Werner

Alfred Werner, el primer Nobel en Química Inorgánica

Todos los estudiantes de química, han oído hablar de las valencias, el sistema periódico y la teoría de la coordinación, y los compuestos denominados aminas, sin embargo pocos los relacionarán con la vida de Alfred Werner, primer premio Nobel sobre química inorgánica de un químico orgánico [1] .

Nace el 12 de diciembre de 1866, en Mulhouse (Francia). Su vida de niño fue muy ajetreada, porque su pueblo estaba en la zona de frontera, invadida por Alemania durante la guerra franco-prusiana, de forma que en1870, pasó a pertenecer a Alemania. Aunque mucha población y amigos regresaron a la parte francesa, la familia de Werner, se mantuvo en su pueblo, siempre hablando en francés, aunque estuviera prohibido [2] .

Fue un alumno mediocre que se saltaba continuamente las clases [3] para experimentar en el granero de su casa [4] . Hizo el servicio militar en Karlsruhe, asistiendo a alguna conferencia de Engel, y parece ser que todo ello le hizo sentar cabeza, matriculándose en 1886, en el Politécnico de Zúrich. Allí trabaja con Arthur Hantzsch. En 1890 es nombrado asistente del profesor Lunge, publicando un trabajo sobre la isomería en el espacio de las oximas [5] . Diplomándose en Química técnica, y pese a suspender las matemáticas. Su tesis doctoral es aceptada por la universidad de Zúrich en 1890, tratando sobre la disposición espacial de las moléculas que contienen nitrógeno [6] . Consigue irse unos meses a Paris, trabajando con Berthelot en el Collège de France. A su vuelta a Zúrich le proponen para un puesto de privatdozent (profesor sin sueldo) [7] en su universidad.

El año 1893, fue su “annus mirabilis”. No solamente consiguió ser profesor asociado de Química orgánica en su universidad, sucediendo a Viktor Merz, sino que elaboraría su teoría mas famosa; la teoría de los compuestos complejos que posteriormente se llamaría de la coordinación [8] ; tenía 26 años. Sus ideas se habían inspirado en las del químico danés Jorgensen, y estuvo siempre ayudado por su amigo y compañero el químico italiano Arturo Miolati. Trabajando sobre compuestos de cobalto(III), específicamente sobre su cloruro, que en presencia de amoniaco daba lugar a una sal de fórmula CoCl₃.6NH₃, cuya estructura era incomprensible.

Werner postula una estructura octaédrica en la que las moléculas de amoniaco estarían unidas al metal, como núcleo central, a través de “Nebenvalenzformel”, unas valencias auxiliares o secundarias. A su número denominó “número de coordinación” (después sería índice de coordinación) [9] . El trabajo se publicó en 1893, en la nueva revista Zeitschrift für anoganische Chemie con el título “Beitrag zur Konstitution anorganischer Verbindungen”(Contribución a la constitución de compuestos inorgánicos).

En 1895 adquiere la nacionalidad suiza. Después funda una familia casándose con Emma Giesker oriunda de Zúrich, pero de ascendencia alemana, con la que tiene un niño y una niña.

Sus trabajos comenzaron en el viejo laboratorio de la calle Rami, 85 en Zúrich. Allí, en sus sótanos se montó un laboratorio, conocido como las catacumbas, en el cual se trabajaba con luz artificial y en una atmósfera irrespirable [10] , pero donde se realizaron como decía una de sus doctorandas Edith Humphrey [11] , los mejores trabajos.

Las clases de Werner eran famosas, porque había el doble de alumnos que pupitres y mesas, de forma que los alumnos se amontonaban en los pasillos y junto la mesa de las demostraciones químicas, con los consiguientes desmayos, sofocos y sustos [12] .

Las condiciones de trabajo en “las catacumbas” eran muy malas, de forma que Werner consiguió que le montaran un laboratorio nuevo [13] .

Dentro de la química estructural, Werner se dedicará a estudiar la estereoisomería en sus sales de cobalto.

El 20 de febrero de 1897, escribe a su amigo Miolati:”La investigación sobre la formación de las moléculas asimétricas de cobalto, ha sido un éxito” . Por estas fechas es cuando introduce el término amina para significar los compuestos de nitrógeno, y en 1899, estudia la actividad óptica de las sales de bis(etilendiamino) oxalato de cobalto(III). Dentro de su teoría de la coordinación propone encerrar entre corchetes los grupos unidos al metal, y en 1902, llamó a la valencia de estos grupos como “Hauptvalenz”, o valencia primaria.

Cambia la nomenclatura de loscompuestos complejos,basada hasta ahora en el color, en una nomenclatura sistemática,basada en el número de grupos coordinados, que a posteriori, será la base de la nomenclatura sistemática propuesta mas tarde por Stock

En 1904 publica un manual de estereoquímica, con el título “Biträge zur Theorie der Affinität und Valeur”.

