sábado, 9 de enero de 2016

Henry G. Moseley. Caído en acción

Los estudiantes de ciencias de todo el mundo están familiarizados con la tabla periódica moderna, que organiza los elementos químicos en función de sus propiedades y números atómicos. Las versiones anteriores, sin embargo, siguieron una organización mucho más flexible. En 1789, por ejemplo, Antoine Lavoisier agrupó su lista de 33 elementos en los gases, los metales, tierras, y no metales. Pero los químicos anhelaban un esquema de clasificación que evidenciara una mayor precisión. 

Dmitri Mendeleev proporciona un mejor marco en 1869 con su precursor de nuestra tabla periódica moderna de los elementos, la organización de acuerdo a la secuencia de masas atómicas. Pero había problemas con la forma en que él eligió para ordenar los elementos en su mesa. Por ejemplo, Mendeleev asignado los números atómicos 27 y 28, respectivamente, con el cobalto y el níquel, en base a sus propiedades físicas y químicas, a pesar de que el cobalto tenía un peso atómico ligeramente superior y técnicamente debería haber seguido al níquel. Fue un salto intuitivo: Mendeleev basó su decisión en las propiedades físicas de los dos elementos químicos .

También hubo irregularidades en la ubicación de argón y potasio, así como el posicionamiento de los elementos de tierras raras. Cuando los químicos descubrieron la existencia de isótopos químicos, se dieron cuenta de que el peso atómico no era el criterio óptimo para ordenar la tabla periódica. Un joven físico británico llamado Henry Moseley les proporcionaría un esquema de clasificación más científicamente rigurosa. 

Henry Moseley
Moseley nació en 1887 en Dorset, Inglaterra. Su padre fue Henry Nottidge Moseley, un biólogo y profesor de la Universidad de Oxford, y su madre era hija del biólogo John Gwyn-Jeffreys. Tan temprano interés del niño en zoología era algo natural, al igual que su destreza académica. Fue un estudiante estelar en los Campos de la Escuela de Verano y recibió una beca para estudiar en Eton. Luego obtuvo un título de licenciatura en el Trinity College de Oxford en 1910, antes de unirse al laboratorio de Ernest Rutherford en la Universidad de Manchester. Inicialmente llevó a cabo demostraciones de física y trabajó como asistente de enseñanza, pero pronto dejó la enseñanza para trabajar como asistente de investigación. 

Al principio, Moseley  se dedicó a la mejora de la espectrometría de rayos X, que había sido introducido recientemente. El espectrómetro consistía en un tubo de vidrio al vacío en el que los electrones se disparan a blancos metálicos, con el propósito de generar líneas espectrales fotográficas sobre película adjunta en el exterior del tubo de vacío. En el proceso, descubrió una relación matemática precisa entre líneas bien definidas en el espectro de rayos x de un elemento y su número atómico. Hoy en día conocemos esto como la ley de Moseley. 

Así que los números atómicos de los elementos no eran tan arbitraria como químicos y físicos pensaban originalmente. El trabajo de Moseley proporcionó una base experimental sólida para las intuiciones anteriores de Mendeleev, lo que resulta en un posicionamiento más preciso de los elementos dentro de la tabla periódica. 

De hecho, Moseley fue capaz de utilizar esta relación matemática para identificar correctamente las deficiencias en la tabla periódica, fue posible predecirla existencia elementos con números atómicos 43, 61, 72, y 75. Todos estos elementos fueron posteriormente descubiertos: dos elementos sintéticos radiactivos (tecnecio y prometio), -ambos creados en los reactores nucleares-y dos elementos de origen natural, hafnio y renio. (Cabe señalar que Mendeleev también predijo el elemento faltante que hoy conocemos como el tecnecio, 50 años antes.) El trabajo de Moseley estableció también que había sólo 15 miembros en la serie de los lantánidos de elementos de tierras raras. 


En 1914, Moseley dejó laboratorio Manchester de Rutherford, pensando en volver a Oxford para continuar con su investigación de la física, pero el estallido de la Primera Guerra Mundial puso una llave en esos planes. En lugar de ello, se alistó en los ingenieros reales del ejército británico, sirviendo como oficial técnico de las comunicaciones durante el mes que duró la batalla de Gallipoli en Turquía. 

El 10 de agosto de 1915, Moseley estaba en medio de su tarea militar cuando la bala de un francotirador le alcanzó en la cabeza y lo mató a la edad de 27 años.  Teniendo en cuenta todo lo que había logrado tan joven, Isaac Asimov señaló que la muerte de Moseley "fue la muerte individual más costosa para la especie humana en general entre todos los millones de personas que murieron en aquella guerra”  De hecho, a causa de ello, el gobierno británico estableció una nueva política de restricción de los científicos más prominentes del país de participar en misiones de combate activo. 

Asimov también especuló que, de haber vivido, Moseley bien podría haber ganado el Premio Nobel del año siguiente. Ciertamente, la tendencia de los Premios Nobel en física en el momento parecía favorecer el trabajo relacionado con la investigación de Moseley. El comité eligió la difracción de rayos X de cristal en 1914, y el primer uso de la espectroscopia de rayos X para el estudio de la estructura cristalina en 1915, mientras que el premio de 1917 premió el trabajo realizado para determinar las frecuencias de rayos-x emitidas por diferentes elementos. (No hubo premios otorgados en la física o la química en 1916.) 

El trabajo de Moseley fue sin duda en un nivel comparable, y también proporcionó datos experimentales sólidas en apoyo del modelo de Rutherford del átomo, más tarde perfeccionado por Niels Bohr. Es fácil olvidar que este modelo-que sostenía que el núcleo atómico contiene cargas nucleares positivas igual a su número atómico en la tabla periódica, no fue inmediatamente aceptado por la comunidad científica, Bohr observó en 1962:" No podemos entender hoy en día, pero no había ninguna mención de ella en cualquier lugar. El gran cambio se produjo a partir de Moseley". 

¿Quién sabe lo que el científico talentoso joven no podría haber llegado a lograr si hubiera sobrevivido a la guerra?