Portada :: Conocimiento Libre
Aumentar tamaño del texto Disminuir tamaño del texto Partir el texto en columnas Ver como pdf 16-10-2019

Un homenaje a las investigadoras que contribuyeron al descubrimiento de los elementos qumicos y sus propiedades
Las mujeres de la tabla peridica

Brigitte van Tiggelen y Annette Lykkness
Investigacin y Ciencia


La qumica alemana Ida Noddack, que abandon un puesto en la industria para investigar los elementos, particip en el descubrimiento del renio. [Archivos de la Universidad Catlica de Lovaina]

La historia de la clasificacin de docenas de elementos en una tabla peridica no se cie a una persona ni a un momento en el tiempo. Los cientficos haban clasificado y predicho la existencia de los elementos antes de que Dimitri Mendeliev propusiera su esquema en 1869, y siguieron hacindolo despus. Fueron muchos los que trabajaron para descubrir y explicar el comportamiento de las nuevas sustancias. Los gases nobles, la radiactividad, los istopos, las partculas subatmicas y la mecnica cuntica todava no se haban descubierto a mediados del siglo XIX.

Para celebrar el Ao Internacional de la Tabla Peridica, dedicamos este artculo a algunas de las mujeres que revolucionaron nuestra concepcin de los elementos. Marie Curie es la ms famosa, por sus investigaciones sobre la radiactividad y el descubrimiento del radio y el polonio, que le valieron el Nobel en dos ocasiones. La mayora, sin embargo, son poco conocidas. Tampoco suele apreciarse la tenacidad y diligencia que requiere el trabajo experimental, la valoracin de datos y la reconsideracin de las teoras vigentes.

Demostrar la existencia de un nuevo elemento no es tarea fcil. El primer paso consiste en detectar una actividad inusual; un comportamiento qumico o una propiedad fsica (las emisiones radiactivas y las lneas espectrales, por ejemplo), que no se corresponda con la de ningn elemento conocido. Luego hay que aislar el nuevo elemento, o un compuesto de l, en cantidades lo suficientemente grandes como para poder pesarlo y convencer a la comunidad cientfica.

Descubrir y ordenar

Marie Curie no andaba a la bsqueda de nuevos elementos cuando inici su tesis doctoral sobre los rayos del uranio, en 1897. Quera explorar la radiactividad, un fenmeno descubierto por Henri Becquerel en 1896. Pero sospech de la existencia de otros elementos al observar que la radiactividad de la pechblenda, un mineral de uranio, era superior a la que caba esperar de su contenido en uranio. Su marido Pierre se incorpor entonces a las investigaciones.

En 1898 identificaron las lneas espectrales de dos nuevos elementos: el radio y el polonio. Sin embargo, les llev ms de tres aos pulverizar, disolver, hervir, filtrar y cristalizar toneladas de pechblenda para extraer tan solo 0,1 gramos de un compuesto de radio. La extraccin del polonio sera an ms difcil, porque su vida media es ms breve. En 1903, Pierre y Marie Curie compartieron el premio Nobel de fsica con Henri Becquerel por el descubrimiento de la radiactividad, y en 1911 Marie recibi un segundo Nobel por el descubrimiento del radio y el polonio y por la concentracin y el estudio del radio.

Ubicar un elemento en la tabla peridica requiere establecer su peso atmico y sus propiedades qumicas. El radio, por ejemplo, se comporta de modo muy similar al bario, pero su peso atmico es mayor, as que se sita justo debajo del bario. Determinar el peso atmico es difcil porque exige disponer de sustancias puras.

Cuesta distinguir elementos de peso y carcter similares. Poco despus de elaborar su tabla, Mendeliev propuso a la qumica rusa Julia Lermontova refinar los procesos de separacin de los metales del grupo del platino (rutenio, rodio, paladio, osmio, iridio y platino), como paso previo a su ordenacin. Solo sabemos de su trabajo a travs del archivo y la correspondencia de Mendeliev. Lermontova estudi qumica en Heidelberg con Robert Bunsen (descubridor del cesio y el rubidio en 1860, junto con Gustav Kirchhoff, con el espectroscopio que acababan de inventar), y fue la primera mujer que obtuvo un doctorado en qumica en Alemania, en 1874.

