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Quienes asistimos en la primera década del siglo XXI a la pérdida del estatus planetario de Plutón fuimos testigos de un hecho histórico para la ciencia en general y la astronomía en particular. Plutón, luego de ser descubierto por el científico estadounidense Clyde Tombaugh (1906-1997), conservó su condición de planeta durante 76 años. Condición que se fue haciendo más precaria a medida que, sobre todo por el surgimiento de nuevas tecnologías de observación y medición, crecían las controversias debido a su tamaño –su diámetro es más pequeño que el de la Luna terrestre, y su órbita tiene una forma e inclinación diferente al resto de los planetas del Sistema Solar–.

Finalmente, y luego de intensos debates, los astrónomos determinaron que Plutón no encajaba en la definición de planeta tradicionalmente aceptada. Las definiciones son tiranas, no sólo para los planetas.

Y así como Plutón integró el elenco planetario durante muchos años, en la historia de la química moderna hubo un compuesto, el didimio, que fue considerado un elemento hecho y derecho durante más de medio siglo.

Al didimio se le asignó un peso atómico y tuvo un lugar en la tabla periódica de Mendeleiev, hasta que surgieron técnicas de análisis más precisas, que permitieron desdoblarlo en otras sustancias y ubicarlo en la categoría de los minerales complejos. Y de las curiosidades científicas.

ESAS RARAS TIERRAS SUECAS

Desde principios del siglo XIX, cuando el británico John Dalton enunció su teoría atómica, se definía a un elemento químico como una sustancia que no podía ser descompuesta, reacción química mediante, en otras más sencillas.

Cada elemento, o “cuerpo simple”, estaba asociado a un tipo de átomo específico y, como mandaba la ciencia moderna, a un valor numérico fijo, medible y cuantificable: el peso atómico. Los átomos eran indivisibles, sólo podían combinarse en relación de números enteros, en lo que se conoció como la ley de proporciones múltiples.

Conociendo las afinidades relativas entre distintos elementos era posible predecir combinaciones, luego verificables experimentalmente.

Y no tardaron en surgir métodos analíticos que permitían diferenciar y separar unas sustancias de otras. Ensayos de solubilidad y precipitación con ácidos y bases lograban separar distintos componentes de una sustancia determinada. Y las pruebas espectroscópicas se valían de una característica particular de cada elemento: la de emitir en estado incandescente una luz con determinadas longitudes de onda propias y específicas que permiten su identificación.

Ninguna de estas cuestiones le resultó ajena a Jons Jakob Berzelius, químico y mineralista sueco nacido en 1779, quien se ocupó de perfeccionar los métodos de análisis químico, aisló algunas sustancias simples y reemplazó los símbolos de los elementos de Dalton, que tenían reminiscencias de la alquimia, por otros más acordes con la ciencia moderna.

Con este arsenal de herramientas analíticas y teóricas, fueron muchos los que se lanzaron a la aventura de buscar nuevos elementos, en especial metales, en minas de Escandinavia, los Urales y América del Norte. Las minas cercanas a la aldea de Ytterby, en Suecia, fueron las preferidas para los cazadores nórdicos de nuevos metales, entre ellos Berzelius. Allí, los químicos se toparon con óxidos muy estables, que eran fácilmente confundibles con un elemento puro por los métodos analíticos disponibles entonces y que fueron llamados tierras raras.

Sustancias que, salvo por su estabilidad, no son para nada raras: según se sabe en la actualidad, se hallan en más de 200 minerales.

En 1794 el físico, químico y mineralista finlandés Jhoan Gadolin había encontrado en un mineral negro de Ytterby, un óxido al que llamó ytria, en honor a la región de la mina. En los años siguientes Berzelius y otros químicos separaron otro óxido que llamaron ceria. La separación de los componentes del mineral negro de Ytterby, daría mucha tela para cortar a los químicos del siglo XIX.

ENCONTRAR UNO, DOS, TRES, MUCHOS ELEMENTOS

Es en este asunto en el que entra en escena otro sueco: Carl Gustaf Mosander. Nacido en 1797, vivió su adolescencia en Estocolmo, donde tomó el gustito por la química trabajando como aprendiz de farmacia. Esto lo llevó a estudiar en el Instituto Karolinska, donde Berzelius enseñaba química. Mosander estudió farmacia, medicina y se desempeñó algunos años como cirujano militar. Pero se ganó un lugar en la historia de la química a partir de su relación profesional y personal con Berzelius, que le dio un lugar como profesor de química y de mineralogía en el Instituto Karolinska y luego como asistente de la Academia de Ciencias de Estocolmo. Y también lo interesó en el estudio de las tierras raras.

