lunes, 28 de noviembre de 2011
sábado, 26 de noviembre de 2011
4º ESO BYG: Monográfico sobre investigación con células madre
Especialmente interesante para aquellos que contemplen la posibilidad de dedicarse en un futuro a la investigación.
Monográfico sobre células madre
Monográfico sobre células madre
4º ESO BYG: Trasplantado con éxito el primer órgano creado con células madre
Por primera vez, los científicos han conseguido crear un órgano a partir de células madre. Se trata de una tráquea, y el beneficiario ha sido un hombre de 36 años que tenía un cáncer incurable. El método se ha desarrollado en el Instituto Karolinska de Suecia, y lo publica hoy The Lancet. El cáncer de tráquea es una patología que se presenta muy pocas veces aislada -como en el caso de este paciente-. Lo normal es que concurra con los de pulmón y laringe, los más frecuentes en hombres debido al tabaco y de los más habituales en el conjunto de la población: solo en España causan, en conjunto, más de 18.000 muertes al año.
El proceso es más fácil de contar que de llevar a cabo, y supone un nuevo paso que demuestra el potencial de las células con capacidad para reconvertirse en órganos (esa es la definición de células madre) de los seres vivos. "Claramente, es el futuro", ha dicho por teléfono a EL PAÍS Paolo Macchiarini, principal autor del trabajo.
De una manera sencilla, lo que los médicos hicieron con el hombre -Andemariam Teklesenbet Beyene, un eritreo que vive en Islandia donde estudia un máster en Geología- fue fabricarle una tráquea artificial a medida. Beyene era un caso desahuciado. Padecía un tumor que le ocupaba la parte inferior de la tráquea incluidas las ramificaciones a los bronquios. Estos conductos son vitales, ya que llevan el aire a los pulmones, así que extirpar la zona cancerosa no era la solución. Lo normal sería reconstruirla a partir de tejidos del propio paciente, sobre todo de las partes de la tráquea que quedan sanas, pero en este caso no era posible, por lo que el hombre tenía pocas -o ninguna- opción. Además, ya habían fracasado las terapias habituales (sobre todo, la quimioterapia), y la masa celular había alcanzado el tamaño de una pelota de golf que le oprimía hasta dificultar la respiración normal, poniendo en riesgo su vida por asfixia.
El primer paso del proceso fue tomar medidas -con métodos de imagen no invasivos en los que participó la University College de Londres- de la parte de la tráquea que había que recomponer. Con ellas se fabricó un molde "como de plástico", explica Macchiarini. A la vez, se extrajeron células madre de la médula ósea del paciente (una práctica muy sencilla que se suele efectuar con una incisión en la cadera y un centrifugado), que se hicieron crecer -con los correspondientes factores que lo estimularan y ayudaran a su diferenciación-. "El proceso duró 36 horas", indica el médico.
Después de ese tiempo, se operó al paciente. Se le extirpó la masa tumoral, y se reemplazó la parte de la tráquea eliminada por la que había crecido sobre el molde. Cinco meses después, Beyene "hace una vida normal", afirma Macchiarini.
El tratamiento es una de las primeras demostraciones de uso práctico de células madre, y, sobre todo, la primera en la que se origina una parte grande de un órgano. Hasta ahora, estas terapias se han ensayado sobre todo para ayudar a la regeneración de hueso y músculo (desde infartos a necrosis óseas), pero no se había conseguido utilizarla para crear fuera del cuerpo del paciente algo que luego se le iba a implantar.
Ello tiene la ventaja -y por eso hay tanto interés en estas células- de que el órgano así fabricado es genéticamente idéntico al receptor, lo que evita el mayor problema de los trasplantes: el rechazo. Además, se puede hacer a medida, que es otro de los inconvenientes en los trasplantes habituales, donde además de buscar órganos compatibles tienen que ser del tamaño adecuado para el receptor. Esto es muy importante en el caso de niños. Precisamente, el equipo médico está trabajando para probar la técnica en un bebé, y en nuevos moldes que faciliten la formación de los órganos.
El impacto de este tipo de investigaciones es tan grande que Gonzalo Varela, vicepresidente de la Sociedad Española de Neumología y Cirugía Torácica, que trabaja como cirujano en el hospital Clínico Universitario de Salamanca, no duda en calificar el trabajo de "espectacular". "Voy a tener que volver a estudiar lo que sé, porque tira por tierra muchas ideas", comenta.
Se refiere Varela al hecho de que se haya podido regenerar una tráquea, algo que se consideraba imposible. Por un lado, crear una tráquea puede parecer simple porque es, básicamente, un tubo, pero "se trata de un órgano muy poco vascularizado, que es sobre todo cartílago que se alimenta por contigüidad. Por eso, cuando se ha intentado implantar, a los días o semanas se producía un rechazo o se necrosaba", indica el médico.
Varela cree que el valor de este trabajo va más allá del tratamiento de cánceres de tráquea, que son muy pocos. "Tiene más mérito por lo que supone de cambio del conocimiento", dice el médico, quien conoció a Macchiarini porque este estuvo en el Clínic de Barcelona. Eso no quiere decir que se trate de un hallazgo minoritario o de poca utilidad, porque el cirujano enseguida le ve otras aplicaciones. "Lo de este paciente era un caso excepcional que no se podía tratar de otra forma, pero la técnica se podrá utilizar también en pacientes con estenosis de tráquea debida a una larga ventilación mecánica, o aquellos que hayan sufrido inflamaciones de tráquea o por accidentes. También en niños con estenosis traqueal".
"Así es como empezaron los trasplantes, como algo minoritario que cada vez tiene más utilidad", indica Varela. Él ve el siguiente paso en la posibilidad de regenerar pulmones o parte de ellos, que ahora dependen de que haya donantes. "Tendría múltiples aplicaciones, como el tratamiento de enfisemas, de enfermedad obstructiva crónica u otras dolencias", dice.
De hecho, el potencial de la técnica es tan grande que el mismo equipo de Macchiarini, después de un solo caso, ya trabaja en mejoras, y ha realizado otro implante con otra tráquea artificial conseguida cambiando el material del molde. Pero el médico prefiere esperar antes de dar mucho detalle.
El proceso es más fácil de contar que de llevar a cabo, y supone un nuevo paso que demuestra el potencial de las células con capacidad para reconvertirse en órganos (esa es la definición de células madre) de los seres vivos. "Claramente, es el futuro", ha dicho por teléfono a EL PAÍS Paolo Macchiarini, principal autor del trabajo.
De una manera sencilla, lo que los médicos hicieron con el hombre -Andemariam Teklesenbet Beyene, un eritreo que vive en Islandia donde estudia un máster en Geología- fue fabricarle una tráquea artificial a medida. Beyene era un caso desahuciado. Padecía un tumor que le ocupaba la parte inferior de la tráquea incluidas las ramificaciones a los bronquios. Estos conductos son vitales, ya que llevan el aire a los pulmones, así que extirpar la zona cancerosa no era la solución. Lo normal sería reconstruirla a partir de tejidos del propio paciente, sobre todo de las partes de la tráquea que quedan sanas, pero en este caso no era posible, por lo que el hombre tenía pocas -o ninguna- opción. Además, ya habían fracasado las terapias habituales (sobre todo, la quimioterapia), y la masa celular había alcanzado el tamaño de una pelota de golf que le oprimía hasta dificultar la respiración normal, poniendo en riesgo su vida por asfixia.
El primer paso del proceso fue tomar medidas -con métodos de imagen no invasivos en los que participó la University College de Londres- de la parte de la tráquea que había que recomponer. Con ellas se fabricó un molde "como de plástico", explica Macchiarini. A la vez, se extrajeron células madre de la médula ósea del paciente (una práctica muy sencilla que se suele efectuar con una incisión en la cadera y un centrifugado), que se hicieron crecer -con los correspondientes factores que lo estimularan y ayudaran a su diferenciación-. "El proceso duró 36 horas", indica el médico.
Después de ese tiempo, se operó al paciente. Se le extirpó la masa tumoral, y se reemplazó la parte de la tráquea eliminada por la que había crecido sobre el molde. Cinco meses después, Beyene "hace una vida normal", afirma Macchiarini.
El tratamiento es una de las primeras demostraciones de uso práctico de células madre, y, sobre todo, la primera en la que se origina una parte grande de un órgano. Hasta ahora, estas terapias se han ensayado sobre todo para ayudar a la regeneración de hueso y músculo (desde infartos a necrosis óseas), pero no se había conseguido utilizarla para crear fuera del cuerpo del paciente algo que luego se le iba a implantar.
Ello tiene la ventaja -y por eso hay tanto interés en estas células- de que el órgano así fabricado es genéticamente idéntico al receptor, lo que evita el mayor problema de los trasplantes: el rechazo. Además, se puede hacer a medida, que es otro de los inconvenientes en los trasplantes habituales, donde además de buscar órganos compatibles tienen que ser del tamaño adecuado para el receptor. Esto es muy importante en el caso de niños. Precisamente, el equipo médico está trabajando para probar la técnica en un bebé, y en nuevos moldes que faciliten la formación de los órganos.
El impacto de este tipo de investigaciones es tan grande que Gonzalo Varela, vicepresidente de la Sociedad Española de Neumología y Cirugía Torácica, que trabaja como cirujano en el hospital Clínico Universitario de Salamanca, no duda en calificar el trabajo de "espectacular". "Voy a tener que volver a estudiar lo que sé, porque tira por tierra muchas ideas", comenta.
Se refiere Varela al hecho de que se haya podido regenerar una tráquea, algo que se consideraba imposible. Por un lado, crear una tráquea puede parecer simple porque es, básicamente, un tubo, pero "se trata de un órgano muy poco vascularizado, que es sobre todo cartílago que se alimenta por contigüidad. Por eso, cuando se ha intentado implantar, a los días o semanas se producía un rechazo o se necrosaba", indica el médico.
Varela cree que el valor de este trabajo va más allá del tratamiento de cánceres de tráquea, que son muy pocos. "Tiene más mérito por lo que supone de cambio del conocimiento", dice el médico, quien conoció a Macchiarini porque este estuvo en el Clínic de Barcelona. Eso no quiere decir que se trate de un hallazgo minoritario o de poca utilidad, porque el cirujano enseguida le ve otras aplicaciones. "Lo de este paciente era un caso excepcional que no se podía tratar de otra forma, pero la técnica se podrá utilizar también en pacientes con estenosis de tráquea debida a una larga ventilación mecánica, o aquellos que hayan sufrido inflamaciones de tráquea o por accidentes. También en niños con estenosis traqueal".
"Así es como empezaron los trasplantes, como algo minoritario que cada vez tiene más utilidad", indica Varela. Él ve el siguiente paso en la posibilidad de regenerar pulmones o parte de ellos, que ahora dependen de que haya donantes. "Tendría múltiples aplicaciones, como el tratamiento de enfisemas, de enfermedad obstructiva crónica u otras dolencias", dice.
De hecho, el potencial de la técnica es tan grande que el mismo equipo de Macchiarini, después de un solo caso, ya trabaja en mejoras, y ha realizado otro implante con otra tráquea artificial conseguida cambiando el material del molde. Pero el médico prefiere esperar antes de dar mucho detalle.
miércoles, 23 de noviembre de 2011
4º ESO BYG: Adios a Lynn Margulis, una gran científica
Muere Lynn Margulis, defensora del papel de las bacterias en la evolución de la vida
Lynn Margulis, en 2009, en una visita a Madrid. | Antonio M. XoubanovaLa bióloga norteamericana Lynn Margulis, autora de una teoría que otorga un importante papel a las bacterias en la evolución de la vida en la Tierra, la simbiogénesis, falleció ayer en su domicilio, en Massachusetts, tras sufrir el pasado jueves un ictus que no pudo superar. La noticia la ha confirmado su hijo, Dorion Sagan, a través de su página de Facebook, a través de la cual científicos de todo el mundo están dejando sus condolencias.