En 1905, presenta un esquema de sistema periódico largo, incluyendo los elementos de la tierras raras, y elementos después del radio conocidos, por sus propiedades, dejando los huecos de aquellos todavía por descubrir. Ahora veríamos algunas anomalías, como la inversión en el orden del Nd y Pr, y la extraña colocación del uranio y del actinio [14] .

Desde 1985 había mantenido una dura polémica con Jorgensen que le desafió a obtener 2 enantiómeros geométricos del complejo tetraminado del cobalto que Werner había supuesto octaédricos. No lo consiguió hasta 1907. Su teoría se completó en 1911, cuando encontró una manera de descomponer estereoisómeros cis, en sus enantiómeros.

En 1913, recibe el Nobel de química:”En reconocimiento a su trabajo en la vinculación de los átomos en las moléculas por las que ha arrojado nueva luz sobre las investigaciones anteriores, abriendo nuevos campos de investigación en la química inorgánica”.

Al año siguiente descubre el exol una sal de cobalto con actividad óptica sin poseer carbonos, y publica:”Über die Konstitution und Konfiguration von Verbindungen höherer Ordnung”.

Comienza a padecer arterioesclerosis, retirándose de la docencia en 1915, siendo reemplazado en la cátedra por Pfeiffer, y falleciendo el 15 de no-viembre de 1919, en el hospital psiquiátrico de Zúrich, completamente desequilibrado, poco después de cumplir 53 años.

NOTAS FINALES

[1] El nombramiento de Werner en la universidad de Zúrich, era para enseñar química orgánica, solo en el invierno de 1902-03, estuvo impartiendo clases de química inorgánica.

[2] Mas tarde recordaría como se divertía disparando con su fusil de madera a los soldados alemanas. Paradojas del destino, 15 años después haría el servicio militar en su nueva patria. Posteriormente su mesa de despacho estaría presidida por un trozo de bomba recogida cerca de su casa en su época infantil, al parecer desde niño le gustaron las explosiones.

[3] Al parecer previendo los castigos físicos que se empleaban en los planes de estudio alemanes, llevaba dentro de sus pantalones, cartones para aliviar los azotes.

[4] Quedó constancia de por lo menos una explosión que destruyó su habitación.

[5] Su primer trabajo lo realizó a los 18 años, sobre la estructura del ácido úrico.

[6] El punto de vista de Werner era que las 3 valencias del nitrógeno apuntaban a los vértices de un tetraedro, y en el cuarto estaba el nitrógeno. Esta idea no era bien aceptada por Hantzsch. El título era “Über räumliche Anordnung der Atome in sticstoffhaltigen Molekülen”

[7] Para ello tuvo que presentar un trabajo sobre “Contribuciones a la Teoría de la Afinidad y de la Valencia”

[8] Al parecer, según cuenta su amigo y colaborador Pfeiffer, la base de la teoría se le ocurrió en una noche de insomnio a finales del 92:”Una madrugada, me desperté a las 2, se había hecho la luz en mi cerebro, me puse a trabajar y a las cinco de la tarde, la teoría de los complejos estaba resuelta”.

[9] Había observado que por electrólisis no se separaban las moléculas de amoniaco del cobalto, y que por lo tanto deberían formar una estructura independiente, uniones que él representó con puntos.

[10] La revista de la universidad de Zurich, proclamaba que “el aire de las catacumbas contenía un 50% de ácidos evaporados, un 30% de olores nauseabundos de preparados, un 10% de humo de cigarrillo, un 5% de alcohol y un 5% de gas de iluminación mas quemado, lo suficiente para enviar al mas resistente de los individuos al gran mas allá”

[11] Edith Humphrey fue la primera mujer asistente en Europa (con ella publicó Werner mas de 20 trabajos). La universidad de Zurich, fue pionera en admitir mujeres como estudiantes y para realizar doctorados, muchas de ellas venían a trabajar con Werner, y fueron conocidas científicas como Sophie Matissen. Alli, dirigió cerca de 200 tesis.

[12] Uno de los chistes que corrían por las clases de Werner era contestar a la pregunta:”¿Cuándo ocupa un estudiante de química, su volumen mínimo?. La respuesta era : en una clase de Nunwiegeht’s (Nunwiegeht’s era el mote de Werner, por su costumbre de saludar con un ¿cómo te va?”

[13] Lo diseñó el propio Werner, que dormía en su propio despacho, con tal exceso de trabajo que sobrellevaba con tabaco y alcohol, de tal forma que terminó completamente desequilibrado, siendo obligado a dimitir después de recibir el nuevo edificio.

[14] Hay que tener en cuenta que estos elementos estaban recién descubiertos