De un óxido aislado en las minas de Ytterby por Berzelius y otros químicos, la ceria, se había separado un mineral, el cerio. Mosander, aplicando métodos químicos de acidificación y precipitación sobre el cerio, aisló en 1839 el lantano –su nombre viene del griego “escondido”– y en 1841 el didimio –del griego “gemelo” por ser considerado gemelo del lantano–.

Luego Mosander la emprendió con la tierra rara que había hallado Gadolin, la ytria, y obtuvo el erbio y el terbio.

La cuestión es que el didimio adquirió un estatus de elemento químico que mantuvo durante mucho tiempo. Su símbolo era Di y hasta se le asignó un peso atómico y un número de valencia, es decir, un valor que determina las combinaciones con otros elementos químicos.

Si bien el didimio perduró muchos años como cuerpo simple, otras sustancias de más breve paso por el universo de los elementos proliferaron en el siglo XIX.

Con ellas símbolos y nombres que homenajeaban a personas, lugares y astros aparecían y luego eran descartados. El problema estaba en las limitaciones que en la época imponían los métodos de aislamiento de la química analítica y los métodos espectroscópicos que no diferenciaban entre elementos de espectros muy cercanos. Al refinar los procedimientos de separación de sustancias, viejos cuerpos simples que parecían ser uno se descomponían en nuevas sustancias, cambiando así su condición y dejando olvidados, tras un breve período de gloria, epónimos de todo tipo.

El caso es que así como Tombaugh murió creyendo que Plutón era un planeta, Mosander murió en 1858 convencido que el didimio era tan elemento como los otros tres que había descubierto. Y no era el único que creía que el didimio era un cuerpo simple. Sin ir más lejos, cuando Mendeleiev ordenó los elementos lo ubicó al lado del Lantano y así el didimio se dio el lujo de figurar en la tabla periódica, durante al menos ocho años. Pero la química de entonces sufría constantes cambios y nuevos experimentos derribaban hallazgos recientes.

A mediados del siglo XIX, un naturalista francés que buscaba reunir en una obra todo el conocimiento de la época, se refirió al didimio en la página 180 del volumen 17 de sus Obras Completas. El artículo decía que se trataba de “un cuerpo simple recientemente descubierto que fue hallado por Mosander” y que “el descubridor añade que no le ha podido separar totalmente del lantano pero que es de esperar que nuevas observaciones disipen las dudas sobre su existencia.”

UN FINAL CRISTALIZADO

Y las nuevas observaciones, lejos de disipar dudas, sembraron nuevos interrogantes. La categorización del didimio como elemento comenzó a tambalear cuando los métodos de análisis disponibles ganaron precisión. En 1878 Marc Delafontaine, utilizando pruebas espectroscópicas le asestó el primer golpe a la existencia del didimio como sustancia única e indivisible.

Anunció que había hallado en el didimio un nuevo cuerpo simple al que bautizó decipio (del latín engañar).

El decipio hizo honor a su profético nombre y tampoco resultó ser un elemento. A partir de ese momento se sucedieron aislamientos de sustancias que a partir del didimio parecían ser elementos y luego terminaban siendo nuevamente desdobladas. Pero fue en 1885, cuando un químico austríaco, Carl Auer von Welsbach, terminó definitivamente con la idea de que el didimio era un elemento. Valiéndose de técnicas de cristalización fraccionada –una forma de separar sustancias con solubilidades muy cercanas– encontró en el didimio dos nuevos cuerpos simples: el neodimio (nuevo gemelo) y el praseodimio–.

La suerte del didimio estaba echada: si se desdoblaba en otras sustancias, no respondía a la definición de elemento que imponía la teoría atómica de Dalton. Sin embargo, aun habiendo perdido definitivamente su lugar en la Tabla Periódica, referencias al didimio como elemento químico se conservaron en la literatura hasta los primeros años del siglo XX.

Un siglo en que la física se metió de lleno con el átomo y la mina de Ytterby se convirtió en un hito histórico con placa conmemorativa incluida. Mientras tanto, Plutón y el didimio siguen existiendo sin importar los vaivenes clasificatorios a los que nosotros –simples humanos– los sometemos en nuestro obstinado afán de conocer.

Así como Plutón perdió su estatus de planeta recientemente, el didimio, un supuesto elemento químico, tuvo su propia epopeya (y sus cinco minutos de fama, ya que llegó incluso a figurar en la Tabla Periódica). Pero la fama es fugaz, y el didimio, como tantos otros se hundió, si no en el olvido en el mundo abigarrado, y acaso triste, de los elementos compuestos.