Horas más tarde, la Universidad de Massachussett (Amherst), donde ocupaba una cátedra en el Departamento de Geociencias, ha hecho pública su muerte. "Ella nos deja una tremenda herencia académica tanto por su original pensamiento como por su infatigable dedicación a investigar en múltiples campos de la ciencia que nos dicen cómo funciona este mundo y en qué se ha convertido a lo largo del tiempo", ha declarado el rector de la univesidad, Robert C. Holub. "Es una gran pérdida para el campus y para su familia".
Margulis, que tenía 73 años, ha sido una de las pocas investigadoras cuyos hallazgos figuran desde hace años en los libros de texto. Nacida en Boston y licenciada en Ciencias por la Universidad de Chicago, desde sus inicios se centró en la búsqueda del origen de la vida y cómo ésta se había hecho fuerte en el planeta.
Su hipótesis más conocida, y también más polémica, afirma que la aparición de las células eucariotas, que son las que tienen un núcleo con su material hereditario -un paso fundamental en la evolución de la vida-, se debió a la incorporación mediante simbiosis de varias células procariotas, que son las que no tienen ese núcleo celular diferenciado. Para Margulis, esta simbiogénesis ha sido y es la base de todas las novedades biológicas, una teoría contraria al neodarwinismo, que defiende la selección natural.
También fue una pertinaz defensora de la Teoría de Gaia, de James Lovelock, que considera al planeta como un organismo vivo en el que todo está interconectado,
Era muy joven, sólo tenía 19 años, cuando se casó con el astrónomo Carl Sagan, con el que tuvo a su hijo Dorion, ahora también un conocido biólogo que sigue la estela científica de sus padres. Pero la fama del esposo, del que se terminaría separando, no le hizo sombra y Margulis se convirtió en uno de los miembros más jóvenes de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos.
Hace un par de años, durante una visita a España, en unas jornadas convocadas por la Fundación Ramón Areces, la bióloga se quejaba de la falta de fondos para financiar sus investigaciones.
Horas más tarde, la Universidad de Massachussett (Amherst), donde ocupaba una cátedra en el Departamento de Geociencias, ha hecho pública su muerte. "Ella nos deja una tremenda herencia académica tanto por su original pensamiento como por su infatigable dedicación a investigar en múltiples campos de la ciencia que nos dicen cómo funciona este mundo y en qué se ha convertido a lo largo del tiempo", ha declarado el rector de la univesidad, Robert C. Holub. "Es una gran pérdida para el campus y para su familia".
Margulis, que tenía 73 años, ha sido una de las pocas investigadoras cuyos hallazgos figuran desde hace años en los libros de texto. Nacida en Boston y licenciada en Ciencias por la Universidad de Chicago, desde sus inicios se centró en la búsqueda del origen de la vida y cómo ésta se había hecho fuerte en el planeta.
Su hipótesis más conocida, y también más polémica, afirma que la aparición de las células eucariotas, que son las que tienen un núcleo con su material hereditario -un paso fundamental en la evolución de la vida-, se debió a la incorporación mediante simbiosis de varias células procariotas, que son las que no tienen ese núcleo celular diferenciado. Para Margulis, esta simbiogénesis ha sido y es la base de todas las novedades biológicas, una teoría contraria al neodarwinismo, que defiende la selección natural.
También fue una pertinaz defensora de la Teoría de Gaia, de James Lovelock, que considera al planeta como un organismo vivo en el que todo está interconectado,
Era muy joven, sólo tenía 19 años, cuando se casó con el astrónomo Carl Sagan, con el que tuvo a su hijo Dorion, ahora también un conocido biólogo que sigue la estela científica de sus padres. Pero la fama del esposo, del que se terminaría separando, no le hizo sombra y Margulis se convirtió en uno de los miembros más jóvenes de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos.
Hace un par de años, durante una visita a España, en unas jornadas convocadas por la Fundación Ramón Areces, la bióloga se quejaba de la falta de fondos para financiar sus investigaciones.
martes, 22 de noviembre de 2011
2º ESO CCNN: Tutoría online para el examen del 24 de noviembre
Pregunta tus dudas y yo te responderé en cuanto lo vea.
4º ESO fq: Historia de la tabla periódica
Aquí os dejo un capítulo del maravilloso libro "Breve historia de la Química", escrito por uno de los mayores divulgadores científicos de la historia: Isaac Asimov. Me gustaría que lo leyeráis y si alguno quiere opinar... bienvenido sea.
8. La tabla periódica
Los elementos en desorden
Hay un curioso paralelismo entre las historias de la química orgánica y de la inorgánica, a lo largo del siglo xix. Las primeras décadas del siglo pasado contemplaron una desesperante proliferación en el número de compuestos orgánicos, y también en el número de elementos. El tercer cuarto de siglo vio el mundo de los compuestos orgánicos puesto en orden, gracias a las fórmulas estructurales de Kekulé. También vio ordenado el mundo de los elementos, y al menos parte del mérito de ambos cambios se debió a determinada reunión internacional de químicos.
Pero empecemos con el desorden existente a comienzos de siglo.
El descubrimiento de nuevos elementos, además de los nueve conocidos por los antiguos y los cuatro estudiados por los alquimistas medievales, se ha mencionado en el capitulo 4. Los elementos gaseosos, nitrógeno, hidrógeno, oxígeno y cloro, habían sido descubiertos todos ellos en el siglo xviii. Y lo mismo los metales cobalto, platino, níquel, manganeso, tungsteno, molibdeno, uranio, titanio y cromo.
En la primera década del siglo xix se añadieron a la lista no menos de catorce nuevos elementos. Entre los químicos ya mencionados en este libro, Davy había aislado al menos seis por medio de la electrólisis (véase página 97). Guy-Lussac y Thénard habían aislado boro; Wollaston había aislado paladio y rodio, mientras que Berzelius había descubierto el cerio.
El químico inglés Smithson Tennant (1761-1815), para el que Wollaston había trabajado como ayudante, descubrió también el osmio y el iridio. Otro químico inglés, Charles Hatchett (aproximadamente 1765-1847), aisló el colombio (ahora llamado oficialmente niobio), mientras que el químico sueco Anders Gustaf Ekeberg (1767-1813) descubrió el tántalo.
El impulso en las décadas sucesivas no fue tan fuerte, pero el número de elementos continuó en aumento. Berzelius, por ejemplo, descubrió cuatro elementos más: selenio, silicio, circonio y torio. Luis Nicolas Vauquelin, en 1797, descubrió el berilio.
Hacia 1830 se conocían cincuenta y cinco elementos diferentes, un buen paso desde los cuatro elementos de la antigua teoría. De hecho, el número era demasiado grande para no inquietar a los químicos. Los elementos variaban extensamente en sus propiedades, y parecía existir poco orden entre ellos. ¿Por qué había tantos? Y ¿cuántos más quedaban todavía por descubrir? ¿Diez? ¿Cien? ¿Mil? ¿Un número infinito?
Era tentador buscar un orden en el conjunto de los elementos ya conocidos. Quizá de esta manera podría encontrarse alguna razón que explicase su número, y alguna manera de justificar la variación de las propiedades que poseían.
El primero en captar un atisbo de orden fue el químico alemán Johann Wolfgang Dóbereiner (1780-1849). En 1829 observó que el elemento bromo, descubierto tres años antes por el químico francés Antoine Jéróme Balard (1802-76), parecía tener propiedades que estaban justo a mitad de camino entre las del cloro y las del yodo. (El yodo había sido descubierto por otro químico francés, Bernard Courtois [1777-1838], en 1811.) El cloro, bromo y yodo no sólo mostraban una progresiva gradación en propiedades como color y reactividad, sino que el peso atómico del bromo parecía estar justo a medio camino entre los del cloro y el yodo. ¿Sería una coincidencia?
Dóbereiner llegó a encontrar otros dos grupos de tres elementos que exhibían claras gradaciones de propiedades: calcio, estroncio y bario; y azufre, selenio y teluro. En ambos grupos el peso atómico del segundo elemento estaba a mitad de camino entre los de los otros dos. ¿Se trataba de una nueva coincidencia?
Dóbereiner llamó a estos grupos «tríadas», y buscó otras infructuosamente. El hecho de que cinco sextas partes de los elementos conocidos no pudieran colocarse en ninguna tríada hizo que los químicos decidieran que los hallazgos de Dóbereiner eran mera coincidencia. Además, el modo en que los pesos atómicos encajaban con las propiedades químicas entre los elementos de las tríadas de Dóbereiner no impresionó generalmente a los químicos. En la primera mitad del siglo xix, los pesos atómicos tendían a subestimarse. Resultaban convenientes para hacer cálculos químicos, pero no parecía haber ninguna razón para usarlos en la confección de listas de elementos, por ejemplo.
Incluso era dudoso que los pesos atómicos fueran útiles en los cálculos químicos. Algunos químicos no distinguían con detalle el peso atómico del peso molecular; otros no distinguían entre peso atómico y peso equivalente. Así, el peso equivalente del oxígeno es 8 (véase pág. 84), su peso atómico es 16, y el peso molecular 32. En los cálculos químicos, el peso equivalente, 8, es el más socorrido; ¿por qué usar entonces el número 16 para colocar al oxígeno en la lista de los elementos?
Esta confusión entre peso equivalente, peso atómico y peso molecular extendió su influencia desorganizadora no sólo a la cuestión de la lista de elementos, sino al estudio de la química en general. Los desacuerdos sobre los pesos relativos que debían atribuirse a los diferentes átomos condujeron a desacuerdos sobre el número de átomos de cada elemento que había en una molécula dada.
Kekulé, poco después de haber publicado sus sugerencias conducentes a las fórmulas estructurales, se dio cuenta de que esta idea quedaría en nada si los químicos no se ponían de acuerdo, para empezar, acerca de las fórmulas empíricas. Por lo tanto propuso una conferencia de químicos importantes de toda Europa para discutir el asunto. Como resultado de ello se convocó la primera reunión científica internacional de la historia. Se llamó Primer Congreso Internacional de Química y se reunió en 1860 en la ciudad de Karlsruhe, en Alemania.
Asistieron ciento cuarenta delegados, entre los que se hallaba el químico italiano Stanislao Cannizzaro (1826-1910). Dos años antes, Cannizzaro había topado con el trabajo de su compatriota Avogadro (véase pág. 90). Comprendió que la hipótesis de Avogadro podía utilizarse para distinguir entre peso atómico y peso molecular de los elementos gaseosos importantes, y que esta distinción serviría para aclarar la cuestión de los pesos atómicos de los elementos en general. Además, comprendió la importancia de distinguir cuidadosamente el peso atómico del peso equivalente.
En el Congreso hizo una gran exposición del tema, y a continuación distribuyó copias de un folleto en el que explicaba con detalle sus argumentos. Lenta y laboriosamente, sus opiniones ganaron adeptos en el mundo de la química. A partir de entonces, se clarificó la cuestión del peso atómico, y se apreció la importancia de la tabla de pesos atómicos de Berzelius (véase pág. 92).
Para la química orgánica, este desarrollo significaba que los científicos podían ahora entenderse sobre las fórmulas empíricas y seguir añadiendo detalles a la fórmula estructural, primero en dos dimensiones y después en tres. La forma en que esto se llevó a cabo ha sido descrita en el capítulo anterior.
Para la química inorgánica los resultados fueron igualmente fructíferos, dado que ahora existía un orden racional para ordenar los elementos según su peso atómico creciente. Una vez hecho esto, los químicos podrían mirar la tabla periódica con nuevos ojos.
La organización de los elementos
En 1864, el químico inglés John Alexander Reina Newlands (1837-98) ordenó los elementos conocidos según sus pesos atómicos crecientes, y observó que esta ordenación también colocaba las propiedades de los elementos en un orden, al menos parcial (ver fig. 13). Al disponer los elementos en columnas verticales de siete, los que eran semejantes tendían a quedar en la misma fila horizontal. Así, el potasio quedó cerca del sodio muy semejante a él; el selenio quedó en la misma línea que el azufre, muy parecido; el calcio próximo al magnesio, y así sucesivamente. Y efectivamente, las tres tríadas de Dóbereiner se hallaban en dichas filas.
