Aportaciones de Linus Pauling a la Química

Pauling nació el 28 de febrero de 1901 en Portland, una ciudad del estado de Oregón, al noroeste de Estados Unidos, donde transcurrió su primer año de vida. En 1902, al nacer su hermana, la familia se ve obligada a abandonar la ciudad, ya que el diminuto apartamento de una única habitación se quedaba estrecho, y no podían costearse una vivienda más espaciosa. Así las cosas, durante los siguientes años, la familia anduvo de aquí para allá, buscando un lugar donde asentarse y un medio con el que ganarse la vida. 

Tras doctorarse en 1925, viaja a Europa donde tendrá ocasión de trabajar con tres pioneros de la química cuántica: Arnold Sommerfeld en Múnich, Niels Bohr en Copenhague y Erwin Schrödinger en Zúrich. A su regreso en 1927 a los Estados Unidos obtiene una plaza en el Caltech, donde comienza la metamorfosis de joven brillante a joven genio. En tan sólo unos pocos años publica más de medio centenar de artículos científicos de primer orden, desarrollando nuevos conceptos, cada uno de los cuales aisladamente hubiera valido para justificar una vida.

En el primero de ellos, Pauling concibió la noción de electronegatividad como una medida de la capacidad de un átomo para atraer sobre sí los electrones cuando forma un enlace químico dentro de una molécula. La electronegatividad no se puede medir experimentalmente de forma directa, pero puede determinarse de manera indirecta efectuando cálculos a partir de otras propiedades atómicas y moleculares. Pauling realizó tales cálculos y proporcionó una clasificación de la electronegatividad de la mayoría de los elementos químicos, que conocemos como escala de Pauling.

En el segundo trabajo, aún más importante si cabe, el joven Pauling desarrolla la teoría de la hibridación de orbitales, la cual permitió justificar las estructuras moleculares y la geometría de los enlaces de muchas sustancias. Por ejemplo, el oxígeno tiene dos electrones desaparea- 20 VIDA Y OBRA Linus Pauling, un hombre excepcional Figura 1: Tabla periódica de la electronegatividad usando la escala de Pauling. Primavera 2013 Vol.6 | Nº 142 dos en sendos orbitales p. Cuando este elemento se combina con dos átomos de hidrógeno para formar una molécula de agua, se esperaría un ángulo de enlace de 90º ya que los orbitales p son perpendiculares entre sí. Sin embargo, las observaciones experimentales, tozudamente señalan un ángulo de 104,5º. Para justificar ésta y muchas otras observaciones similares, Pauling propuso un procedimiento matemático que implicaba la combinación de las funciones de onda individuales para los orbitales atómicos, aun de obtener funciones de ondas para los nuevos orbitales híbridos, con diferentes formas y orientaciones. Siguiendo con el ejemplo de la molécula de agua, el orbital s y los tres orbitales p, de la capa de valencia del átomo de oxígeno, se hibridan para dar lugar a cuatro nuevos orbitales híbridos, que llamamos orbitales sp3, y que se disponen tetraédricamente. Así, la geometría de la molécula de agua resultante queda justificada. Aquí es pertinente recordar que la geometría electrónica de una molécula determina sus propiedades, incluida su reactividad, por lo que la comprensión de la misma es fundamental para químicos y biólogos .