August Kekule

Friedrich August Kekulé, mais tarde Friedrich August Kekule von Stradonitz (KAY-kə-lay, Alemão: [ˈfʁiːdʁɪç ˈʔaʊɡʊst ˈkeːkuleː fɔn ʃtʁaˈdoːnɪts]; 7 de setembro de 1829 - 13 de julho de 1896), foi um químico orgânico alemão. Da década de 1850 até sua morte, Kekulé foi um dos químicos mais proeminentes da Europa, especialmente em química teórica. Ele foi o principal fundador da teoria da estrutura química e, em particular, da estrutura Kekulé do benzeno.

Nome

Kekulé nunca usou seu primeiro nome; ele foi conhecido ao longo de sua vida como August Kekulé. Depois que ele foi enobrecido pelo Kaiser em 1895, ele adotou o nome August Kekule von Stradonitz, sem o sotaque francês agudo no segundo "e". O sotaque francês aparentemente foi adicionado ao nome pelo pai de Kekulé durante a ocupação napoleônica de Hesse pela França, para garantir que os falantes de francês pronunciassem a terceira sílaba.

Primeiros anos

Filho de um funcionário público, Kekulé nasceu em Darmstadt, capital do Grão-Ducado de Hesse. Depois de se formar na escola secundária (o Grand Ducal Gymnasium em Darmstadt), no outono de 1847 ingressou na Universidade de Giessen, com a intenção de estudar arquitetura. Depois de ouvir as palestras de Justus von Liebig em seu primeiro semestre, ele decidiu estudar química. Após quatro anos de estudo em Giessen e um breve serviço militar obrigatório, ele assumiu cargos de assistente temporário em Paris (1851–52), em Chur, Suíça (1852–53) e em Londres (1853–55), onde foi decisivamente influenciado por Alexandre Williamson. Seu doutorado em Giessen foi concedido no verão de 1852.

Teoria da estrutura química

Em 1856, Kekulé tornou-se Privatdozent na Universidade de Heidelberg. Em 1858, foi contratado como professor titular na Universidade de Ghent, depois em 1867 foi chamado para Bonn, onde permaneceu pelo resto de sua carreira. Baseando suas ideias nas de predecessores como Williamson, Charles Gerhardt, Edward Frankland, William Odling, Auguste Laurent, Charles-Adolphe Wurtz e outros, Kekulé foi o principal formulador da teoria da estrutura química (1857-1858). Essa teoria procede da ideia da valência atômica, especialmente a tetravalência do carbono (que Kekulé anunciou no final de 1857) e a capacidade dos átomos de carbono de se ligarem (anunciada em um artigo publicado em maio de 1858), até a determinação da ordem de ligação de todos os átomos de uma molécula. Archibald Scott Couper chegou independentemente à ideia da autoligação dos átomos de carbono (seu artigo apareceu em junho de 1858) e forneceu as primeiras fórmulas moleculares em que as linhas simbolizam as ligações que conectam os átomos. Para os químicos orgânicos, a teoria da estrutura forneceu uma nova e dramática clareza de compreensão e um guia confiável tanto para o trabalho analítico quanto especialmente para o trabalho sintético. Como consequência, o campo da química orgânica desenvolveu-se explosivamente a partir desse ponto. Entre aqueles que foram mais ativos nas primeiras investigações estruturais estavam, além de Kekulé e Couper, Frankland, Wurtz, Alexander Crum Brown, Emil Erlenmeyer e Alexander Butlerov.

A ideia de Kekulé de atribuir certos átomos a certas posições dentro da molécula e conectá-los esquematicamente usando o que ele chamou de "Verwandtschaftseinheiten" ("unidades de afinidade", agora chamadas de "valências" ou "ligações"), baseava-se amplamente em evidências de reações químicas, e não em métodos instrumentais que pudessem examinar diretamente na molécula, como a cristalografia de raios-X. Tais métodos físicos de determinação estrutural ainda não haviam sido desenvolvidos, então os químicos da época de Kekulé tinham que confiar quase inteiramente nos chamados métodos "úmidos" química. Alguns químicos, notadamente Hermann Kolbe, criticaram duramente o uso de fórmulas estruturais que eram oferecidas, segundo ele, sem comprovação. No entanto, a maioria dos químicos seguiu o exemplo de Kekulé na busca e desenvolvimento do que alguns chamaram de "clássico" teoria da estrutura, que foi modificada após a descoberta dos elétrons (1897) e o desenvolvimento da mecânica quântica (na década de 1920).

A ideia de que o número de valências de um determinado elemento era invariante era um componente chave da versão de Kekulé da química estrutural. Essa generalização sofreu muitas exceções e foi subseqüentemente substituída pela sugestão de que as valências eram fixadas em certos estados de oxidação. Por exemplo, o ácido periódico de acordo com a teoria da estrutura de Kekuléan poderia ser representado pela estrutura em cadeia I-O-O-O-O-H. Em contraste, a estrutura moderna do ácido (meta) periódico tem todos os quatro átomos de oxigênio ao redor do iodo em uma geometria tetraédrica.