Newlands llamó a esto la ley de las octavas (en música, siete notas forman una octava, siendo la octava nota casi un duplicado de la primera y principio de una nueva octava). Desgraciadamente, mientras unas filas de esta tabla contenían elementos semejantes, otras contenían elementos enormemente dispares. Los demás químicos pensaron que lo que Newlands trataba de demostrar era más una coincidencia que algo significativo. No pudo conseguir que su trabajo fuese publicado.
Dos años antes, el geologo francés Alexandre Emile Beguyer de Chancourtois (1820-86) también había ordenado los elementos según su peso atómico creciente y los había distribuido en una especie de gráfico cilindrico. También aquí los elementos semejantes tendían a coincidir en columnas verticales. Publicó su trabajo, pero no su gráfico, y sus estudios pasaron también inadvertidos (véase figura 14).
Más éxito tuvo el químico alemán Julius Lothar Meyer (1830-95). Meyer consideró el volumen ocupado por determinados pesos fijos de los diversos elementos. En tales condiciones, cada peso contenía el mismo número de átomos de su elemento. Esto significaba que la razón de los volúmenes de los diversos elementos era equivalente a la razón de los volúmenes de los átomos simples que componían a dichos elementos. Así, pues, se podía hablar de volúmenes atómicos.
Al representar los volúmenes atómicos de los elementos en función de los pesos atómicos, se obtenían una serie de ondas que alcanzaban valores máximos en los metales alcalinos: sodio, potasio, rubidio y cesio. Cada descenso y subida a un máximo o mínimo correspondería a un período en la tabla de elementos. En cada período, también descendían y subían otras propiedades físicas, además del volumen atómico (véase figura 15).
El hidrógeno, el primero de la lista de elementos (porque tiene el peso atómico más bajo), es un caso especial, y puede considerarse que constituye él solo el primer período. El segundo y tercer periodos de la tabla de Meyer comprendían siete elementos cada uno, y repetían la ley de Newlands de las octavas. Sin embargo, las dos ondas siguientes comprendían más de siete elementos, y esto demostraba claramente que Newlands había cometido un error. No se podía forzar a que la ley de las octavas se cumpliese estrictamente a lo largo de toda la tabla de elementos, con siete elementos en cada fila horizontal. Los últimos períodos tenían que ser más largos que los primeros.
Meyer publicó su trabajo en 1870, pero llegó demasiado tarde. Un año antes, el químico ruso Dimitri Ivanovich Mendeleiev (1834-1907) había descubierto también el cambio en la longitud de los períodos de los elementos, pasando luego a demostrar las consecuencias de manera particularmente espectacular.
Mendeleiev estaba escribiendo su tesis en Alemania en la época en que se celebró el Congreso de Karlsruhe, y fue uno de los que escuchó y oyó a Cannizzaro sus opiniones sobre el peso atómico. De vuelta a Rusia, comenzó también él a estudiar la lista de elementos según su peso atómico creciente.
Mendeleiev atacó las cuestiones desde el punto de vista de la valencia (véase pág. 116). Observó que los primeros elementos de la lista mostraban un cambio progresivo en sus valencias. Es decir, el hidrógeno tenía una valencia de 1, el litio de 1, el berilio de 2, el boro de 3, el carbono de 4, el nitrógeno de 3, el azufre de 2, el flúor de 1, el sodio de 1, el magnesio de 2, el aluminio de 3, el silicio de 4, el fósforo de 3, el oxígeno de 2, el cloro de 1, y así sucesivamente.
La valencia subía y bajaba estableciendo períodos: en primer lugar, el hidrógeno solo; después, dos períodos de siete elementos cada uno; a continuación, períodos que contenían más de siete elementos. Mendeleiev utilizó su información para construir no un gráfico, como Meyer y Beguyer de Chancourtois habían hecho, sino una tabla como la de Newlands.
Dicha tabla periódica de elementos era más clara y llamativa que un gráfico, y Mendeleiev evitó el error de Newlands de insistir en la repetición de períodos iguales.
Mendeleiev publicó su tabla en 1869, un año antes de que Meyer publicase su trabajo (véase figura 16). Pero la razón de que la mayor parte del mérito en el descubrimien to de la tabla periódica se le haya atribuido a él y no a los demás contribuyentes, no es sólo una cuestión de prioridad, sino que reside en el uso espectacular que Mendeleiev hizo de su tabla.
Con el fin de que los elementos cumpliesen la condición de tener la misma valencia cuando estuviesen en una columna determinada, Mendeleiev se vio obligado en uno o dos casos a colocar un elemento de peso atómico ligeramente superior delante de otro de peso atómico inferior. Así, el teluro (peso atómico 17,6, valencia 2) tuvo que colocarlo delante del yodo (peso atómico 126,9, valencia 1) con el fin de mantener el teluro en la columna de valencia 2 y el yodo en la columna de valencia l1.
Por si esto fuera poco, descubrió que era necesario dejar huecos enteros en su tabla. En lugar de considerar estos huecos como imperfecciones de la tabla, Mendeleiev los tomó intrépidamente como representantes de elementos todavía no descubiertos.
En 1871 se fijó de modo especial en tres huecos: los que quedaban junto a los elementos boro, aluminio y silicio en la tabla, tal como se había modificado aquel año. Llegó incluso a dar nombres a los elementos desconocidos, que -insistió- correspondían a aquellos huecos: eka-boro, eka-aluminio, eka-silicio («eka» es la palabra sánscrita que significa «uno»). También predijo varias propiedades de tales elementos, estimando que la predicción debía hacerse a partir de las propiedades de los elementos situados encima y debajo de los huecos de la tabla, siguiendo y completando así el razonamiento de Dobereiner.
El mundo de la química seguía siendo escéptico, y quizá hubiese continuado siéndolo si las audaces predicciones de Mendeleiev no se hubiesen verificado de modo espectacular. Este hecho se debió en primer lugar al uso de un nuevo instrumento químico: el espectroscopio.
Rellenando los huecos
En 1814, un óptico alemán, Joseph von Fraunhofer (1787-1826), estaba experimentando los excelentes prismas que él mismo fabricaba. Hacía que la luz pasase primero a través de una rendija, y a continuación a través de sus prismas tringulares de vidrio. Halló que la luz formaba un espectro de colores, cruzado por una serie de líneas oscuras. Contó unas seiscientas de estas líneas, anotando cuidadosamente sus posiciones.
Estas líneas estaban destinadas a proporcionar una sorprendente información a finales de la década de 1850, gracias al físico alemán Gustav Robert Kirchhoff (1824-87), trabajando en colaboración con el químico alemán Robert Wilhelms Bunsen (1811 -99).
La fuente básica de luz que usaban era el mechero Bunsen, inventado por Bunsen y conocido desde entonces por cualquier estudiante que se inicia en el laboratorio químico. Este ingenio quema una mezcla de gas y aire para producir una llama caliente y escasamente luminosa. Cuando Kirchhoff colocó cristales de diversos compuestos en la llama, ardieron con luz de diferentes colores. Al pasar esta luz a través del prisma se separaba en líneas luminosas.
Cada elemento, mostró Kirchhoff, produce un modelo característico de líneas luminosas cuando se calienta hasta la incandescencia, un modelo que es diferente del de cualquier otro elemento. Kirchhoff había inventado así un método de obtener la «huella dactilar» de cada elemento por la luz que producía al calentarlo. Una vez que los elementos fueron identificados, pudo dar la vuelta a su razonamiento y deducir los elementos de un cristal desconocido a partir de las líneas brillantes del espectro producido por éste. El ingenio utilizado para analizar los elementos de esta manera se llamó espectroscopio.
Como sabemos en la actualidad, la luz se produce como resultado de ciertos fenómenos que ocurren dentro del átomo. En cada tipo de átomo este fenómeno se da de un modo particular. Por lo tanto, cada elemento emitirá luz de una cierta longitud de onda y no de otra.
Al incidir luz sobre vapor, esos mismos fenómenos que tienen lugar dentro de los átomos del vapor ocurren a la inversa. La luz de cierta longitud de onda es entonces absorbida en vez de emitida. Es más, puesto que en ambos casos están implicados los mismos fenómenos (en un sentido en un caso, en sentido contrario en el otro), las longitudes de onda de la luz absorbida por el vapor en un conjunto de condiciones determinado son exactamente las mismas que las que ese vapor particular emitiría bajo otro conjunto de condiciones.
Las líneas oscuras del espectro de la luz solar eran debidas muy probablemente a la absorción de la luz del cuerpo incandescente del Sol por los gases de su relativamente fría atmósfera. Los vapores de la atmósfera solar absorbían luz, y de la posición de las líneas oscuras resultantes podría deducirse qué elementos estaban presentes en la atmósfera solar.
El espectroscopio se usó para mostrar que el Sol (así como las estrellas y el material gaseoso interestelar) estaba formado por elementos idénticos a los de la Tierra. Esta conclusión desbarató finalmente la creencia de Aristóteles (véase pág. 21) de que los cuerpos celestes estaban hechos de sustancias de naturaleza distinta a aquellas de las que está formada la Tierra.
El espectroscopio ofrecía un nuevo y poderoso método para la detección de nuevos elementos. Si un mineral incandescente revelaba líneas espectrales pertenecientes a un elemento no conocido, parecía razonable suponer que estaba en juego un elemento nuevo.
Bunsen y Kirchhoff comprobaron hábilmente esta suposición cuando, en 1860, examinaron un mineral con líneas espectrales desconocidas y empezaron a estudiarlo por si se trataba de un nuevo elemento. Encontraron el elemento y probaron que era un metal alcalino, relacionado en sus propiedades con el sodio y el potasio. Lo llamaron cesio, del vocablo latino que significa «azul cielo», debido al color de la línea más prominente de su espectro. En 1861 repitieron su triunfo al descubrir otro metal alcalino más, el rubidio, de la palabra latina que significa rojo, de nuevo por el color de la línea del espectro.
Otros químicos empezaron a hacer uso de esta nueva herramienta. Uno de ellos fue el químico francés Paul Emile Lecoq de Boisbaudran (1838-1912), que pasó quince años estudiando los minerales de su Pirineo natal por medio del espectroscopio. En 1875 rastreó ciertas líneas desconocidas y halló un nuevo elemento en el mineral de cinc. Lo llamó galio, de Galia (Francia).
Algún tiempo después preparó una cantidad suficiente del nuevo elemento para estudiar sus propiedades. Mendeleiev leyó la comunicación de Lecoq de Boisbaudran e inmediatamente señaló que el nuevo elemento no era sino su propio eka-aluminio. Una investigación posterior confirmó la identificación; la predicción de Mendeleiev de las propiedades del eka-aluminio correspondía en todo a las del galio.
Los otros dos elementos predichos por Mendeleiev se encontraron por medio de viejas técnicas. En 1879, un químico sueco, Lars Fredrick Nilson (1840-99), descubrió un nuevo elemento al que llamó escandio (de Escandinavia). Cuando sus propiedades fueron publicadas, uno de los colegas de Nilson, el químico sueco Per Theodor Cleve (1840-1905), señaló inmediatamente su parecido con la descripción del eka-boro de Mendeleiev.
Por último, en 1866, un químico alemán, Clemens Alexander Winkler (1838-1904), analizando un mineral de plata, halló que todos los elementos conocidos que contenía alcanzaban solamente el 93 por 100 de su peso. Investigando el restante 7 por 100, encontró un nuevo elemento que llamó germanio (de Alemania). Éste venía a ser el eka-silicio de Mendeleiev.
Así, dentro de los quince años siguientes a la descripción por Mendeleiev de tres elementos desconocidos, todos habían sido descubiertos y se halló que sus descripciones coincidían con asombrosa exactitud. Nadie podía dudar, después de esto, de la validez o utilidad de la tabla periódica.
