquellos fenómenos cíclicos, que vuelven a
empezar luego de haber terminado.
Después de pasar la noche graficando al benceno y
sacando cuentas, Kekulé formuló la hipótesis de que éste tenía la estructura de
un hexágono, con los átomos de carbono como vértices, un átomo de hidrógeno
unido a cada uno de ellos y tres dobles enlaces alternados entre los carbonos.
Tres años después publicó un trabajo en el que
proponía una estructura anular para el benceno y otros compuestos aromáticos.
Así, los hidrocarburos se dividieron en compuestos
alifáticos (con la estructura de cadena) y compuestos aromáticos (con forma de
anillo), cada uno con sus propiedades características.
El modelo propuesto por Kekulé sirvió para explicar y
experimentar por mucho tiempo en el área de la Química Orgánica.
Calderón de la Barca dice: “Estamos en un mundo tan singular / que el vivir
sólo es soñar; y la experiencia me enseña / que el hombre que vive sueña / lo
que es hasta despertar”. ¿Qué sería de la ciencia sin los sueños? ¿Qué sería de
la vida sin ellos?
Ahora, a debatir
sobre las siguientes preguntas !!!
· ¿Conocían esta anécdota
histórica sobre el científico Friedrich Kekulé?¿Cómo estudiaban las
estructuras químicas los científicos de esa época? ¿Cómo realizaba sus
investigaciones Kekulé?
· ¿Qué aspectos de la ciencia se
pueden abordar a partir de este ejemplo histórico?
· ¿Es el planteo de una
hipótesis una actividad creativa? ¿Es la creatividad el resultado del esfuerzo
o de la inspiración?
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EL SUEÑO DE KEKULÉ: ¿ES LA CREATIVIDAD EL RESULTADO
DEL ESFUERZO O DE LA INSPIRACIÓN?
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Miguel López Astorga
Departamento de Educación, Universidad de Los Lagos, Osorno, Chile
Departamento de Educación, Universidad de Los Lagos, Osorno, Chile
En el siglo XIX, el
químico Kekulé aseguró que había descubierto la estructura de la molécula del
benceno gracias a que había soñado con una serpiente que se mordía su cola.
Este hecho provocó que muchos pensaran que en la invención no tienen un papel
tan importante el estudio y la actividad metódica. No obstante, parece que, en
realidad, sí que poseen una función esencial y que la creatividad es el
resultado tanto de las peculiaridades subjetivas del individuo como de su
formación académica.
En el siglo XX, desde
el ámbito de la filosofía de la ciencia, aparecieron trabajos que defendían que
el descubrimiento científico poseía una lógica, es decir, que era un
procedimiento que seguía pasos ordenados. Un enfoque particularmente
emblemático en este sentido puede ser el de Hanson (1985).
Las tesis de Hanson
(1985) pueden ser entendidas como un apoyo a la idea de que la invención y la
creatividad en los seres humanos son procesos más afines a la racionalidad que
a la irracionalidad, teniendo, por consiguiente, mayor relación con las tareas
metódicas que con la actividad guiada por la inspiración que, habitualmente, se
les atribuye a los artistas de diferentes ámbitos y que se describe, en
ocasiones, por medio de alusiones mitológicas que apelan a las musas griegas.
No obstante, existen
episodios en la historia de la ciencia que, aparentemente, pueden poner en
cuestión este enfoque. Tal puede ser el caso de, por ejemplo, el famoso y
conocido sueño de Kekulé. Kekulé fue un reputado químico orgánico alemán que
vivió y desarrolló su actividad intelectual a lo largo del siglo XIX (sobre el
impacto y la trascendencia de sus investigaciones puede hallarse información
relevante en Rocke, 1985, y en Benfey, 1958). Un aspecto importante de su
trabajo es el relativo a la mencionada ensoñación, la cual ha sido considerada
por algunos como uno de los casos científicos más impactantes, pues condujo
nada menos que al descubrimiento de la estructura de la molécula del benceno.
Según Kekulé, él pudo describir esta estructura porque soñó con una serpiente
que se mordía la cola, lo que le llevó a plantearse la posibilidad de que la
molécula del benceno tuviera forma de anillo. Los científicos de su época
intentaban descubrir la estructura de la citada molécula a partir del
conocimiento disponible sobre otras moléculas de carbono, cuya estructura
consistía en cadenas lineales. De esta manera, aunque no se rechazaban otras
alternativas, tampoco se consideraban otras opciones. De ahí la trascendencia
de la aportación de Kekulé.
