Colnal | 21 junio 2019
Síntesis informativa | El francio, a 80 años de su descubrimiento
● La forma en que se han ido llenando los huecos de la Tabla Periódica muestra su capacidad predictiva: Jaime Urrutia Fucugauchi
● Marguerite Perey, la técnica laboratorista que descubrió el francio, fue profesora en la Universidad de Estrasburgo, donde fue la primera jefa del departamento de energía nuclear: Luis A. Orozco
● De las investigaciones sobre el francio se obtuvo la tecnología para atrapar átomos con láser: Luis A. Orozco
Marguerite Perey, una técnica laboratorista sin estudios universitarios, descubrió el francio en 1939 tras reducir 10 toneladas de minerales a unos cuantos miligramos, trabajo que le tomó casi 8 años. ¿Cómo una mujer sin preparación científica universitaria pudo descubrir un elemento cuya cantidad en toda la tierra —según el codirector del Joint Quantum Institute Luis A. Orozco— “es del orden de un microgramo”?
Orozco, científico mexicano que ha dedicado gran parte de su vida a la investigación de este elemento, repasó este viernes la historia del francio desde su presentimiento por parte de Mendeléiev en 1869, pasando por su descubrimiento en 1939 en manos de Perey, hasta llegar a los últimos hallazgos sobre este elemento, en la conferencia El francio a 80 años de su descubrimiento, impartida el pasado viernes en el marco del seminario Celebrando el Año Internacional de la Tabla Periódica, coordinado por los miembros de El Colegio Nacional (Colnal) Jaime Urrutia Fucugauchi y Juan Villoro.
En la presentación de la conferencia, el colegiado Fucugauchi subrayó la importancia de la Tabla Periódica a la que describió como fundamento de la química moderna: “cuando se publica tiene una cantidad de huecos y la forma en que se fueron llenando mostraron la capacidad predictiva de la tabla, lo bien que determinaba las propiedades de esos elementos perdidos en ese momento”.
La historia del francio se remonta a la publicación del “Sistema Tentativo de los Elementos”, que Dimitri Mendeléiev publicó en 1869, cuando apenas se conocían un poco más de 30 elementos. “Mendeléiev trató de ordenar los elementos con base en el peso atómico”, explicó para el público el físico mexicano. Tras recibir observaciones y críticas de sus colegas, el científico ruso reelaboró su propuesta en 1871 y agregó algunos huecos que daban cuenta de elementos no conocidos a los cuales nombró eka (“lo que sigue a” en sánscrito). De esta forma advirtió, con base en las propiedades químicas que debían de tener, la existencia de elementos como el eka-silicio, eka-aluminio, o eka-boro, que una vez descubiertos fueron nombrados germanio, galio y escandio, respectivamente. “La historia que yo vine a contarles es la del descubrimiento del francio y para eso vamos a empezar con la historia del eka-cesio”, anunció Orozco.
El investigador de la Universidad de Maryland narró los falsos positivos de eka-cesio que comenzaron en Rusia cuando en 1925 el químico soviético D. K. Dobroserdov confundió un isótopo radiactivo del potasio con eka-cesio y lo nombró rusio; después en 1926, Gerald J. F. F. Druce y Frederick H. Loring reportaron desde Reino Unido haber encontrado el elemento número 87, tras analizar los espectros de rayos X de sulfato de manganeso, y lo nombraron alcalinio; luego en 1930 un par de físicos de Estados Unidos, Fred Allison y Edgar Jackson Murphy, presumieron haber encontrado el eka-cesio y lo nombraron virginio, pero tuvieron que retractarse; por último, en 1936 Horia Hulubei e Yvette Cauchois, alumnos del laboratorio de Jean B. Perrin, Premio Nobel de física 1926, reportaron desde Francia haber encontrado el elemento utilizando espectros de rayos X y lo nombraron moldavio.
Fue hasta 1939 cuando el elemento 87 fue descubierto por una francesa. Marguerite Perey nació en el seno de una familia que vivía en la parte este de París, es decir, “la parte popular, no elegante, donde vive gente muy trabajadora”. Fue la menor de 5 hijos. Ella quería estudiar medicina, pero la muerte de su padre la hizo buscar algo más inmediato, por lo que estudió para técnica de laboratorio de química en una escuela vocacional. “Los Curie contrataban a la mejor alumna de esa escuela como asistente” y así fue como a los 19 años empezó a trabajar como asistente en el Institut du Radium, tras ser entrevistada por Marie Curie, “la única persona que en ese momento tenía dos Premio Nobel”.
Los Curie la contrataron para estudiar actinio. Así que, una vez contratada, Perey tuvo la tarea de purificar alrededor de 10 toneladas de mineral, lo cual hizo en 8 años hasta quedarse con unos pocos miligramos: “una mujer increíblemente sistemática, nada glamurosa, muy estudiosa, muy tranquila. Ella llegaba, hacía su trabajo, llegaba, hacía su trabajo, llegaba…”, cuenta Orozco.
Orozco mostró la bitácora de Perey en la página fechada el 7 de enero de 1939, donde “descubrió que el actinio tenía dos decaimientos, uno a 220 KeV que corresponde a actinio y el otro a 80 KeV de la hija con una vida media de 21 minutos. Vio que la actividad de la hija, se comportaba como un alcalino y sabía que si utilizaba una sal de cesio, el cesio iba a ser sustituido por el alcalino y así lo podría sacar y asegurarse que la actividad continuaba”. Después indicó al público los apuntes donde tras darse cuenta de su descubrimiento Perey anotó el número 87 y los 21 minutos correspondientes a la vida media del elemento: “esta nota es lo más cercano que yo les puedo ofrecer de un momento de eureka: acababa de descubrir el francio”, resaltó el físico.
A raíz de su descubrimiento y su “trabajo extraordinariamente fino”, en palabras de Luis A. Orozco, Perey recibió una beca para estudiar su doctorado en la Sorbona, el cual terminó en 1946. Después fue profesora en la Universidad de Estrasburgo donde fue la primera jefa del departamento de energía nuclear. “Es importante establecer que la Universidad de Estrasburgo es la universidad estelar para química en Francia. No está en París, todos los premios nobeles de química vienen de Estrasburgo no de las universidades de París”, puntualizó el investigador. “También fue la primera mujer miembro de la Academia Francesa de Ciencias, a su mentora, a su jefa, no la aceptaron”, agregó.
El especialista en francio dedicó la última parte de su conferencia a compartir los resultados de su trabajo en los últimos años y para ello se remontó a sus primeras investigaciones en Stony Brook. “Hacíamos alquimia a la inversa”, bromeó el investigador al explicar cómo en un blanco de oro disparaban con un proyectil de oxígeno para crear francio sintéticamente, que después decae en plomo. También abundó sobre lo que calificó como el “primer gran hit de su carrera científica”: el enfriamiento y atrapamiento de átomos con láser, tecnología que además de haber sido adoptada por la generalidad de los laboratorios para investigar otro tipo de átomos, fuera del ámbito de la física ha sido aplicada para datar los acuíferos subterráneos del Sahara.
Puede consultar la actividad completa en el canal de YouTube de El Colegio Nacional: https://www.youtube.com/watch?
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