L'apogeo della chimica classica, 1860-1920

 

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Se si considerano gli 'estremi' del periodo 1860-1920 dal punto di vista della storiografia della chimica vengono immediatamente alla luce i diversi criteri che lo storico adotta nel determinare i suoi temi di ricerca. Nel suo complesso il periodo potrebbe essere definito come quello in cui la chimica classica giunge all'età adulta, con un termine (adulta) che sta ad indicare compiutezza, stabilità, sicurezza di sé. Questa metafora, o meglio questo giudi­zio, suggerisce subito un orientamento sul significato dei limiti che stiamo indagando: prima del 1860 la chimica era senz'altro giovane, forse addirittura spregiudicata; per gli anni dopo il 1920 la metafora rimane aperta, nel senso che la nostra disciplina avrebbe potuto prolun­gare la sua straordinaria adulthood, oppure avrebbe potuto assestarsi in una fertile maturità, Vediamo le due questioni separatamente.

A partire dal Congresso di Carlsruhe (1860) nella comunità dei chimici va prendendo piede l'uso dei pesi atomici proposti da Cannizzaro. Veramente importante è che non si tratta più di una scelta in qualche modo reversibile, come era già avvenuto altre volte, in quanto il sistema dei nuovi pesi atomici è -appunto - un sistema di conoscenze, costituito dall'insieme dei pesi atomici più i criteri per la loro determinazione, un sistema in grado di funzionare nei più diversi ambiti della chimica. Esso infatti dimostra subito di essere la base indispensabile per i primi tentativi di interpretazione della periodicità delle proprietà degli elementi (Newlands, 1864), per diventare poi nelle mani di D. Mendeleev (1869) e di L. Meyer (1870) lo strumento con cui viene tracciata quella ricchissima mappa del territorio chimico che chia­miamo, con una certa banalità, tabella periodica. Il contributo, vastissimo, di Mendeleev, porterà ad una vera e propria rinascita della chimica inorganica, e ai trionfi ben noti della scoperta dei tre elementi previsti dal chimico russo : gallio,scandio e germanio. Ma le pro­poste di Cannizzaro si dimostrarono fruttuose anche nel campo della chimica organica, dove un'altra 'coppia' russo-tedesca fondò la teoria della struttura, teoria che, in assoluto, si è dimostrata fino ai nostri giorni la più potente nella mani dei chimici. Il nome stesso di struttu­ra è dovuto al chimico russo Butlerov (1861), mentre al tedesco Kekulé dobbiamo la struttu­ra esagonale piana del benzene (1865). Per altro la teoria non solo aveva al centro la tetra-valenza del carbonio (Cooper e indipendentemente Kekulé, 1858) ma si era arricchita del concetto formale di legame chimico (Frankland, 1865) e di quel modo di rappresentazione grafica che chiamiamo 'formule di struttura'.

Contestualmente si andavano accumulando nuove capacità di sintesi attraverso centinaia di reazioni in grado di modificare gli 'scheletri' (la parola è di Kekulé) di atomi di carbonio e di introdurre o trasformare gruppi funzionali. La chimica organica si metteva così in grado di dispiegare ambizioni illimitate nei riguardi delle sostanze naturali: a questo proposito non possono essere dimenticati la determinazione della struttura e la sintesi dell'indaco (Baeyer,  1880 -1882) e della tropina (Willstätter, 1897 - 1901 )