Establecer el peso atmico era, asimismo, crucial para identificar las series de desintegracin radiactivas y distinguir entre nuevos elementos y las variedades de elementos conocidos. El concepto de istopo solucion el problema planteado por el descubrimiento de numerosos elementos para los que en apariencia no haba espacio en la tabla peridica. Aunque el qumico britnico Frederick Soddy introdujo el concepto en 1913, fue la mdica Margaret Todd quien propuso el trmino, que en griego significa el mismo lugar.

La qumica polaco-juda Stefanie Horovitz, del Instituto de Radio de Viena, aport la prueba experimental de la existencia de istopos. Un elemento tan comn como el plomo presentaba distintos pesos atmicos, segn si proceda de la desintegracin radiactiva del uranio o de la del torio.

Tambin era problemtica la naturaleza de una curiosa emanacin del radio. Era una partcula o un gas? La fsica canadiense Harriet Brook resolvi el problema junto con su director de tesis, Ernest Rutherford, en la Universidad McGill de Montreal. En 1901, Brooks y Rutherford mostraron que la emanacin se difunda como un gas pesado y aportaron la primera prueba de que la desintegracin radiactiva produca nuevos elementos. En 1907, William Ramsay sugiri que el gas, al que se denominara radn, perteneca al grupo de los elementos del helio, que hoy conocemos como gases nobles.

En 1902, Rutherford y Soddy anunciaron su teora de la desintegracin radiactiva, segn la cual los tomos se transmutan espontneamente en nuevos tomos con la emisin de radiacin. Si bien Rutherford obtuvo el Nobel de qumica de 1908 por estas investigaciones, la crucial contribucin inicial de Brooks apenas ha sido reconocida. Tras publicar conjuntamente un primer artculo, el siguiente, en Nature , lo firm Rutherford, que se limit a indicar en los crditos la asistencia de Brooks. Como mujer de ciencia, Brooks tuvo dificultades, especialmente tras casarse, para obtener puestos estables y desarrollar sus investigaciones.

Al fondo de la materia

A todo esto, no dejaban de producirse avances en la comprensin del ncleo atmico. En 1918, la fsica Lise Meitner y el qumico Otto Hahn descubrieron en Berln el elemento 91, el protactinio. Meitner era austraca y, tras completar su doctorado, haba buscado en Alemania una oportunidad profesional. En 1907 fue admitida como colaboradora no remunerada de Hahn en el departamento de qumica de la Universidad de Berln. Tuvo que trabajar en el stano porque las mujeres no podan acceder al edificio principal. En 1913, cuando Hahn se incorpor al Instituto Emperador Guillermo de Qumica en Berln-Dahlem, Meitner fue nombrada asociada del instituto.

Hahn y Meitner descubrieron el protactinio en el curso de una investigacin sobre la sustancia madre de la serie de desintegracin del actinio. Otros cientficos perseguan el mismo objetivo e, inevitablemente, se produjeron disputas de prioridad. El descubrimiento fue atribuido a Meitner y Hahn porque concentraron el nuevo elemento en mayor cantidad y lo caracterizaron de forma ms completa que sus competidores.

Tambin el renio (elemento nmero 75) fue descubierto conjuntamente en 1925 en Berln por la qumica alemana Ida Noddack y su marido, el tambin qumico Walter Noddack, junto con Otto Berg, de la empresa de ingeniera elctrica SiemensHalske. Ida Tacke, que adoptara el apellido de su marido, dej un puesto en la industria qumica para ir a la caza de elementos. En 1925 se incorpor en calidad de investigadora no remunerada al Instituto Fsico-Tcnico Imperial de Berln, donde Walter Noddack diriga el departamento de qumica. Los Noddack tuvieron que emplearse a fondo para producir cantidades ponderables de renio, as denominado por el Rin. Es uno de los elementos ms raros de la Tierra y no es radiactivo.