Los nuevos elementos por grupos
El sistema de Mendeleiev aún tenía que resistir el impacto del descubrimiento de nuevos elementos adicionales, para los que podría, o no podría, encontrarse sitio en la tabla periódica.
Ya en 1794, por ejemplo, el químico finlandés Johan Gadolin (1760-1852) había descubierto un nuevo óxido metálico (o tierra) en un mineral obtenido de la cantera de Ytterby, cerca de Estocolmo, Suecia. Como la nueva tierra era mucho menos corriente que otras como la sílice, caliza y magnesia, se le dio el nombre de tierra rara. Gadolin llamó a su óxido iterbio, por la cantera de procedencia; quince años después, se obtuvo el elemento iterbio. Los minerales de tierras raras se analizaron a mediados del siglo xix y se averiguó que contenían todo un grupo de elementos, los llamados tierras raras. El químico sueco Carl Gustav Mosander (1797-1858), por ejemplo, descubrió no menos de cuatro tierras raras a finales de los años 30 y comienzo de los 40 del pasado siglo. Eran el lantano, erbio, terbio y didimio. En realidad eran cinco, puesto que cuarenta años después, en 1885, el químico austríaco Carl Auer, Barón von Welsbach (1858-1929), halló que el didimio era una mezcla de dos elementos, que llamó praseodimio y neodimio. Lecoq de Boisbaudran descubrió otros dos, el samario, en 1879, y el disprosio en 1886. Cleve también descubrió dos: holmio y tulio, ambos en 1879. Hacia 1907, cuando el químico francés Georges Urbain (1872-1938) descubrió la tierra rara lutecio, se había descubierto ya un total de catorce de tales elementos.
Las tierras raras poseían propiedades químicas muy similares, y todas tenían una valencia de 3. Cabría suponer que deberían entrar todas en una única columna de la tabla periódica. Pero tal ordenamiento era imposible. Ninguna columna era suficientemente larga para contener catorce elementos. Además, las catorce tierras raras tenían unos pesos atómicos muy próximos. Sobre la base de los pesos atómicos debían colocarse todas ellas en una sola fila horizontal, en un solo período. Podía hacerse sitio para ellas en el sexto período, que era más largo que el cuarto y el quinto, igual que éstos eran más largos que el segundo y el tercero. La similitud en propiedades de las tierras raras permaneció, no obstante, sin explicar hasta 1920 (véase pág. 227). Hasta entonces, esa falta de explicación arrojó ciertas sombras sobre la tabla periódica.
Había otro grupo de elementos cuya existencia era completamente inesperada en tiempo de Mendeleiev, y que no causaron tantos problemas. En realidad, encajaron perfectamente en la tabla periódica.
El conocimiento relativo a ellos llegó con el trabajo del físico inglés John William Strutt, lord Rayleigh (1842-1919), en 1880, quien estaba midiendo con gran cuidado los pesos atómicos del oxígeno, hidrógeno y nitrógeno. En el caso del nitrógeno halló que el peso atómico variaba con la fuente del gas. El nitrógeno del aire parecía tener un peso atómico ligeramente más alto que el nitrógeno de los compuestos del suelo.
Un químico escocés, William Ramsay (1852-1916), se interesó en este problema y recordó que Cavendish (véase página 61), en un experimento olvidado hacía mucho, había tratado de combinar el nitrógeno del aire con el oxígeno. Halló que al final se liberaban unas burbujas de un gas que no podía combinarse con el oxígeno en ninguna circunstancia. Esas burbujas finales podrían no haber sido nitrógeno. ¿Sería que el nitrógeno, tal como se extrae normalmente del aire, contiene otro gas levemente más denso a modo de impureza, y que fuese ese gas el que hacía que el nitrógeno del aire pareciese un poco más pesado de lo que cabría esperar?
En 1894, Ramsay repitió el experimento de Cavendish y aplicó unos instrumentos analíticos que éste no poseía. Ramsay calentó las burbujas finales de gas que no podía reaccionar, y estudió las líneas luminosas de su espectro. Las líneas más fuertes estaban en posiciones que coincidían con las de un elemento desconocido. Se trataba en consecuencia de un nuevo gas, más denso que el nitrógeno, que constituía alrededor del 1 por 100 del volumen de la atmósfera. Era químicamente inerte y no se le podía hacer reaccionar con ningún otro elemento, así que fue denominado argón, de la palabra griega que significa «inerte».
El argón resultó tener un peso atómico justo por debajo de 40. Esto significaba que debía encajarse en alguna parte de la tabla periódica hacia la región de los siguientes elementos: azufre (peso atómico 32), cloro (peso atómico 35,5), potasio (peso atómico 39) y calcio (peso atómico justo por encima de 40).
Si el peso atómico del argón fuese la sola condición a tener en cuenta, el nuevo elemento debería haber ido entre el potasio y el calcio. Pero Mendeleiev había establecido el principio de que la valencia era más importante que el peso atómico (véase pág. 140). Ya que el argón no se combinaba con ningún elemento, podía decirse que tenía una valencia de 0. ¿Cómo encajar esto?
La valencia del azufre es 2, la del cloro 1, la del potasio 1, y la del calcio 2. La progresión de la valencia en esa región de la tabla periódica es 2,1,1,2. Una valencia de 0 encajaría claramente entre los dos unos: 2,1,0,1,2. Por tanto el argón no podía existir solo. Tenía que haber una familia de gases inertes, cada uno de ellos con una valencia de 0. Tal familia encajaría limpiamente entre la columna que contiene los halógenos (cloro, bromo, etc.) y la de los metales alcalinos (sodio, potasio, etcétera), todos ellos con una valencia de 1.
Ramsay empezó a investigar. En 1895 supo que en los Estados Unidos se habían obtenido muestras de un gas (que se había tomado por nitrógeno) a partir de un mineral de uranio. Ramsay repitió el trabajo y halló que el gas, examinado al espectroscopio, mostraba líneas que no pertenecían ni al nitrógeno ni al argón. Lo más sorprendente era que en lugar de ellos se trataba de las líneas que había observado en el espectro solar el astrónomo francés Pierre Jules César Janssen (1824-1907) durante un eclipse solar ocurrido en 1868. En aquel entonces, el astrónomo inglés Joseph Norman Lockyer (1836-1920) las había atribuido a un nuevo elemento que denominó helio, de la palabra griega que significa Sol.
Los químicos habían prestado en general poca atención en aquel tiempo al descubrimiento de un elemento desconocido en el Sol, basado en una prueba tan frágil como la espectroscopia. Pero el trabajo de Ramsay demostró que ese mismo elemento existía en la Tierra, y mantuvo el nombre dado por Lockyer. El helio es el más ligero de los gases nobles, y, después del hidrógeno, el elemento de menor peso atómico.
En 1898, Ramsay hirvió aire líquido cuidadosamente buscando muestras de gases inertes, que él esperaba burbujeasen primero. Encontró tres, que llamó neón («nuevo»), criptón («oculto») y xenón («extranjero»).
Los gases inertes fueron considerados al principio como mera curiosidad, de interés solamente para químicos encerrados en su torre de marfil. Pero en investigaciones que comenzaron en 1910, el químico francés Georges Claude (1870-1960) mostró que una corriente eléctrica forzada a través de ciertos gases como el neón producía una luz suave y coloreada.
Los tubos llenos con dicho gas podían moldearse formando las letras del alfabeto, palabras o dibujos. En la década de 1940 las bombillas de luz incandescente de la celebrada Great White Way y otros centros de diversión semejantes de la ciudad de Nueva York fueron reemplazadas por luces de neón.
8. La tabla periódica
Los elementos en desorden
Hay un curioso paralelismo entre las historias de la química orgánica y de la inorgánica, a lo largo del siglo xix. Las primeras décadas del siglo pasado contemplaron una desesperante proliferación en el número de compuestos orgánicos, y también en el número de elementos. El tercer cuarto de siglo vio el mundo de los compuestos orgánicos puesto en orden, gracias a las fórmulas estructurales de Kekulé. También vio ordenado el mundo de los elementos, y al menos parte del mérito de ambos cambios se debió a determinada reunión internacional de químicos.
Pero empecemos con el desorden existente a comienzos de siglo.
El descubrimiento de nuevos elementos, además de los nueve conocidos por los antiguos y los cuatro estudiados por los alquimistas medievales, se ha mencionado en el capitulo 4. Los elementos gaseosos, nitrógeno, hidrógeno, oxígeno y cloro, habían sido descubiertos todos ellos en el siglo xviii. Y lo mismo los metales cobalto, platino, níquel, manganeso, tungsteno, molibdeno, uranio, titanio y cromo.
En la primera década del siglo xix se añadieron a la lista no menos de catorce nuevos elementos. Entre los químicos ya mencionados en este libro, Davy había aislado al menos seis por medio de la electrólisis (véase página 97). Guy-Lussac y Thénard habían aislado boro; Wollaston había aislado paladio y rodio, mientras que Berzelius había descubierto el cerio.
El químico inglés Smithson Tennant (1761-1815), para el que Wollaston había trabajado como ayudante, descubrió también el osmio y el iridio. Otro químico inglés, Charles Hatchett (aproximadamente 1765-1847), aisló el colombio (ahora llamado oficialmente niobio), mientras que el químico sueco Anders Gustaf Ekeberg (1767-1813) descubrió el tántalo.
El impulso en las décadas sucesivas no fue tan fuerte, pero el número de elementos continuó en aumento. Berzelius, por ejemplo, descubrió cuatro elementos más: selenio, silicio, circonio y torio. Luis Nicolas Vauquelin, en 1797, descubrió el berilio.
Hacia 1830 se conocían cincuenta y cinco elementos diferentes, un buen paso desde los cuatro elementos de la antigua teoría. De hecho, el número era demasiado grande para no inquietar a los químicos. Los elementos variaban extensamente en sus propiedades, y parecía existir poco orden entre ellos. ¿Por qué había tantos? Y ¿cuántos más quedaban todavía por descubrir? ¿Diez? ¿Cien? ¿Mil? ¿Un número infinito?
Era tentador buscar un orden en el conjunto de los elementos ya conocidos. Quizá de esta manera podría encontrarse alguna razón que explicase su número, y alguna manera de justificar la variación de las propiedades que poseían.
El primero en captar un atisbo de orden fue el químico alemán Johann Wolfgang Dóbereiner (1780-1849). En 1829 observó que el elemento bromo, descubierto tres años antes por el químico francés Antoine Jéróme Balard (1802-76), parecía tener propiedades que estaban justo a mitad de camino entre las del cloro y las del yodo. (El yodo había sido descubierto por otro químico francés, Bernard Courtois [1777-1838], en 1811.) El cloro, bromo y yodo no sólo mostraban una progresiva gradación en propiedades como color y reactividad, sino que el peso atómico del bromo parecía estar justo a medio camino entre los del cloro y el yodo. ¿Sería una coincidencia?
Dóbereiner llegó a encontrar otros dos grupos de tres elementos que exhibían claras gradaciones de propiedades: calcio, estroncio y bario; y azufre, selenio y teluro. En ambos grupos el peso atómico del segundo elemento estaba a mitad de camino entre los de los otros dos. ¿Se trataba de una nueva coincidencia?
Dóbereiner llamó a estos grupos «tríadas», y buscó otras infructuosamente. El hecho de que cinco sextas partes de los elementos conocidos no pudieran colocarse en ninguna tríada hizo que los químicos decidieran que los hallazgos de Dóbereiner eran mera coincidencia. Además, el modo en que los pesos atómicos encajaban con las propiedades químicas entre los elementos de las tríadas de Dóbereiner no impresionó generalmente a los químicos. En la primera mitad del siglo xix, los pesos atómicos tendían a subestimarse. Resultaban convenientes para hacer cálculos químicos, pero no parecía haber ninguna razón para usarlos en la confección de listas de elementos, por ejemplo.
