Peter DEBYE (Maastricht, 1884 – Ithaca, NY, 1966) ganó el premio Nobel de Química en 1936 “por sus contribuciones al conocimiento de la estructura molecular mediante sus investigaciones sobre momentos dipolares y de difracción de rayos X y electrones en gases”. Petrus (Peter) se doctoró en física en Munich en 1908 tras ser alumno y asistente de Sommerfeld. En 1911 llegó a profesor de física teórica en Zurich, dicen que sucediendo a Einstein. Después de pasar por las universidades de Utrech, Gotinga, Zurich de nuevo y Leipzig, recaló en Berlín en 1934 hasta que emigró a la Universidad de Cornell (Ithaca, NY) en 1940, dos meses antes de la invasión alemana de su país, Holanda. Se nacionalizó estadounidense en 1946 y permaneció en Cornell hasta su retiro. (Circula una oscura controversia sobre si persiguió a los judíos en Alemania ¿y fue asilado en EEUU a pesar de ello?). En su discurso del Nobel titulado “Métodos para determinar las estructuras eléctrica y geométrica de las moléculas”, dijo que en 1912, siguiendo a Faraday, comenzó a investigar la distribución de la electricidad en las moléculas disturbándolas en un campo estático y midiendo la constante dieléctrica. Indicó que aunque un campo de 300 V/cm sólo produce desplazamientos del orden de una pequeña fracción del tamaño del núcleo, los efectos dieléctricos sobre la polarización de distorsión (producida en cualquier molécula por un campo externo) y la polarización de orientación (producida por el campo en una molécula con momento dipolar permanente) son observables. Con las mediciones realizadas obtuvo la llamada ‘ecuación de Debye’, que corregía la de Mosotti-Clausius para moléculas con momento dipolar permanente, aquellas que tienen una constante dieléctrica elevada. Los tres métodos de medida que utilizó Debye sólo eran aplicables a gases, pero en 1916 comenzó también a medir disoluciones diluidas de moléculas polares en disolventes no polares, equivalentes a un gas con respecto a la libertad de orientación de las moléculas dipolares. Las medidas de momentos dipolares en debyes (D) se utilizan para elucidar la geometría de las moléculas: lineales (HCl, 1,03 D; HBr, 0,78; HI, 0,38; CO2, 0); triangulares (H2O, 1,84; H2S, 1,10 D); piramidales (NH3); tetraédricas (CCl4); cis-trans (1,2-dicloroeteno, con la forma trans de cero debyes); etcétera.

Debye quería medir distancias de enlace ‘dentro’ de la molécula ¿En gases, utilizando rayos X? ¿Con partículas que no tienen, como los cristales, una orientación definida en el espacio? El primer experimento lo realizó con CCl4 y obtuvo interferencias y distancias de enlace. También trabajó con rayos catódicos, observando que tienen la ventaja de que, por ser más fuerte la interacción de los electrones con las cargas eléctricas del átomo, el tiempo de exposición es del orden de segundos, mientras que con los rayos X puede ser de horas. No obstante, dijo, los máximos obtenidos con los rayos X son más pronunciados. Larga tarea hizo Petrus y largo trabajo nos dejó.

Linus PAULING (Portland,1901 – California, 1994) ganó el premio Nobel de Química en 1954 “por su investigación en la naturaleza del enlace químico y su aplicación a la elucidación de la estructura de las moléculas complejas”. Linus, hijo de granjeros de origen prusiano, se doctoró en 1925 bajo la dirección del profesor Roscoe G. Dickinson en el California Institute of Technology y trabajó en Europa con Schrödinger y Bohr. En 1950 protagonizó internacionalmente una campaña antinuclear; tachado de comunista le fue retirado el pasaporte, pero en 1962 obtuvo el premio Nobel de la Paz convirtiéndose en la única persona con dos premios Nobel no compartidos. Escribió unos trescientos cincuenta artículos sobre casi todos los tópicos de la química y dos libros de gran difusión: ‘Química General’ y ‘La Naturaleza del Enlace Químico’. En su conferencia del Nobel, titulada “Química estructural moderna”, Pauling comenzó recordando los nombres de los pioneros: Farkland, Kekulé, van’t Hoff, Werner y Lewis. Conmemorando la llegada de la mecánica cuántica con el método del enlace de valencia (EV) de Heitler y London y el método de los orbitales moleculares (OM) de Condon, puso como ejemplo los enlaces del carbono constituidos por cuatro orbitales híbridos sp equivalentes y tetraédricos. Asimismo, explicó que las configuraciones de los complejos de Werner eran debidas a hibridaciones de los orbitales spd. Sobre el concepto de resonancia dijo que es arbitrario pero útil, y añadió que las estructuras en química orgánica son idealizaciones, ya sean las estructuras del benceno o el simple enlace C—C : en efecto, no es posible sintetizar ‘una’ de las estructuras de Kekulé. Con respecto a los enlaces fraccionarios puso como ejemplo el topacio, un silicato de fórmula Al2SiO4F2 en el que un Al de valencia 3 ¿se reparte en 6 enlaces con medios enlaces?: la estructura estable, dijo, resulta cuando los átomos se colocan de modo que cada cada anión oxígeno y flúor forme enlaces acordes con su valencia. Los enlaces fraccionarios también funcionan en los metales, aunque de manera no completamente satisfactoria todavía. En las proteínas se conocen las distancias interatómicas y los ángulos de enlace, también se sabe que aunque hay libertad rotacional alrededor de los enlaces simples, las fracciones moleculares no pueden aproximarse tanto que se produzcan repulsiones estéricas. Para establecer las estructuras de las proteínas, de los ácidos nucleicos, de los polisacáridos y de otras especies de peso molecular alto hay que construir ‘modelos’ o hacer cálculos numéricos complicados. Y así se despidió el maestro, que tras haber descubierto en 1951 la hélice alfa de las proteínas, marcaba las pautas para la elucidación de estructuras como la del ADN: difractometría de rayos X y modelos moleculares.