Centenario de la muerte de Dimitri Mendeléiev

Centenario de la muerte de Dimitri Mendeléiev
J. J. Sánchez / Profesor Ayudante en el Departamento de Fundamentos Matemáticos de la ETSIA (UPM)
El 2 de febrero se cumple el centenario de la muerte de Dimitri Mendeléiev, el científico ruso que pasó a
la historia como uno de los iniciadores de la química moderna. Su contribución más importante fue la
Tabla Periódica.
Una vida dedicada a la ciencia
Mendeléiev nació en 1834, en una época convulsa en la Rusia imperial en la que aún había millones de
personas que pertenecían a la clase social de los siervos, propiedad de los terratenientes. Su padre,
Iván Pávlovich Mendeléiev, era profesor de lengua rusa y director del colegio de Tobolsk, en la inhóspita
región de Siberia. Se casó con María Dímitrievna Korniliev, descendiente de una familia acomodada, y
tuvieron catorce hijos. Dimitri Ivánovich, nacido el 8 de febrero de 1834, fue el menor de ellos. Al poco
de nacer, su padre se quedó ciego, por lo que su madre tuvo que hacerse cargo de dirigir la fábrica de
cristal que había fundado su abuelo.
Las dos personas que más influyeron en la infancia del pequeño Dimitri fueron su madre y su cuñado
Bessagrin. De su madre adquirió la capacidad de trabajo y sacrificio, imprescindibles para su futura
carrera investigadora. Bessagrin, por su parte, que había participado en la Revolución de Diciembre de
1825, inculcó al joven el interés por la ciencia y las ideas liberales.
El joven Dimitri fue un alumno aventajado en materias como matemáticas y física. Sin embargo, no
sentía motivación alguna por la educación clásica (latín, griego o teología). Cuando terminó el colegio,
su padre murió y la fábrica de su madre se incendió. Con tanta desgracia encima, su madre tomó una
importante decisión: apostar por la educación del más pequeño de sus hijos, por lo que viajó hasta
Moscú con él y otro de sus hermanos para que fuese a la universidad. Sin embargo, sus ilusiones se
vieron frustradas por la burocracia. Los habitantes de la región de Siberia no podían estudiar en la
universidad de Moscú. Finalmente consiguió entrar en el Instituto Pedagógico Central de San
Petersburgo (centro de formación para maestros de escuela superior), gracias a que el director del
centro había sido amigo de su padre.
El Instituto compartía edificios con la universidad de San Petersburgo,
que por aquellos años era el centro académico más destacado del país.
La cátedra de física la ostentaba Emil Lenz (conocido por sus trabajos
sobre inducción magnética). Algunos catedráticos también impartían
clases en el Instituto; por ello, la calidad de la enseñaza era
excepcional.
El inicio de su carrera
Ya durante sus años de estudiante en el Instituto, Dimitri publicó algunos trabajos, como “Análisis
químico de las ortigas en Finlandia” y “Los piroxenos de Ruskiala en Finlandia”. En 1853, sin embargo,
enfermó y le fue diagnosticada una tuberculosis. Dos años después se graduó como profesor, y
presentó la tesis de fin de carrera con el tema de “El isomorfismo en relación con los otros puntos de
contacto entre las formas cristalinas y la composición”.
Después de graduarse, su médico le recomendó ir a vivir a un clima más favorable para su enfermedad
pues, de lo contrario, vaticinó, no viviría más de dos años. Por esta recomendación Mendeléiev solicitó
destino en la península de Crimea. Una vez allí visitó a un cirujano del ejército ruso, y éste, después de
examinarle, le hizo saber que en realidad no padecía tuberculosis, sino una afección cardíaca sin
demasiada importancia. Posteriormente, volvió a San Petersburgo y trató de abrirse camino en su
universidad. Para obtener el titulo de maestro en física y química preparó su tesis “Sobre los volúmenes
específicos”, y más tarde para obtener el cargo de encargado de curso de la cátedra de química
presentó su trabajo “Sobre la estructura de las combinaciones silíceas”.
En 1859 recibió una beca para ir al extranjero durante dos años y
completar su formación. Fue a la ciudad alemana de Heidelberg, donde
eran catedráticos Kirchhoff y Bunsen (en estos años estaban
desarrollando juntos la espectroscopia). Durante su estancia en
Heidelberg, Mendeléiev montó un pequeño laboratorio en su propia
casa. Los pocos recursos de los que disponía le obligaron a limitarse a
experimentos de disolución de alcohol en agua, pero él supo explotar al
máximo sus posibilidades, pues descubrió la temperatura crítica de los
gases. Con ello explicó por qué los gases “permanentes” (hidrógeno,
oxígeno o nitrógeno) no habían podido ser licuados hasta el momento; simplemente, los intentos se
realizaban por encima de la temperatura absoluta de ebullición del gas.
El congreso de Karlsruhe
Cuando Mendeléiev se encontraba aún en Heidelberg, en 1860, se convocó el primer congreso
internacional de química en Karlsruhe (Alemania), acontecimiento que, por supuesto, no quiso perderse.