Incluso era dudoso que los pesos atómicos fueran útiles en los cálculos químicos. Algunos químicos no distinguían con detalle el peso atómico del peso molecular; otros no distinguían entre peso atómico y peso equivalente. Así, el peso equivalente del oxígeno es 8 (véase pág. 84), su peso atómico es 16, y el peso molecular 32. En los cálculos químicos, el peso equivalente, 8, es el más socorrido; ¿por qué usar entonces el número 16 para colocar al oxígeno en la lista de los elementos?
Esta confusión entre peso equivalente, peso atómico y peso molecular extendió su influencia desorganizadora no sólo a la cuestión de la lista de elementos, sino al estudio de la química en general. Los desacuerdos sobre los pesos relativos que debían atribuirse a los diferentes átomos condujeron a desacuerdos sobre el número de átomos de cada elemento que había en una molécula dada.
Kekulé, poco después de haber publicado sus sugerencias conducentes a las fórmulas estructurales, se dio cuenta de que esta idea quedaría en nada si los químicos no se ponían de acuerdo, para empezar, acerca de las fórmulas empíricas. Por lo tanto propuso una conferencia de químicos importantes de toda Europa para discutir el asunto. Como resultado de ello se convocó la primera reunión científica internacional de la historia. Se llamó Primer Congreso Internacional de Química y se reunió en 1860 en la ciudad de Karlsruhe, en Alemania.
Asistieron ciento cuarenta delegados, entre los que se hallaba el químico italiano Stanislao Cannizzaro (1826-1910). Dos años antes, Cannizzaro había topado con el trabajo de su compatriota Avogadro (véase pág. 90). Comprendió que la hipótesis de Avogadro podía utilizarse para distinguir entre peso atómico y peso molecular de los elementos gaseosos importantes, y que esta distinción serviría para aclarar la cuestión de los pesos atómicos de los elementos en general. Además, comprendió la importancia de distinguir cuidadosamente el peso atómico del peso equivalente.
En el Congreso hizo una gran exposición del tema, y a continuación distribuyó copias de un folleto en el que explicaba con detalle sus argumentos. Lenta y laboriosamente, sus opiniones ganaron adeptos en el mundo de la química. A partir de entonces, se clarificó la cuestión del peso atómico, y se apreció la importancia de la tabla de pesos atómicos de Berzelius (véase pág. 92).
Para la química orgánica, este desarrollo significaba que los científicos podían ahora entenderse sobre las fórmulas empíricas y seguir añadiendo detalles a la fórmula estructural, primero en dos dimensiones y después en tres. La forma en que esto se llevó a cabo ha sido descrita en el capítulo anterior.
Para la química inorgánica los resultados fueron igualmente fructíferos, dado que ahora existía un orden racional para ordenar los elementos según su peso atómico creciente. Una vez hecho esto, los químicos podrían mirar la tabla periódica con nuevos ojos.
La organización de los elementos
En 1864, el químico inglés John Alexander Reina Newlands (1837-98) ordenó los elementos conocidos según sus pesos atómicos crecientes, y observó que esta ordenación también colocaba las propiedades de los elementos en un orden, al menos parcial (ver fig. 13). Al disponer los elementos en columnas verticales de siete, los que eran semejantes tendían a quedar en la misma fila horizontal. Así, el potasio quedó cerca del sodio muy semejante a él; el selenio quedó en la misma línea que el azufre, muy parecido; el calcio próximo al magnesio, y así sucesivamente. Y efectivamente, las tres tríadas de Dóbereiner se hallaban en dichas filas.
Newlands llamó a esto la ley de las octavas (en música, siete notas forman una octava, siendo la octava nota casi un duplicado de la primera y principio de una nueva octava). Desgraciadamente, mientras unas filas de esta tabla contenían elementos semejantes, otras contenían elementos enormemente dispares. Los demás químicos pensaron que lo que Newlands trataba de demostrar era más una coincidencia que algo significativo. No pudo conseguir que su trabajo fuese publicado.
Dos años antes, el geologo francés Alexandre Emile Beguyer de Chancourtois (1820-86) también había ordenado los elementos según su peso atómico creciente y los había distribuido en una especie de gráfico cilindrico. También aquí los elementos semejantes tendían a coincidir en columnas verticales. Publicó su trabajo, pero no su gráfico, y sus estudios pasaron también inadvertidos (véase figura 14).
Más éxito tuvo el químico alemán Julius Lothar Meyer (1830-95). Meyer consideró el volumen ocupado por determinados pesos fijos de los diversos elementos. En tales condiciones, cada peso contenía el mismo número de átomos de su elemento. Esto significaba que la razón de los volúmenes de los diversos elementos era equivalente a la razón de los volúmenes de los átomos simples que componían a dichos elementos. Así, pues, se podía hablar de volúmenes atómicos.
Al representar los volúmenes atómicos de los elementos en función de los pesos atómicos, se obtenían una serie de ondas que alcanzaban valores máximos en los metales alcalinos: sodio, potasio, rubidio y cesio. Cada descenso y subida a un máximo o mínimo correspondería a un período en la tabla de elementos. En cada período, también descendían y subían otras propiedades físicas, además del volumen atómico (véase figura 15).
El hidrógeno, el primero de la lista de elementos (porque tiene el peso atómico más bajo), es un caso especial, y puede considerarse que constituye él solo el primer período. El segundo y tercer periodos de la tabla de Meyer comprendían siete elementos cada uno, y repetían la ley de Newlands de las octavas. Sin embargo, las dos ondas siguientes comprendían más de siete elementos, y esto demostraba claramente que Newlands había cometido un error. No se podía forzar a que la ley de las octavas se cumpliese estrictamente a lo largo de toda la tabla de elementos, con siete elementos en cada fila horizontal. Los últimos períodos tenían que ser más largos que los primeros.
Meyer publicó su trabajo en 1870, pero llegó demasiado tarde. Un año antes, el químico ruso Dimitri Ivanovich Mendeleiev (1834-1907) había descubierto también el cambio en la longitud de los períodos de los elementos, pasando luego a demostrar las consecuencias de manera particularmente espectacular.
Mendeleiev estaba escribiendo su tesis en Alemania en la época en que se celebró el Congreso de Karlsruhe, y fue uno de los que escuchó y oyó a Cannizzaro sus opiniones sobre el peso atómico. De vuelta a Rusia, comenzó también él a estudiar la lista de elementos según su peso atómico creciente.
Mendeleiev atacó las cuestiones desde el punto de vista de la valencia (véase pág. 116). Observó que los primeros elementos de la lista mostraban un cambio progresivo en sus valencias. Es decir, el hidrógeno tenía una valencia de 1, el litio de 1, el berilio de 2, el boro de 3, el carbono de 4, el nitrógeno de 3, el azufre de 2, el flúor de 1, el sodio de 1, el magnesio de 2, el aluminio de 3, el silicio de 4, el fósforo de 3, el oxígeno de 2, el cloro de 1, y así sucesivamente.
La valencia subía y bajaba estableciendo períodos: en primer lugar, el hidrógeno solo; después, dos períodos de siete elementos cada uno; a continuación, períodos que contenían más de siete elementos. Mendeleiev utilizó su información para construir no un gráfico, como Meyer y Beguyer de Chancourtois habían hecho, sino una tabla como la de Newlands.
Dicha tabla periódica de elementos era más clara y llamativa que un gráfico, y Mendeleiev evitó el error de Newlands de insistir en la repetición de períodos iguales.
Mendeleiev publicó su tabla en 1869, un año antes de que Meyer publicase su trabajo (véase figura 16). Pero la razón de que la mayor parte del mérito en el descubrimien to de la tabla periódica se le haya atribuido a él y no a los demás contribuyentes, no es sólo una cuestión de prioridad, sino que reside en el uso espectacular que Mendeleiev hizo de su tabla.
Con el fin de que los elementos cumpliesen la condición de tener la misma valencia cuando estuviesen en una columna determinada, Mendeleiev se vio obligado en uno o dos casos a colocar un elemento de peso atómico ligeramente superior delante de otro de peso atómico inferior. Así, el teluro (peso atómico 17,6, valencia 2) tuvo que colocarlo delante del yodo (peso atómico 126,9, valencia 1) con el fin de mantener el teluro en la columna de valencia 2 y el yodo en la columna de valencia l1.
Por si esto fuera poco, descubrió que era necesario dejar huecos enteros en su tabla. En lugar de considerar estos huecos como imperfecciones de la tabla, Mendeleiev los tomó intrépidamente como representantes de elementos todavía no descubiertos.
En 1871 se fijó de modo especial en tres huecos: los que quedaban junto a los elementos boro, aluminio y silicio en la tabla, tal como se había modificado aquel año. Llegó incluso a dar nombres a los elementos desconocidos, que -insistió- correspondían a aquellos huecos: eka-boro, eka-aluminio, eka-silicio («eka» es la palabra sánscrita que significa «uno»). También predijo varias propiedades de tales elementos, estimando que la predicción debía hacerse a partir de las propiedades de los elementos situados encima y debajo de los huecos de la tabla, siguiendo y completando así el razonamiento de Dobereiner.
El mundo de la química seguía siendo escéptico, y quizá hubiese continuado siéndolo si las audaces predicciones de Mendeleiev no se hubiesen verificado de modo espectacular. Este hecho se debió en primer lugar al uso de un nuevo instrumento químico: el espectroscopio.
Rellenando los huecos
En 1814, un óptico alemán, Joseph von Fraunhofer (1787-1826), estaba experimentando los excelentes prismas que él mismo fabricaba. Hacía que la luz pasase primero a través de una rendija, y a continuación a través de sus prismas tringulares de vidrio. Halló que la luz formaba un espectro de colores, cruzado por una serie de líneas oscuras. Contó unas seiscientas de estas líneas, anotando cuidadosamente sus posiciones.
Estas líneas estaban destinadas a proporcionar una sorprendente información a finales de la década de 1850, gracias al físico alemán Gustav Robert Kirchhoff (1824-87), trabajando en colaboración con el químico alemán Robert Wilhelms Bunsen (1811 -99).
La fuente básica de luz que usaban era el mechero Bunsen, inventado por Bunsen y conocido desde entonces por cualquier estudiante que se inicia en el laboratorio químico. Este ingenio quema una mezcla de gas y aire para producir una llama caliente y escasamente luminosa. Cuando Kirchhoff colocó cristales de diversos compuestos en la llama, ardieron con luz de diferentes colores. Al pasar esta luz a través del prisma se separaba en líneas luminosas.
Cada elemento, mostró Kirchhoff, produce un modelo característico de líneas luminosas cuando se calienta hasta la incandescencia, un modelo que es diferente del de cualquier otro elemento. Kirchhoff había inventado así un método de obtener la «huella dactilar» de cada elemento por la luz que producía al calentarlo. Una vez que los elementos fueron identificados, pudo dar la vuelta a su razonamiento y deducir los elementos de un cristal desconocido a partir de las líneas brillantes del espectro producido por éste. El ingenio utilizado para analizar los elementos de esta manera se llamó espectroscopio.
Como sabemos en la actualidad, la luz se produce como resultado de ciertos fenómenos que ocurren dentro del átomo. En cada tipo de átomo este fenómeno se da de un modo particular. Por lo tanto, cada elemento emitirá luz de una cierta longitud de onda y no de otra.
Al incidir luz sobre vapor, esos mismos fenómenos que tienen lugar dentro de los átomos del vapor ocurren a la inversa. La luz de cierta longitud de onda es entonces absorbida en vez de emitida. Es más, puesto que en ambos casos están implicados los mismos fenómenos (en un sentido en un caso, en sentido contrario en el otro), las longitudes de onda de la luz absorbida por el vapor en un conjunto de condiciones determinado son exactamente las mismas que las que ese vapor particular emitiría bajo otro conjunto de condiciones.
Las líneas oscuras del espectro de la luz solar eran debidas muy probablemente a la absorción de la luz del cuerpo incandescente del Sol por los gases de su relativamente fría atmósfera. Los vapores de la atmósfera solar absorbían luz, y de la posición de las líneas oscuras resultantes podría deducirse qué elementos estaban presentes en la atmósfera solar.