No obstante, esta
sugerente historia pierde gran parte de su encanto a partir de los hallazgos de
documentos del propio Kekulé que ilustran cómo fue su verdadero proceso de
descubrimiento, el cual se vio acompañado de procedimientos de análisis
puramente académicos y científicos, y poco relacionados con lo onírico. En este
sentido, quizás podrían ser aplicables a este caso las tesis de Gentner (1983)
acerca del razonamiento analógico. Según esta autora, en los procesos de
comparación existe una transferencia desde el análogo al tópico (en el caso del
sueño de Kekulé, podríamos hablar de una transferencia de la serpiente soñada a
la molécula del benceno), transfiriéndose únicamente aquello que es semejante y
de interés. Lo que se comparan son nexos relevantes, independientemente de los
componentes que esos nexos unen. Desde este punto de vista, un nexo relevante
entre la serpiente soñada y la molécula del benceno bien pudo ser la estructura
circular.
En cualquier caso, un
trabajo relativamente reciente, el de Stenning y Van Lambalgen (2002), ha
estudiado este caso de la historia de la ciencia y las consecuencias que
presenta con respecto a los supuestos de Hanson (1985). Desde su punto de
vista, a pesar de que soñar es, efectivamente, un proceso irracional, no hay
que olvidar que Kekulé sólo pudo interpretar su sueño como una señal para una
hipótesis novedosa porque se hallaba en un contexto histórico de la química
determinado. Un científico de otra época que no tuviera relación con dicho
contexto no podría haber interpretado su sueño de la misma manera. Por tanto,
según ellos, existen tanto niveles idiosincrásicos o subjetivos, como sistemáticos
o lógicos, en las actividades creativas y de descubrimiento, y se pueden
conciliar estas dos dimensiones. No se trata de despreciar los aspectos
personales propios de cada sujeto, sino de recordar que esos aspectos sólo
pueden ser fructíferos a partir del contexto teórico en que se dan.
Tenemos, de esta
manera, que la sugerente historia de que Kekulé descubrió la estructura de la
molécula del benceno gracias a un sueño es una verdad incompleta, ya que habría
que añadir que el que soñó fue un químico con la formación académica
correspondiente a su época y que únicamente en función de esa formación pudo
aplicar su sueño a sus estudios. Parece, pues, que la creatividad y la
invención no dependen exclusivamente de las particularidades subjetivas de los
individuos, y que se necesita estudio, formación y trabajo académico para que
las intuiciones den un buen resultado. Hanson y los “amigos de la lógica del
descubrimiento” tienen, por tanto, su parte de razón. Las novedades apropiadas
en la ciencia precisan de un conocimiento previo que necesita ser debidamente
relacionado, analizado y elaborado para poder llegar a descubrimientos.
Inspiración y método, ambos factores a la vez, pueden ser la clave.
https://uruguayeduca.anep.edu.uy/sites/default/files/styles/imagen_de_recurso/public/2017-12/Kekul%C3%A9%20descriptiva.jpg?itok=7VbNJrq9
Referencias
Benfey, O. T. (1958).
August Kekulé and the birth of the structural theory of organic chemistry in
1858. Journal of Chemical Education, 35, 21-25.
Gentner, D. (1983).
Structure-mapping: A theoretical framework for analogy. Cognitive Science, 7, 155-170.
Hanson, N. R.
(1985). Patterns of discovery: An inquiry into the conceptual foundations
of science. Cambridge University Press.
Rocke, A. J. (1985).
Hypothesis and experiment in Kekulé’s benzene theory. Annals of Science, 42, 355-381.
Stenning, K. y Van Lambalgen, M. (2002). The natural history of hypotheses
about the selection task: Towards a philosophy of science for investigating
human reasoning”. En: K. Manktelow y M. Chung (Eds.). Psychology of reasoning: Historical and theoretical perspectives.
Psychology Press
Para seguir pensando
· ¿Qué imagen de la ciencia y la
actividad científica se transmiten en el artículo del diario? ¿Están de acuerdo
con su contenido?
· ¿Qué imagen del científico
transmite el artículo? ¿El título “Arquitecto molecular” representa las
actividades que realizaba/realiza un químico?
· ¿En el aula qué imagen de la
ciencia se transmite? ¿y los recursos, por ejemplo, los libros de texto, los
videos, etcétera, qué imagen transmiten?
TE INVITO A OBSERVAR LOS SIGUIENTES VIDEOS EDUCATIVOS PARA COMPLEMENTAR LOS CONOCIMIENTOS
FINALMENTE
¿SOLO KEKULÉ TUVO SUEÑOS POTENTES PARA LOS AVANCES CIENTÍFICOS ?
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