Los Noddack reclamaron asimismo el descubrimiento del elemento 43, al que denominaron masurio por la regin de Masuria, en Polonia. Pero no consiguieron replicar las lneas espectrales ni aislar la sustancia. Las tcnicas de la qumica hmeda no eran apropiadas para la identificacin de este elemento, el primero en ser producido artificialmente, en 1937, y que recibira el nombre de tecnecio.

A diferencia de Marie Curie, cuyas contribuciones fueron reconocidas y que tras la muerte de Pierre ocup su ctedra en la Universidad de Pars, Ida Noddack trabaj como invitada en el laboratorio de su marido durante la mayor parte de su carrera. Esta es una de las razones por las que no se tom en serio su sugerencia, en 1934, de que el ncleo poda partirse, un proceso que hoy denominamos fisin.

Los descubrimientos del neutrn, en 1932, y de la radiactividad artificial, en 1934, abrieron una nueva lnea de investigacin: la fabricacin de elementos en el laboratorio mediante el bombardeo de tomos con partculas. En 1934, el fsico Enrico Fermi y sus colaboradores en la Universidad de Roma anunciaron que haban producido los elementos 93 y 94 tras bombardear uranio con neutrones. Ida Noddack seal en un artculo en Angewandte Chemie que Fermi no haba demostrado que no se hubieran producido elementos ms ligeros. Es concebible, argument, que el ncleo se haya dividido en varios fragmentos grandes. Los fsicos la ignoraron.

Sin embargo, en 1938, Meitner y Hahn demostraron que el bario se encontraba entre los productos de las reacciones estudiadas por Fermi y que el ncleo se haba partido. Para entonces, a falta de meses para que estallara la Segunda Guerra Mundial, Meitner, de ascendencia juda, haba huido a Suecia. Pese a que sus clculos haban convencido a Hahn de la fisin del ncleo, este no la incluy como coautora al publicar los resultados en 1939, y en 1945 no aprovech el discurso de aceptacin del Nobel de qumica de 1944 para reconocer el papel de Meitner.

La mayora de estas pioneras colaboraron con colegas masculinos, y no es fcil distinguir sus contribuciones. La fsica francesa Marguerite Perey es una excepcin: se la considera la nica descubridora del elemento 87, el francio, en 1939. Se incorpor al instituto de Marie Curie en Pars a los 19 aos como tcnica de laboratorio, bajo la direccin de Irne Joliot-Curie y Andr Debierne. Ambos le pidieron, independientemente, que midiera con precisin la vida media del actinio 227. En el curso de este delicado procedimiento tcnico, identific el nuevo elemento. Al no ponerse de acuerdo sobre quin diriga a Perey, ninguno de ellos pudo reclamar un papel en el hallazgo. Perey acabara dirigiendo el departamento de qumica nuclear de la Universidad de Estrasburgo, y en 1962 se convirti en la primera mujer escogida como miembro correspondiente de la Academia de las Ciencias francesa. Pese a que no haba ninguna regla que excluyera la eleccin de mujeres, la Academia no admitira una mujer como miembro de pleno derecho hasta 1979.

El francio fue el ltimo elemento natural en ser descubierto. Actualmente, el hallazgo de nuevos elementos requiere grandes equipos, aceleradores de partculas e importantes presupuestos [ vase Disputas en la tabla peridica , por Edwin Cartlidge; Investigacin y Ciencia , mayo de 2019]. El significado de elemento qumico ha cambiado. Si para Mendeliev era una sustancia estable incapaz de transmutarse, hoy incluye especies isotpicas que existen apenas unos milisegundos.

Mediante esas tcnicas, la qumica estadounidense Darleane Hoffman llev a cabo un avance monumental a principios de los aos setenta. Demostr que el fermio 257 se fisionaba espontneamente, no solo al ser bombardeado con neutrones. Tambin descubri el plutonio 244 natural. Fue la primera mujer que dirigi una divisin cientfica en el Laboratorio Nacional de Los lamos, en Nuevo Mxico, donde se formaron generaciones de cientficas. Una de ellas, Dawn Shaughnessy, es la investigadora principal de un proyecto sobre elementos pesados del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California, en el marco del cual se han descubierto seis elementos (del nmero 113 al 118).