El espectroscopio se usó para mostrar que el Sol (así como las estrellas y el material gaseoso interestelar) estaba formado por elementos idénticos a los de la Tierra. Esta conclusión desbarató finalmente la creencia de Aristóteles (véase pág. 21) de que los cuerpos celestes estaban hechos de sustancias de naturaleza distinta a aquellas de las que está formada la Tierra.
El espectroscopio ofrecía un nuevo y poderoso método para la detección de nuevos elementos. Si un mineral incandescente revelaba líneas espectrales pertenecientes a un elemento no conocido, parecía razonable suponer que estaba en juego un elemento nuevo.
Bunsen y Kirchhoff comprobaron hábilmente esta suposición cuando, en 1860, examinaron un mineral con líneas espectrales desconocidas y empezaron a estudiarlo por si se trataba de un nuevo elemento. Encontraron el elemento y probaron que era un metal alcalino, relacionado en sus propiedades con el sodio y el potasio. Lo llamaron cesio, del vocablo latino que significa «azul cielo», debido al color de la línea más prominente de su espectro. En 1861 repitieron su triunfo al descubrir otro metal alcalino más, el rubidio, de la palabra latina que significa rojo, de nuevo por el color de la línea del espectro.
Otros químicos empezaron a hacer uso de esta nueva herramienta. Uno de ellos fue el químico francés Paul Emile Lecoq de Boisbaudran (1838-1912), que pasó quince años estudiando los minerales de su Pirineo natal por medio del espectroscopio. En 1875 rastreó ciertas líneas desconocidas y halló un nuevo elemento en el mineral de cinc. Lo llamó galio, de Galia (Francia).
Algún tiempo después preparó una cantidad suficiente del nuevo elemento para estudiar sus propiedades. Mendeleiev leyó la comunicación de Lecoq de Boisbaudran e inmediatamente señaló que el nuevo elemento no era sino su propio eka-aluminio. Una investigación posterior confirmó la identificación; la predicción de Mendeleiev de las propiedades del eka-aluminio correspondía en todo a las del galio.
Los otros dos elementos predichos por Mendeleiev se encontraron por medio de viejas técnicas. En 1879, un químico sueco, Lars Fredrick Nilson (1840-99), descubrió un nuevo elemento al que llamó escandio (de Escandinavia). Cuando sus propiedades fueron publicadas, uno de los colegas de Nilson, el químico sueco Per Theodor Cleve (1840-1905), señaló inmediatamente su parecido con la descripción del eka-boro de Mendeleiev.
Por último, en 1866, un químico alemán, Clemens Alexander Winkler (1838-1904), analizando un mineral de plata, halló que todos los elementos conocidos que contenía alcanzaban solamente el 93 por 100 de su peso. Investigando el restante 7 por 100, encontró un nuevo elemento que llamó germanio (de Alemania). Éste venía a ser el eka-silicio de Mendeleiev.
Así, dentro de los quince años siguientes a la descripción por Mendeleiev de tres elementos desconocidos, todos habían sido descubiertos y se halló que sus descripciones coincidían con asombrosa exactitud. Nadie podía dudar, después de esto, de la validez o utilidad de la tabla periódica.
Los nuevos elementos por grupos
El sistema de Mendeleiev aún tenía que resistir el impacto del descubrimiento de nuevos elementos adicionales, para los que podría, o no podría, encontrarse sitio en la tabla periódica.
Ya en 1794, por ejemplo, el químico finlandés Johan Gadolin (1760-1852) había descubierto un nuevo óxido metálico (o tierra) en un mineral obtenido de la cantera de Ytterby, cerca de Estocolmo, Suecia. Como la nueva tierra era mucho menos corriente que otras como la sílice, caliza y magnesia, se le dio el nombre de tierra rara. Gadolin llamó a su óxido iterbio, por la cantera de procedencia; quince años después, se obtuvo el elemento iterbio. Los minerales de tierras raras se analizaron a mediados del siglo xix y se averiguó que contenían todo un grupo de elementos, los llamados tierras raras. El químico sueco Carl Gustav Mosander (1797-1858), por ejemplo, descubrió no menos de cuatro tierras raras a finales de los años 30 y comienzo de los 40 del pasado siglo. Eran el lantano, erbio, terbio y didimio. En realidad eran cinco, puesto que cuarenta años después, en 1885, el químico austríaco Carl Auer, Barón von Welsbach (1858-1929), halló que el didimio era una mezcla de dos elementos, que llamó praseodimio y neodimio. Lecoq de Boisbaudran descubrió otros dos, el samario, en 1879, y el disprosio en 1886. Cleve también descubrió dos: holmio y tulio, ambos en 1879. Hacia 1907, cuando el químico francés Georges Urbain (1872-1938) descubrió la tierra rara lutecio, se había descubierto ya un total de catorce de tales elementos.
Las tierras raras poseían propiedades químicas muy similares, y todas tenían una valencia de 3. Cabría suponer que deberían entrar todas en una única columna de la tabla periódica. Pero tal ordenamiento era imposible. Ninguna columna era suficientemente larga para contener catorce elementos. Además, las catorce tierras raras tenían unos pesos atómicos muy próximos. Sobre la base de los pesos atómicos debían colocarse todas ellas en una sola fila horizontal, en un solo período. Podía hacerse sitio para ellas en el sexto período, que era más largo que el cuarto y el quinto, igual que éstos eran más largos que el segundo y el tercero. La similitud en propiedades de las tierras raras permaneció, no obstante, sin explicar hasta 1920 (véase pág. 227). Hasta entonces, esa falta de explicación arrojó ciertas sombras sobre la tabla periódica.
Había otro grupo de elementos cuya existencia era completamente inesperada en tiempo de Mendeleiev, y que no causaron tantos problemas. En realidad, encajaron perfectamente en la tabla periódica.
El conocimiento relativo a ellos llegó con el trabajo del físico inglés John William Strutt, lord Rayleigh (1842-1919), en 1880, quien estaba midiendo con gran cuidado los pesos atómicos del oxígeno, hidrógeno y nitrógeno. En el caso del nitrógeno halló que el peso atómico variaba con la fuente del gas. El nitrógeno del aire parecía tener un peso atómico ligeramente más alto que el nitrógeno de los compuestos del suelo.
Un químico escocés, William Ramsay (1852-1916), se interesó en este problema y recordó que Cavendish (véase página 61), en un experimento olvidado hacía mucho, había tratado de combinar el nitrógeno del aire con el oxígeno. Halló que al final se liberaban unas burbujas de un gas que no podía combinarse con el oxígeno en ninguna circunstancia. Esas burbujas finales podrían no haber sido nitrógeno. ¿Sería que el nitrógeno, tal como se extrae normalmente del aire, contiene otro gas levemente más denso a modo de impureza, y que fuese ese gas el que hacía que el nitrógeno del aire pareciese un poco más pesado de lo que cabría esperar?
En 1894, Ramsay repitió el experimento de Cavendish y aplicó unos instrumentos analíticos que éste no poseía. Ramsay calentó las burbujas finales de gas que no podía reaccionar, y estudió las líneas luminosas de su espectro. Las líneas más fuertes estaban en posiciones que coincidían con las de un elemento desconocido. Se trataba en consecuencia de un nuevo gas, más denso que el nitrógeno, que constituía alrededor del 1 por 100 del volumen de la atmósfera. Era químicamente inerte y no se le podía hacer reaccionar con ningún otro elemento, así que fue denominado argón, de la palabra griega que significa «inerte».
El argón resultó tener un peso atómico justo por debajo de 40. Esto significaba que debía encajarse en alguna parte de la tabla periódica hacia la región de los siguientes elementos: azufre (peso atómico 32), cloro (peso atómico 35,5), potasio (peso atómico 39) y calcio (peso atómico justo por encima de 40).
Si el peso atómico del argón fuese la sola condición a tener en cuenta, el nuevo elemento debería haber ido entre el potasio y el calcio. Pero Mendeleiev había establecido el principio de que la valencia era más importante que el peso atómico (véase pág. 140). Ya que el argón no se combinaba con ningún elemento, podía decirse que tenía una valencia de 0. ¿Cómo encajar esto?
La valencia del azufre es 2, la del cloro 1, la del potasio 1, y la del calcio 2. La progresión de la valencia en esa región de la tabla periódica es 2,1,1,2. Una valencia de 0 encajaría claramente entre los dos unos: 2,1,0,1,2. Por tanto el argón no podía existir solo. Tenía que haber una familia de gases inertes, cada uno de ellos con una valencia de 0. Tal familia encajaría limpiamente entre la columna que contiene los halógenos (cloro, bromo, etc.) y la de los metales alcalinos (sodio, potasio, etcétera), todos ellos con una valencia de 1.
Ramsay empezó a investigar. En 1895 supo que en los Estados Unidos se habían obtenido muestras de un gas (que se había tomado por nitrógeno) a partir de un mineral de uranio. Ramsay repitió el trabajo y halló que el gas, examinado al espectroscopio, mostraba líneas que no pertenecían ni al nitrógeno ni al argón. Lo más sorprendente era que en lugar de ellos se trataba de las líneas que había observado en el espectro solar el astrónomo francés Pierre Jules César Janssen (1824-1907) durante un eclipse solar ocurrido en 1868. En aquel entonces, el astrónomo inglés Joseph Norman Lockyer (1836-1920) las había atribuido a un nuevo elemento que denominó helio, de la palabra griega que significa Sol.
Los químicos habían prestado en general poca atención en aquel tiempo al descubrimiento de un elemento desconocido en el Sol, basado en una prueba tan frágil como la espectroscopia. Pero el trabajo de Ramsay demostró que ese mismo elemento existía en la Tierra, y mantuvo el nombre dado por Lockyer. El helio es el más ligero de los gases nobles, y, después del hidrógeno, el elemento de menor peso atómico.
En 1898, Ramsay hirvió aire líquido cuidadosamente buscando muestras de gases inertes, que él esperaba burbujeasen primero. Encontró tres, que llamó neón («nuevo»), criptón («oculto») y xenón («extranjero»).
Los gases inertes fueron considerados al principio como mera curiosidad, de interés solamente para químicos encerrados en su torre de marfil. Pero en investigaciones que comenzaron en 1910, el químico francés Georges Claude (1870-1960) mostró que una corriente eléctrica forzada a través de ciertos gases como el neón producía una luz suave y coloreada.
Los tubos llenos con dicho gas podían moldearse formando las letras del alfabeto, palabras o dibujos. En la década de 1940 las bombillas de luz incandescente de la celebrada Great White Way y otros centros de diversión semejantes de la ciudad de Nueva York fueron reemplazadas por luces de neón.
GENERAL Y 4º ESO DIVER: Los secretos de una dieta sana
En este monográfico se explican todos los requisitos que debe cumplir nuestra dieta para ser saludable.
GENERAL: Mujeres científicas
En esta semana tan importante en las reivindicaciones por la igualdad entre hombres y mujeres, ahí va un homenaje a mujeres científicas que han brillado a lo largo de la historia.
Barbara McClintock en su laboratorio en una imagen de 1947 | NIH
'Científicas invisibles'
Barbara McClintock en su laboratorio en una imagen de 1947 | NIH"No se puede alcanzar la democracia y una paz duradera en el mundo hasta que las mujeres no obtengan las mismas oportunidades que los hombres para influir en el desarrollo social a todos los niveles". Éste fue el argumento del Comité Nobel de Noruega cuando anunció el nombre de las ganadoras del premio de la Paz de este año. Tres mujeres distinguidas por su "lucha no violenta por la seguridad de las mujeres y por los derechos de las mujeres".
No importa cuántas veces se repita la palabra 'mujer', la brecha entre sexos no se estrecha utilizando estas cinco letras. Hace falta educar, hacen falta oportunidades, recursos, reconocimiento, acabar con la discriminación y sacudirse el polvo machista que tanto pesa en los hombros de muchas mujeres y niñas.
