Alfred Werner

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Alfred Werner (12 de diciembre de 1866 – 15 de noviembre de 1919) fue un químico suizo que estudió en la ETH de Zúrich y fue profesor en la Universidad de Zúrich. Ganó el Premio Nobel de Química en 1913 por proponer la configuración octaédrica de los complejos de metales de transición. Werner desarrolló las bases de la química de coordinación moderna. Fue el primer químico inorgánico en ganar el premio Nobel, y el único antes de 1973.

Alfred Werner
Alfred Werner

Educación

Werner era el cuarto y último hijo de Jean-Adam Werner, obrero de la fundición y antiguo cerrajero, y de su segunda esposa, Salomé Jeanette Werner, miembro de una familia acomodada. Alsacia había pasado a formar parte del segundo imperio alemán en 1871, pero en la familia se seguía hablando francés. Aunque la mayoría de los artículos de Werner se publicaban en alemán en revistas alemanas, sus simpatías culturales y políticas seguían estando con Francia.


Aunque el interés posterior de Werner por la religión fue mínimo, su familia era católica, y asistió a la École Libre des Frères (1872-78), seguida de la École Professionelle, una escuela técnica donde estudió química (1878-85). Pasó un año (1885-86) de servicio militar obligatorio en el ejército alemán en Karlsruhe, donde asistió a clases de química en la Technische Hochschule.

En 1886 se matriculó en el Eidgenössisches Polytechnikum (actual Eidgenössische Technische Hochschule [ETH], o Escuela Politécnica Federal de Suiza) de Zúrich, donde obtuvo el título de químico técnico (1889). Como el Polytechnikum no estaba facultado para conceder el doctorado hasta 1909, Werner se doctoró formalmente en la Universidad de Zúrich en 1890.

Primeras investigaciones

La primera publicación de Werner, piedra angular de la estereoquímica, basada en su tesis doctoral y escrita con su supervisor de investigación, Arthur Hantzsch, aplicó al átomo de nitrógeno el concepto de Joseph-Achille Le Bel y Jacobus Henricus van ‘t Hoff (1874). Explicó numerosos casos de isomerismo cis-trans entre los compuestos de nitrógeno trivalente, como las oximas, condujo al descubrimiento de nuevos isómeros y situó la estereoquímica del nitrógeno sobre una base teórica consistente. Durante el semestre de invierno de 1891-92, Werner trabajó en estudios termoquímicos en el Collège de France de París con Marcellin Berthelot.

En 1892, Werner se convirtió en Privatdozent (profesor no asalariado) en el Polytechnikum tras la aceptación de su Habilitationsschrift (un trabajo de investigación original requerido para poder enseñar en una universidad). En este trabajo, que tuvo poca repercusión porque se publicó (1891) en una oscura revista local, propuso sustituir los enlaces de valencia rígidamente dirigidos de August Kekule en los compuestos orgánicos por un enfoque más flexible, consistente en considerar la afinidad como una fuerza diversamente divisible que actúa por igual en todas las direcciones desde el centro del átomo.

Principales trabajos teóricos

En 1893, Werner publicó su tercer gran artículo sobre estereoquímica, en el que exponía su controvertida teoría de los compuestos de coordinación, que se le había ocurrido en un sueño.

Aunque sus conocimientos de química inorgánica eran extremadamente limitados, una noche de 1892 se despertó a las 2:00 de la madrugada con la solución al enigma de lo que entonces se llamaba «compuestos moleculares».

Escribió su artículo teórico más importante a las 5 de la tarde. Esto le dio fama casi instantánea y un nombramiento como profesor extraordinario (asociado) en la Universidad de Zúrich, donde pasó el resto de su carrera. En 1894 obtuvo la nacionalidad suiza y se casó con Emma Wilhelmina Giesker, con quien tuvo dos hijos, Alfred y Charlotte. Conferenciante apasionado e investigador prolífico, fue ascendido a profesor titular en 1895.