Usar los elementos

Muchas otras mujeres han contribuido a ampliar nuestro conocimiento sobre los elementos. Tras el aislamiento del flor por el qumico francs Henri Moissan en 1886, un equipo de mujeres (entre ellas, Carmen Brugger Roman y Trinidad Salinas Ferrer) trabaj con Jos Casares Gil en la Universidad de Madrid en los aos 1920 y principios de 1930 en el estudio de las propiedades teraputicas y la presencia en las aguas minerales de este elemento. Cuando tuvieron que dejar las investigaciones como consecuencia de la Guerra Civil (1936-1939), el trabajo de estas mujeres fue incorporado a la bibliografa de Casares.

La qumica Reatha C. King fue la primera mujer afroamericana que trabaj en la Oficina Nacional de Estndares de los Estados Unidos, en Washington. En los aos sesenta estudi la combustin de mezclas gaseosas de flor, oxgeno e hidrgeno. La alta reactividad del flor sugera su uso en la propulsin de cohetes. Algunas mezclas eran tan explosivas que requeran tcnicas y aparatos especiales, que King dise y fueron adoptadas por la NASA.

En la dcada de 1910, la mdica estadounidense Alice Hamilton demostr la toxicidad del plomo y los riesgos que entraaba para la poblacin y los trabajadores de la industria metalrgica. Su trabajo oblig a las compaas de seguros y a las empresas a adoptar medidas de proteccin y compensar a los damnificados. Tambin organiz acciones sociales para que se reconocieran las enfermedades laborales relacionadas con otros metales pesados, como el mercurio. En 1919 se convirti en la primera profesora nombrada por la Universidad Harvard. Ya en 1925 se pronunci contra la adicin de plomo a la gasolina.

La tcnica japonesa-estadounidense Toshiko Tosh Mayeda era en los aos 1950 una experta en la medida de los radioistopos del oxgeno. Haba empezado su carrera limpiando los recipientes de vidrio del laboratorio de Harold C. Urey en la Universidad de Chicago, pero pronto se hizo cargo de los espectrmetros de masa. Contribuy a la medida de la proporcin de istopos de oxgeno en conchas marinas fosilizadas, a fin de deducir la temperatura de los ocanos prehistricos, y extendi el uso de este mtodo a los meteoritos.

Como estadounidense de ascendencia japonesa, Mayeda fue confinada en un campo de internamiento tras el ataque a Pearl Harbor del 7 de diciembre de 1941, y tuvo que hacer frente a la discriminacin. Contando solo con un ttulo de graduada en qumica, sus contribuciones podan haber sido invisibilizadas, como las de tantas tcnicas. Afortunadamente, Mayeda recibi el apoyo de sus superiores y su nombre apareci en las publicaciones junto al de doctores y catedrticos.

Ampliar la perspectiva

Como ocurre con los descubrimientos cientficos, la recuperacin de la historia de todas estas mujeres de ciencia ha sido un trabajo de equipo en el que han participado Gisela Boeck, John Hudson, Claire Murray, Jessica Wade, Mary Mark Ockerbloom, Marelene Rayner-Canham, Geoffrey Rayner-Canham, Xavier Roqu, Matt Shindell e Ignacio Suay-Matallana.

El estudio de las mujeres que han contribuido al desarrollo de la qumica ofrece una perspectiva ms amplia del descubrimiento cientfico y de las personas que participan en l, desde ayudantes y tcnicos no asalariados a lderes de grandes laboratorios. En este ao de celebracin de la tabla peridica, es esencial reconocer los esfuerzos individuales y colectivos que nos han permitido construirla y siguen dndole forma.

Fuente: https://www.investigacionyciencia.es/revistas/investigacion-y-ciencia/la-gran-explosin-de-la-vida-775/las-mujeres-de-la-tabla-peridica-17735




Envía esta noticia
Compartir esta noticia: delicious  digg  meneame twitter