Cuatro siglos después, la situación educativa ha mejorado, sobre todo en el primer mundo. Pero, ¿ha desaparecido el machismo de todas las esferas de la vida? Muchos datos sugieren que no. Por ejemplo, la paridad en el alumnado y entre los profesionales de la medicina no se refleja, sin embargo, en los puestos de responsabilidad, los premios de fin de carrera o la firma de las publicaciones científicas.
"Considerando que todavía no se han superado las actitudes discriminatorias hacia la mujer invesigadora, RUVID [la Red de Universidades Valenciana para el fomento de la Investigación, el Desarrollo y la Innovación] ha querido rendir homenaje a través de esta iniciativa a las científicas que han marcado un antes y un después en la sociedad gracias a su trabajo e iniciativa".
Esto es lo que ha motivado la exposición 'Científicas Invisibles', organizada por la RUVID en colaboración con numerosas instituciones como el Ministerio de Educación y Ciencia o la FECYT (Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología). Las retratadas son mujeres que han destacado en el campo de la Medicina, la Biología, las Matemáticas o la Informática. Sin embargo, más allá de Marie Curie, pocos nombres resultan familiares, a pesar de que el trabajo de sus 'dueñas' les valiera incluso un Nobel.
Pero a su lado figuran otras investigadoras cuyas aportaciones a la ciencia han sido igualmente importantes pero cuya fama a duras penas ha traspasado el umbral de la puerta de su laboratorio. Como Barbara McClintock, que en 1951 realizó el descubrimiento más importante en genética desde Mendel. Esta bióloga, nacida en 1902 en EEUU, observó por primera vez la existencia de los 'genes saltarines' o transposones, cuya importancia sólo se valoró muchos años después. En 1983, le dieron el Nobel de Fisiología.
Si miramos el palmarés de estos premios, McClintock es una afortunada. En 110 años de historia, 43 mujeres han recibido 44 veces este honor. Si nos fijamos sólo en las categorías científicas, las cifras se reducen a 14 investigadoras y 15 menciones.
Lise MeitnerUna de las grandes injusticias históricas quizá sea la de Lise Meitner, cuyo nombre es algo más conocido por la 'publicidad' que le dio Albert Einstein que dijo de ella: "Su cabeza es aún mejor que la de madame Curie". Meitner (Viena, 1878) y Otto Hahn descubrieron la fisión nuclear. Lamentablemente, él fue el único que recibió el prestigioso galardón, en 1945.
Junto ella, también figura en la lista de científicas olvidadas la astrofísica Jocelyn Bell, que elaboró la teoría de la existencia de los púlsares (un tipo de astros) mientras que estudiaba el doctorado en el laboratorio de Anthony Hewish en la Universidad de Cambridge (EEUU). Una vez más, el Nobel esquivó a la mujer y recayó sobre el supervisor de su tesis.
Hoy en día, la situación ha mejorado pero la brecha aún existe. Las razones por las que el sexo femenino sigue estando poco representado en los puestos de más responsabilidad parecen haber virado hacia un plano más personal. Las decisiones individuales, tomadas libremente u obligadas por la sociedad, limitan la progresión profesional de las científicas. Pero esto, por sí sólo, no explica el lastre que arrastran en su carrera las mujeres.
No importa cuántas veces se repita la palabra 'mujer', la brecha entre sexos no se estrecha utilizando estas cinco letras. Hace falta educar, hacen falta oportunidades, recursos, reconocimiento, acabar con la discriminación y sacudirse el polvo machista que tanto pesa en los hombros de muchas mujeres y niñas.
Un homenaje a las mentes más brillantes
"Por naturaleza, las mujeres tenemos la misma capacidad de comprensión que los hombres, siempre que se nos críe en colegios donde puedan madurar nuestros cerebros", decía Margaret Cavendish, poetisa y científica inglesa que vivió en el siglo XVII. La Duquesa de Newcastle sabía de lo que hablaba: nunca la aceptaron en la Royal Society de Londres a pesar de que contaba con los méritos necesarios para ello.Cuatro siglos después, la situación educativa ha mejorado, sobre todo en el primer mundo. Pero, ¿ha desaparecido el machismo de todas las esferas de la vida? Muchos datos sugieren que no. Por ejemplo, la paridad en el alumnado y entre los profesionales de la medicina no se refleja, sin embargo, en los puestos de responsabilidad, los premios de fin de carrera o la firma de las publicaciones científicas.
"Considerando que todavía no se han superado las actitudes discriminatorias hacia la mujer invesigadora, RUVID [la Red de Universidades Valenciana para el fomento de la Investigación, el Desarrollo y la Innovación] ha querido rendir homenaje a través de esta iniciativa a las científicas que han marcado un antes y un después en la sociedad gracias a su trabajo e iniciativa".
Esto es lo que ha motivado la exposición 'Científicas Invisibles', organizada por la RUVID en colaboración con numerosas instituciones como el Ministerio de Educación y Ciencia o la FECYT (Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología). Las retratadas son mujeres que han destacado en el campo de la Medicina, la Biología, las Matemáticas o la Informática. Sin embargo, más allá de Marie Curie, pocos nombres resultan familiares, a pesar de que el trabajo de sus 'dueñas' les valiera incluso un Nobel.
Olvidadas y ninguneadas
Claro que el caso de Curie es excepcional: primera mujer Nobel, primera en ganar dos veces el galardón, única persona que lo tiene en dos categorías científicas... Y encima es madre de otra premiada.Pero a su lado figuran otras investigadoras cuyas aportaciones a la ciencia han sido igualmente importantes pero cuya fama a duras penas ha traspasado el umbral de la puerta de su laboratorio. Como Barbara McClintock, que en 1951 realizó el descubrimiento más importante en genética desde Mendel. Esta bióloga, nacida en 1902 en EEUU, observó por primera vez la existencia de los 'genes saltarines' o transposones, cuya importancia sólo se valoró muchos años después. En 1983, le dieron el Nobel de Fisiología.
Si miramos el palmarés de estos premios, McClintock es una afortunada. En 110 años de historia, 43 mujeres han recibido 44 veces este honor. Si nos fijamos sólo en las categorías científicas, las cifras se reducen a 14 investigadoras y 15 menciones.
Lise MeitnerJunto ella, también figura en la lista de científicas olvidadas la astrofísica Jocelyn Bell, que elaboró la teoría de la existencia de los púlsares (un tipo de astros) mientras que estudiaba el doctorado en el laboratorio de Anthony Hewish en la Universidad de Cambridge (EEUU). Una vez más, el Nobel esquivó a la mujer y recayó sobre el supervisor de su tesis.
Hoy en día, la situación ha mejorado pero la brecha aún existe. Las razones por las que el sexo femenino sigue estando poco representado en los puestos de más responsabilidad parecen haber virado hacia un plano más personal. Las decisiones individuales, tomadas libremente u obligadas por la sociedad, limitan la progresión profesional de las científicas. Pero esto, por sí sólo, no explica el lastre que arrastran en su carrera las mujeres.
GENERAL: El cambio climático
Muy interesante, monográfico sobre el cambio climático publicado en el diario El Mundo. ¿Qué es? ¿Cuáles son sus posibles consecuencias? ¿Cómo influye el hombre? ¿Podemos frenarlo?. Por favor leerlo y escribid vuestras opiniones.
Monográfico sobre le cambio climático
Monográfico sobre le cambio climático
miércoles, 16 de noviembre de 2011
4º ESO DIVER: Todo sobre el persimón
En este enlace encontrareis toda la información sobre esta deliciosa fruta, tan de moda en el aula de diversificción:
domingo, 13 de noviembre de 2011
4ºESO BYG: Genoma, el mapa de la vida
Con motivo del décimo aniversario de la secuenciación del genoma humano, el diario El Mundo ha publicado en su edición online un monográfico sobre el ADN y el genoma, en el encontramos de todo, desde lo más básico hasta lo más actual. Es muy recomendable como materia de ampliación de lo que estamos viendo en clase, en especial para aquellos que contempleis la posibilidad de dedicaros profesionalmente a la investigación.
viernes, 11 de noviembre de 2011
4º ESO BYG: Opinen: ¿Qué tiene el cromosoma X que no tenga el Y?
El cromosoma X explica las diferencias entre mujeres y hombres
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a investigación, realizada por un consorcio internacional de científicos, muestra que las mujeres son mucho más variables de lo que se pensaba y, con respecto a los genes, son más complejas con los hombres.
"El cromosoma X es definitivamente el más extraordinario en el genoma humano en términos de patrones hereditarios y de su biología única (...) y en términos de vínculo con enfermedades humanas", dijo Mark Ross, del Instituto Wellcome Trust Sanger en Reino Unido, que es el que dirige el consorcio científico.
LAS DIFERENCIAS
Los cromosomas, que se hallan en el núcleo de cada célula, contienen genes que determinan las características de cada individuo. Las mujeres tienen dos cromosomas X, mientras que los hombres portan un cromosoma X y uno Y, lo cual les da las características masculinas.
La investigación, que ha sido publicada en la revista científica Nature, muestra que el cromosoma Y es una versión erosionada del cromosoma X con sólo unos pocos genes.
El cromosoma X es también mucho mayor que el Y. Como las mujeres tienen dos copias del X, uno de ellos está en gran parte desactivado.
Sin embargo, no todos los genes en el cromosoma desactivado dejan de expresarse. Esto podría explicar algunas de las diferencias entre las mujeres y los hombres, según Laura Carrel, de la Escuela Estatal de Medicina de Pensilvania.
La desactivación del cromosoma X también varía ampliamente entre las mujeres.
"Los efectos de estos genes del cromosoma X inactivo podrían explicar algunas diferencias entre hombres y mujeres que no son atribuibles a las hormonas sexuales", expresó Carrel en un comunicado.
Las mutaciones y trastornos genéticos, como la acromatopsia (incapacidad para detectar colores), el autismo y la hemofilia, que están vinculados al cromosoma X, tienden a afectar a los hombres porque no poseen otro X para compensar los fallos.
El cromosoma X también alberga muchos genes vinculados al retraso mental y a un gen mayor, llamado DMD, en el genoma humano.
Las mutaciones en el DMD causan la distrofia muscular de Duchenne, una enfermedad mortal y causante de la discapacidad en los hombres.
"Hay un número desproporcionado de enfermedades conocidas asociadas con el cromosoma X", dijo David Bentley, médico del Instituto Wellcome Trust Sanger. "Al comprobar los errores, podemos comenzar a comprender muchos mejor los procesos biológicos en el cuerpo normal".
"El cromosoma X es definitivamente el más extraordinario en el genoma humano en términos de patrones hereditarios y de su biología única (...) y en términos de vínculo con enfermedades humanas", dijo Mark Ross, del Instituto Wellcome Trust Sanger en Reino Unido, que es el que dirige el consorcio científico.
LAS DIFERENCIAS
Los cromosomas, que se hallan en el núcleo de cada célula, contienen genes que determinan las características de cada individuo. Las mujeres tienen dos cromosomas X, mientras que los hombres portan un cromosoma X y uno Y, lo cual les da las características masculinas.
La investigación, que ha sido publicada en la revista científica Nature, muestra que el cromosoma Y es una versión erosionada del cromosoma X con sólo unos pocos genes.
El cromosoma X es también mucho mayor que el Y. Como las mujeres tienen dos copias del X, uno de ellos está en gran parte desactivado.
Sin embargo, no todos los genes en el cromosoma desactivado dejan de expresarse. Esto podría explicar algunas de las diferencias entre las mujeres y los hombres, según Laura Carrel, de la Escuela Estatal de Medicina de Pensilvania.
La desactivación del cromosoma X también varía ampliamente entre las mujeres.
"Los efectos de estos genes del cromosoma X inactivo podrían explicar algunas diferencias entre hombres y mujeres que no son atribuibles a las hormonas sexuales", expresó Carrel en un comunicado.
Las mutaciones y trastornos genéticos, como la acromatopsia (incapacidad para detectar colores), el autismo y la hemofilia, que están vinculados al cromosoma X, tienden a afectar a los hombres porque no poseen otro X para compensar los fallos.
El cromosoma X también alberga muchos genes vinculados al retraso mental y a un gen mayor, llamado DMD, en el genoma humano.