Fue un congreso fundamental para el desarrollo posterior de la química. A mediados del siglo XIX aún
no había unanimidad en algunos asuntos cruciales, tales como el cálculo del peso atómico o el
significado de los conceptos de átomo y molécula; y fue en Karlsruhe donde se alcanzó un consenso
internacional sobre éstos y otros temas. Allí Mendeléiev afianzó sus conceptos de átomo y peso
atómico, pero fue fundamental su asistencia al evento porque quedó profundamente marcado por el
discurso de Stanislao Cannizzaro.
En 1861 (año en el que el zar Alejandro II decretó la liberación de los siervos) Mendeléiev regresó a
Rusia, donde vivió el resto de su vida. Cuando se percató de que no existía ningún libro moderno de
química orgánica se puso manos a la obra. En menos de tres meses escribió las casi 500 páginas de su
primer libro, denominado precisamente “Química orgánica”.
En 1865 defendió su tesis doctoral “Consideraciones sobre la combinación del alcohol y el agua”. En
este mismo año compró sesenta hectáreas de tierra cultivable, las cuales explotó incorporando sus
conocimientos científicos y tuvo un trato modélico para con los campesinos. Seis años después de
haber adquirido la tierra la producción había aumentado en más de un 200%.
El nacimiento de la Tabla Periódica
Dos años después de la lectura de su tesis doctoral ocupó la cátedra de química inorgánica. Fue
entonces cuando comenzó a trabajar en su gran obra “Principios de química” (1868-1871). Quería darle
una estructura sistemática a su libro, lo que le llevó a plantearse la ordenación de los elementos según
sus propiedades. Escribió en tarjetas de cartón los símbolos de los 63 elementos que conocía y
“comenzó el juego”. Su capacidad de concentración, sus conocimientos enciclopédicos sobre las
propiedades de los elementos y su genialidad dieron su fruto el 17 de febrero de 1869. Llamó a su
primera versión de la tabla periódica “Ensayo de sistematización de los elementos sobre la base de sus
pesos atómicos y de sus semejanzas químicas”. En esta primera versión corrigió veintiocho pesos
atómicos, indica que siete más deberían ser revisados e incluyó cuatro nuevos elementos aun no
descubiertos, de peso atómico 45, 68, 70, 180, y predijo algunas de sus propiedades químicas. En 1870
en su libro “Principios de química” se incluiría una segunda variante, algo más elaborada que la primera,
a la que llamó “Sistema natural de los elementos”. En la siguiente ilustración pueden apreciarse los
propios apuntes de Mendeléiev en el trabajo de elaboración de la Tabla.
Además de su excepcional capacidad de trabajo y su indudable
genialidad, Mendeléiev también poseía un espíritu aventurero, que le
llevó a realizar arriesgadas hazañas, como en 1887, que ascendió en
globo aerostático en solitario (sin tener ninguna experiencia previa) para
observar un eclipse total de Sol. La academia de Aeronáutica de
Francia le concedió el diploma de la academia por el valor demostrado.
También colaboró con el gobierno ruso como consultor y asesor.
Elaboró diversos informes sobre metalurgia, petróleo y explotaciones mineras. Fue él quien sugirió la
gasificación in situ del carbón para luego ser transportarlo por oleoductos.
Por otro lado, Mendeléiev disfrutaba enseñando, y siempre estuvo muy comprometido con sus alumnos.
Esta postura le llevó, tras las protestas estudiantiles de 1890, a dimitir de su cátedra y a ser apartado de
la docencia. El 3 de abril de 1890, en su última clase, con el aula y los pasillos repletos de alumnos de
toda la universidad, y antes de que la policía le interrumpiese, pronunció estas palabras: “He
conseguido la libertad interior. No hay nada en el mundo que tema decir. Nada ni nadie puede hacerme
callar. ...] Quiero que vosotros tengáis también este sentimiento. Es mi responsabilidad el ayudaros para
que logréis esta libertad interior. Soy una persona evolucionista y pacífica”.
En 1892 el gobierno ruso le ofreció un puesto en la oficina de Pesas y Medidas, para que se retirase a
descansar, pero Mendeléiev reorganizó la institución, se convirtió en su director y dispuso la adopción
del sistema métrico decimal en Rusia (se introdujo en 1918).
Las huellas de un genio
Pese a su indudable prestigio nunca llegó a formar parte la Academia Imperial de las Ciencias Rusa
(probablemente por su talante liberal). Su ingreso fue rechazado hasta en cuatro ocasiones. Tras el
último rechazo, multitud de universidades y organizaciones científicas le nombraron miembro de honor.
Refiriéndose a este tema escribió al rector de la universidad de Kiev: “Os lo agradezco de todo corazón
…] Comprendo que lo que está en juego es el nombre de Rusia, no el mío”.
A Dimitri Mendeléiev se le atribuyen más de 400 trabajos de investigación, la mayoría de química y
físico-química, pero también de geofísica, técnica industrial e incluso de agricultura.
Desde que Mendeléiev publicó su primera versión de la tabla periódica, se han
hecho reajustes, se han reagrupado elementos, incluso se ha incorporado un
grupo nuevo, pero la estructura original se conserva. Hoy somos capaces de
explicar las propiedades atómicas con un nivel de descripción más fundamental,
el de la física atómica, que explica las propiedades químicas como resultado de
las estructuras atómicas. La tabla periódica sigue siendo pieza fundamental de la
química moderna.
En 1955 se descubrió el elemento de número atómico 101. En reconocimiento al
trabajo de Mendeléiev se le dio el nombre de mendelievo.