Laboratorio de trabajo de Werner
Laboratorio de trabajo de Werner

En el momento de su creación, la teoría de Werner carecía en gran medida de verificación experimental. No había realizado ningún trabajo en este campo y los datos que citaba en apoyo de sus ideas los habían obtenido otros, especialmente su principal adversario científico, el químico danés Sophus Mads Jørgensen. Jørgensen se adhirió a la «teoría de la cadena» rival de Blomstrand-Jørgensen, que finalmente fue sustituida por la teoría de Werner, la base de la química de coordinación moderna.

Victoria de la teoría de Werner

Werner descartó la distinción artificial de Kekule entre «compuestos de valencia», susceptibles de la teoría clásica de la valencia, y «compuestos moleculares», aquellos que no se pueden explicar con esta teoría. Entre estos últimos se encontraban las metal-aminas, que contienen una sal metálica y amoníaco (una molécula neutra), ambas capaces de existir de forma independiente. La propiedad básica del amoníaco quedaba «enmascarada» al no reaccionar con los ácidos. Además, la naturaleza del fuerte vínculo entre la sal metálica y el amoníaco no se explicaba.

Werner propuso un enfoque revolucionario en el que la constitución y configuración de las aminas metálicas (ahora llamadas coloquialmente «complejos de Werner»), las sales dobles y los hidratos de sales metálicas eran consecuencias lógicas de un nuevo concepto, el número de coordinación. Dividió las aminas metálicas en dos clases: las de número de coordinación seis, para las que postuló una configuración octaédrica, y las de número de coordinación cuatro, para las que propuso una configuración cuadrangular o tetraédrica. También postuló dos tipos de valencia: la valencia primaria, que unía el anión al átomo de metal, y la valencia secundaria, que unía el amoníaco al átomo de metal.

Werner demostró la validez de sus puntos de vista citando numerosas reacciones, transformaciones y casos de isomerismo. Demostró que la pérdida de amoníaco de las aminas metálicas no era una simple pérdida, sino una sustitución en la que se producía simultáneamente un cambio de función de los aniones, lo que daba lugar a una transición completa de los compuestos catiónicos a través de los no electrolíticos a los aniónicos.

También mostró cómo el amoníaco podía ser sustituido por agua u otros grupos, y demostró la existencia de series de transición entre aminas, sales dobles e hidratos metálicos. Además, especuló sobre otros temas como el estado de las sales en solución y los efectos de polarización que intervienen en el enlace químico.

Legado

Werner no sólo explicó los compuestos de coordinación conocidos, sino que predijo la existencia de numerosas series de compuestos desconocidos, que fueron descubiertos por él y sus estudiantes durante un cuarto de siglo de actividad sintética que confirmó su teoría en casi todos los aspectos.

Sus conceptos de enlace ionogénico y no ionogénico adelantaron en una generación la actual distinción entre enlace electrostático y covalente. Sus ideas pronto abarcaron casi todo el campo de la química inorgánica e incluso encontraron aplicación en la química orgánica, analítica y física, así como en la bioquímica, la geoquímica y la mineralogía.

Fue uno de los primeros en demostrar que la estereoquímica no se limita a la química orgánica, sino que es un fenómeno general. Su teoría de la coordinación ha tenido un efecto en la química inorgánica comparable al ejercido en la química orgánica por las ideas de Kekule, Archibald Scott Couper, Le Bel y van ‘t Hoff. En consecuencia, a veces se le llama «el Kekule inorgánico».

Tras la resolución de una serie tras otra de compuestos de coordinación a partir de 1911, Werner se convirtió en el primer químico suizo en ganar el Premio Nobel de Química, «en reconocimiento a su trabajo sobre la unión de los átomos en las moléculas, con el que ha arrojado nueva luz sobre viejos problemas y ha abierto nuevos campos de investigación, especialmente en la química inorgánica».

Poco después comenzó a padecer una arteriosclerosis general, progresiva y degenerativa, especialmente del cerebro, agravada por años de exceso de bebida y trabajo. Murió en el hospital psiquiátrico de Burghölzli. No sólo fue el fundador de la estereoquímica inorgánica moderna, sino también uno de los principales químicos de todos los tiempos.

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