Las mutaciones en el DMD causan la distrofia muscular de Duchenne, una enfermedad mortal y causante de la discapacidad en los hombres.
jueves, 10 de noviembre de 2011
miércoles, 9 de noviembre de 2011
4º ESO DIVER y GENERAL: Infección alimentaria por Salmonella, cómo se produce y cómo se evita
Toxiinfecciones alimentarias estivales: Salmonella
Hace exactamente una semana todos los periódicos y telediarios de tirada nacional hacían eco de la noticia: 55 personas se veían afectadas por salmonelosis en una romería en San Juan (Alicante) pero, ¿qué es la Salmonella?
La Salmonella es una bacteria que se encuentra habitualmente en el intestino de aves (gallinas, pollos, patos, pavos...), en la superficie de huevos, en granjas avícolas y en su entorno, en animales domésticos y en su entorno, aguas fecales y también en el intestino de los humanos. Una vez que ingerimos Salmonella en cantidad suficiente adquirimos la salmonelosis que cursa principalmente con diarreas, náuseas, vómitos, fiebre y dolores abdominales por un período que varía entre 1 y 7 días.
Una vez que conocemos lo que es la Salmonella, las dos grandes preguntas que nos vienen a la mente son: ¿por qué se ha producido este brote de salmonelosis? y ¿se podría haber evitado?
En esta romería se sirvieron alrededor de 20 tortillas de patatas que presuntamente fueron la causa de la toxiinfección. Estas tortillas fueron donadas por un bar de la zona que después del brote fue sometido a una revisión exhaustiva por parte del personal de Sanidad Pública en busca de algún foco de Salmonella. No obstante, el examen determinó que no existía riesgo y que el bar dispone de todas las medidas de prevención necesarias, así como los permisos pertinentes, según explicaron ayer desde el Ayuntamiento y desde el propio establecimiento, cuyo gerente insistió en que las tortillas se encontraban en perfecto estado.
En este caso probablemente lo que sucedió es que los huevos empleados en las tortillas (como la mayoría de los huevos) llevaban Salmonella en la cáscara y cuando se procedió a romper estos huevos se hizo en el mismo recipiente donde fueron batidos (por lo que entró Salmonella en contacto con la comida). Una vez batidos y mezclados con las patatas se echaron en sartenes y se procedió a hacer las tortillas durante un tiempo y una temperatura que se desconocen pero que ya os digo yo de antemano que fueron insuficientes (sabéis que en cada sitio la tortilla se hace de una manera distinta y en muchos lugares se sirve poco hecha para que tenga una textura más suave). Quiero dejar muy claro que hasta aquí si se hubieran consumido las tortillas en el propio local y en el momento no se habría producido la toxiinfección, porque aunque había Salmonella no estaba en cantidad suficiente para provocar el brote. El problema vino en el transporte hasta la romería que seguramente se hizo en furgonetas normales sin ningún tipo de refrigeración o de mantenimiento de la temperatura y desde la elaboración hasta la hora de la comida da tiempo de sobra a que una pequeña cantidad de Salmonella se transforme en millones de bacterias preparadas para colonizar el intestino de cualquier intrépido que las ingiera.
Como veis ha habido una serie de negligencias que han propiciado el desarrollo y la multiplicación de Salmonella, por lo que se podría haber evitado si se hubieran seguido las siguientes pautas:
La Salmonella es una bacteria que se encuentra habitualmente en el intestino de aves (gallinas, pollos, patos, pavos...), en la superficie de huevos, en granjas avícolas y en su entorno, en animales domésticos y en su entorno, aguas fecales y también en el intestino de los humanos. Una vez que ingerimos Salmonella en cantidad suficiente adquirimos la salmonelosis que cursa principalmente con diarreas, náuseas, vómitos, fiebre y dolores abdominales por un período que varía entre 1 y 7 días.
Una vez que conocemos lo que es la Salmonella, las dos grandes preguntas que nos vienen a la mente son: ¿por qué se ha producido este brote de salmonelosis? y ¿se podría haber evitado?
En esta romería se sirvieron alrededor de 20 tortillas de patatas que presuntamente fueron la causa de la toxiinfección. Estas tortillas fueron donadas por un bar de la zona que después del brote fue sometido a una revisión exhaustiva por parte del personal de Sanidad Pública en busca de algún foco de Salmonella. No obstante, el examen determinó que no existía riesgo y que el bar dispone de todas las medidas de prevención necesarias, así como los permisos pertinentes, según explicaron ayer desde el Ayuntamiento y desde el propio establecimiento, cuyo gerente insistió en que las tortillas se encontraban en perfecto estado.En este caso probablemente lo que sucedió es que los huevos empleados en las tortillas (como la mayoría de los huevos) llevaban Salmonella en la cáscara y cuando se procedió a romper estos huevos se hizo en el mismo recipiente donde fueron batidos (por lo que entró Salmonella en contacto con la comida). Una vez batidos y mezclados con las patatas se echaron en sartenes y se procedió a hacer las tortillas durante un tiempo y una temperatura que se desconocen pero que ya os digo yo de antemano que fueron insuficientes (sabéis que en cada sitio la tortilla se hace de una manera distinta y en muchos lugares se sirve poco hecha para que tenga una textura más suave). Quiero dejar muy claro que hasta aquí si se hubieran consumido las tortillas en el propio local y en el momento no se habría producido la toxiinfección, porque aunque había Salmonella no estaba en cantidad suficiente para provocar el brote. El problema vino en el transporte hasta la romería que seguramente se hizo en furgonetas normales sin ningún tipo de refrigeración o de mantenimiento de la temperatura y desde la elaboración hasta la hora de la comida da tiempo de sobra a que una pequeña cantidad de Salmonella se transforme en millones de bacterias preparadas para colonizar el intestino de cualquier intrépido que las ingiera.
Como veis ha habido una serie de negligencias que han propiciado el desarrollo y la multiplicación de Salmonella, por lo que se podría haber evitado si se hubieran seguido las siguientes pautas:
- Conservar los huevos frescos en el frigorífico hasta el momento de su utilización.
- Lavar los huevos: antes de usarlos es recomendable lavarlos bajo el chorro del grifo y frotarlos con un paño húmedo para arrastrar la mayor parte de las bacterias presentes en la cáscara.
- Tener cuidado para que no caigan trozos o restos de cáscara ni en la clara ni en la yema. Se desaconseja cascar los huevos en el borde del recipiente en el que elaboramos la mezcla.
- Los recipientes y utensilios utilizados para batir los huevos y preparar con ellos las salsas no deben entrar en contacto con otros alimentos y se han de lavar cuanto antes.
- Cocinar bien la mezcla, es recomendable que alcance los 65 ºC en el interior del alimento al menos durante 10 minutos para asegurarnos la destrucción de las bacterias.
- Una vez cocinado el alimento es recomendable consumirlo inmediatamente o almacenarlo en refrigeración o en calentamiento hasta su consumo. Lo importante es que nunca permanezca a temperaturas comprendidas entre 5 y 65 ºC ya que este rango de temperaturas es la zona de peligro (existe el riesgo de máxima multiplicación de los microorganismos).
- El transporte de los alimentos es crucial para el crecimiento de las bacterias. Siempre se recomienda consumir los alimentos en el lugar en el que se elaboran pero hay casos en los que eso no es posible, por ello, en los desplazamientos hay que evitar que la temperatura de los alimentos sea inferior a 65 ºC (si se mantienen en caliente) o superior a 5 ºC (si se conservan en frío).
- Tener siempre presentes las buenas prácticas de higiene: lavado correcto de manos, no poner en contacto alimentos crudos con cocinados, limpieza de utensilios, impedir la presencia de animales en las zonas donde se manipulan alimentos, utilizar siempre agua potable, etc.
- No confiar en el buen aspecto de los alimentos para consumirlos (craso error). Una tortilla llena de Salmonella tiene el mismo color, olor, sabor y textura que otra que no posee Salmonella.
Si se hubieran seguido todas estas normas esta intoxicación alimentaria probablemente se habría evitado.
martes, 8 de noviembre de 2011
4º ESO BYG: ¿Hasta que punto la duración de la vida de una persona está determinada por los genes?
Interesante artículo en el que se pone en duda la preponderancia de los genes en la longevidad humana. Leedlo, es muy curioso y vuestra opinión me interesa. Saludos
Longevidad humana y genes (EL PAIS)
Longevidad humana y genes (EL PAIS)
4º ESO BYG: Un estudio genético demuestra la existencia de todas las variedades de caballos que aparecen en las pinturas rupestres
Esta investigación se inició al observar que aparecían distintas variedades de caballos en pinturas prehistóricas. Se han podido identificar estas variedades a través de estudios genéticos.
Un estudio genético que identifica
Un estudio genético que identifica
2º ESO: Resumen del modelo cinético
Aquí teneis una imagen comentada de cuál sería el comportamiento de las partículas en el modelo cinético.
4º ESO DIVER: Un experimento clásico, el perro de Paulov (condicionamiento clásico)
En esta entrada os presento un magnífico experimento clásico que explica por ejemplo, cuál es la causa de que se nos haga "la boca agua" simplemente por hablar de ciertos alimentos.
El perro de Paulov
El perro de Paulov
viernes, 4 de noviembre de 2011
4º ESO: Vuestro teatro negro, también tiene base científica
La Luz negra (comúnmente conocida por su nombre en inglés "Black light") es el nombre común para lámparas que emiten radiación electromagnética ultravioleta cercana, con una componente residual muy pequeña de luz visible. Las lámparas de luz negra son hechas generalmente del mismo modo que las lámparas fluorescentes convencionales, excepto que utilizan un único fósforo, y en lugar del cristal transparente exterior emplean un cristal oscuro conocido como cristal de Wood, que bloquea la mayor parte de "luz visible" sobre los 400 nanómetros.
La radiación ultravioleta de estas lámparas se producen con una longitud de onda superior a 350 nm. Una onda ultravioleta generada tan cerca del espectro visible no produce daño (o al menos no mayor daño que el que puede producir la luz visible). No obstante, por su naturaleza invisible, la luz negra se utiliza siempre como iluminación tenue.
La luz negra se utiliza en ambientes oscuros para resaltar algunos colores sobre otros, logrando efectos sorprendentes. Es generalmente aceptado que la luz negra solamente hace resaltar los colores blancos, que tienen un brillo blanco violaceo, dejando casi en la oscuridad al resto. En realidad la luz negra resalta los colores fluorescentes, entre ellos el poliéster, que suele estar presente en las telas blancas (en camisetas, camisas y zapatillas).Este tipo de luz se suele utilizar en los bares y discotecas para crear un brillo especial en conjunto con las demás luces.
La radiación ultravioleta de estas lámparas se producen con una longitud de onda superior a 350 nm. Una onda ultravioleta generada tan cerca del espectro visible no produce daño (o al menos no mayor daño que el que puede producir la luz visible). No obstante, por su naturaleza invisible, la luz negra se utiliza siempre como iluminación tenue.
La luz negra se utiliza en ambientes oscuros para resaltar algunos colores sobre otros, logrando efectos sorprendentes. Es generalmente aceptado que la luz negra solamente hace resaltar los colores blancos, que tienen un brillo blanco violaceo, dejando casi en la oscuridad al resto. En realidad la luz negra resalta los colores fluorescentes, entre ellos el poliéster, que suele estar presente en las telas blancas (en camisetas, camisas y zapatillas).Este tipo de luz se suele utilizar en los bares y discotecas para crear un brillo especial en conjunto con las demás luces.
jueves, 3 de noviembre de 2011
4ºESO B y G: Un ejemplo de cómo puede ayudar la terapia génica a una persona gravemente enferma
Esta noticia aparece hoy en la prensa, os pido que la leais con atención y deis vuestra opinión personal sobre las implicaciones éticas del uso de estas técnicas. Saludos.
Uso de terapia génica en una paciente gravemente enfermo
Uso de terapia génica en una paciente gravemente enfermo
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