Quindi il limite iniziale del periodo è ben determinato dal sorgere e affermarsi di teorie fonda­mentali. Il limite finale ha, come accennavo, un senso ben diverso. Per un verso ci si potreb­be riferire allo svilupparsi di una numerosa serie di modelli dell'atomo e del legame chimico. Si trattò di una vicenda complessa a cui portarono contributi chimici e fisici appartenenti a campi teorico-sperimentali piuttosto lontani: è sufficiente riferirsi all'atomo di Bohr (1913) frutto della nascente fisica atomica, e dell'atomo di Lewis (1904 e 1916), nato da riflessioni in ambito elettrochimico. Tuttavia il fatto che l'elaborazione proseguisse in modo piuttosto continuo nei decenni successivi rende incerto il limite che stiamo cercando. Questo si ritrova piuttosto nelle conseguenze a diversi livelli della prima guerra mondiale: pesanti trasforma­zioni all'interno delle comunità scientifiche nazionali e difficoltà nei rapporti internazionali, in particolare fra gli scienziati francesi e quelli tedeschi. Quest'ultimi nell'immediato dopoguerra vissero lunghi e terribili anni di ristrettezze economiche e videro l'esplosione pubblica , vio­lenta di un antisemitismo da tempo presente nella comunità scientifica tedesca: lo stesso Willstätter fu soggetto a durissimi attacchi da parte degli scienziati autoproclamatisi 'ariani', Ma la guerra aveva favorito al massimo la presa di coscienza del proprio valore della comu­nità di lingua inglese su entrambe le sponde dell'Atlantico. In settori cruciali come la biochimica e la chimica delle sostanze naturali inglesi e americani si erano convinti di non aver più nulla da imparare dai tedeschi. Forse questo non era del tutto vero, ma il baricentro delle ricerche più avanzate stava 'slittando' verso gli Stati Uniti e con il progressivo realizzarsi di questo processo si ebbero importanti cambiamenti nello stile di ricerca, in particolare per quanto riguarda il rapporto, sempre delicato, fra ricerca di base e applicazioni produttive. Ma di questo parlerò più a lungo nella prossima sezione.

Un'argomentazione sugli aspetti essenziali del periodo fra il 1860 e il 1920 sarebbe grave­mente incompleta se non si riprendesse il discorso sulla 'muscolatura sociale' della chimica con cui avevamo concluso la sezione precedente, e che qui potremmo ampliare almeno da due punti di vista: quello della produzione materiale e quello della comprensione degli aspet­ti biochimici della fisiologia. Per quanto riguarda lo sviluppo della chimica industriale e dell'industria chimica il prossimo capitolo tratterà in modo esauriente la grande questione della fissazione dell'azoto, la cui soluzione si colloca negli ultimi due decenni del periodo che stia­mo considerando. Ora vorrei ricordare quanto possa essere gravida di conseguenze stori-che una semplice pratica di laboratorio.

La storia degli esplosivi ad alto potenziale è indissolubilmente legata al nome di Alfred Nobel. Egli ottenne con due mosse magistrali quello che riteneva l'esplosivo perfetto. Nel 1867 stabilizzò la nitroglicerina facendola assorbire dalla farina fossile e ottenendo così un esplosivo relativamente sicuro, la dinamite, ma Nobel non era soddisfatto in quanto un com­ponente essenziale della dinamite era inerte. Nel 1875 ottenne una nuova 'stabilizzazione' in una memorabile notte parigina trascorsa nel suo laboratorio privato; egli mescolò nitroglice­rina e cotone collodio preparando un materiale gommoso che chiamò 'gelatina esplosiva'. Si apriva la strada verso le polveri senza fumo e gli esplosivi da lancio, che a loro volta resero possibili le armi automatiche. La storia mondiale sarebbe stata certamente diversa senza le mitragliatrici che sterminarono un'intera generazione europea su tutti i fronti della prima guerra mondiale, e le mitragliatrici non avrebbero avuto la loro 'efficacia' senza gli esplosivi . inventati - per primo - da Nobel.

Un ultimo cenno per quanto riguarda i risultati della biochimica, o chimica fisiologica come si diceva allora. I nomi di due nuove classi di composti, ormoni e vitamine, sono sufficienti a caratterizzare un intero orizzonte di ricerca, quello delle malattie da carenza come il diabete e lo scorbuto. Solo la pratica medica e la collaborazione stretta con la pratica biochimica permise la messa a punto delle tecniche di isolamento e dei concetti base del campo, inclu­se le stesse definizioni chimico-fisiologiche di ormone e vitamina. Talvolta questa collabora­zione essenziale era 'semplicemente' fusa nella stessa persona, come nel caso dell'inglese Frederick Hopkins. L'aspetto interdisciplinare dei nuovi settori aggiunge un fascino ulteriore alle vicende storiche della scoperta dei singoli composti naturali, la cui carenza può causare malattie sociali gravissime come il rachitismo infantile e il già citato diabete. Ma non si deve dimenticare quanto sia stata, e sia, determinante la sperimentazione clinica e di laboratorio. Congetture e teorie sono fondamentali, ma da sole non sono fondanti.