Benzeno

Estrutura de Kekulé de benzeno com duplas ligações alternadas

O trabalho mais famoso de Kekulé foi sobre a estrutura do benzeno. Em 1865, Kekulé publicou um artigo em francês (pois ele ainda estava na Bélgica) sugerindo que a estrutura continha um anel de seis membros de átomos de carbono com ligações simples e duplas alternadas. No ano seguinte, ele publicou um artigo muito mais longo em alemão sobre o mesmo assunto.

A fórmula empírica do benzeno era conhecida há muito tempo, mas sua estrutura altamente insaturada era um desafio para determinar. Archibald Scott Couper em 1858 e Joseph Loschmidt em 1861 sugeriram possíveis estruturas que continham múltiplas ligações duplas ou múltiplos anéis, mas o estudo de compostos aromáticos estava em seus primeiros anos, e poucas evidências estavam disponíveis para ajudar os químicos a decidir sobre qualquer estrutura particular.

Mais evidências estavam disponíveis em 1865, especialmente em relação às relações dos isômeros aromáticos. Kekulé defendeu sua estrutura proposta considerando o número de isômeros observados para os derivados do benzeno. Para cada monoderivado de benzeno (C₆H₅X, onde X = Cl, OH, CH₃, NH₂, etc.) apenas um isômero foi encontrado, implicando que todos os seis carbonos são equivalentes, de modo que a substituição em qualquer carbono dá apenas um único produto possível. Para diderivados como as toluidinas, C₆H₄(NH₂)(CH₃), três isômeros foram observadas, para as quais Kekulé propôs estruturas com os dois átomos de carbono substituídos separados por uma, duas e três ligações carbono-carbono, posteriormente denominadas isômeros orto, meta e para, respectivamente.

A contagem de possíveis isômeros para diderivados foi, no entanto, criticada por Albert Ladenburg, um ex-aluno de Kekulé, que argumentou que a estrutura de Kekulé de 1865 implicava duas estruturas "orto" estruturas, dependendo se os carbonos substituídos são separados por uma ligação simples ou dupla. Como os ortoderivados do benzeno nunca foram realmente encontrados em mais de uma forma isomérica, Kekulé modificou sua proposta em 1872 e sugeriu que a molécula de benzeno oscila entre duas estruturas equivalentes, de modo que as ligações simples e duplas continuamente trocam de posições. Isso implica que todas as seis ligações carbono-carbono são equivalentes, pois cada uma é única na metade do tempo e dupla na outra metade. Uma base teórica mais firme para uma ideia semelhante foi posteriormente proposta em 1928 por Linus Pauling, que substituiu a oscilação de Kekulé pelo conceito de ressonância entre estruturas da mecânica quântica.

O sonho de Kekulé

O ouroboros, a inspiração de Kekulé para a estrutura do benzeno.

A nova compreensão do benzeno e, portanto, de todos os compostos aromáticos, provou ser tão importante para a química pura e aplicada depois de 1865 que, em 1890, a Sociedade Química Alemã organizou uma elaborada apreciação em homenagem a Kekulé, celebrando o vigésimo quinto aniversário de seu primeiro artigo sobre benzeno. Aqui Kekulé falou da criação da teoria. Ele disse que descobriu a forma de anel da molécula de benzeno depois de ter um devaneio ou devaneio de uma cobra agarrando sua própria cauda (este é um antigo símbolo conhecido como ouroboros). Este é provavelmente um exemplo do exercício de um estado imaginativo particular, envolvendo processos homoespaciais e janusianos, seguido de pensamento lógico passo a passo.

Uma descrição humorística semelhante do benzeno apareceu em 1886 no Berichte der Durstigen Chemischen Gesellschaft (Journal of the Thirsty Chemical Society), uma paródia do Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft i>, apenas a paródia tinha seis macacos se agarrando em um círculo, ao invés de uma única cobra como na anedota de Kekulé. Alguns historiadores sugeriram que a paródia era uma sátira da anedota da cobra, possivelmente já bem conhecida por transmissão oral, mesmo que ainda não tivesse aparecido impressa. Outros especularam que a história de Kekulé em 1890 foi uma re-paródia da paródia do macaco e foi uma mera invenção, e não uma lembrança de um evento em sua vida.

O discurso de Kekulé em 1890, no qual essas anedotas apareceram, foi traduzido para o inglês. Se alguém considerar a anedota como refletindo uma memória precisa de um evento real, as circunstâncias mencionadas na história sugerem que deve ter acontecido no início de 1862.

Ele contou outra anedota autobiográfica no mesmo discurso de 1890, de uma visão anterior de átomos e moléculas dançantes que levou à sua teoria da estrutura, publicada em maio de 1858. Isso aconteceu, afirmou ele, enquanto ele cavalgava no convés superior de um ônibus puxado por cavalos em Londres. Mais uma vez, se alguém considerar a anedota como refletindo uma memória precisa de um evento real, as circunstâncias relatadas na anedota sugerem que ela deve ter ocorrido no final do verão de 1855.

Funciona

• Lehrbuch der Organischen Chemie (em alemão). Vol. 1. Erlangen: Enke. 1859-1861.
• Lehrbuch der Organischen Chemie (em alemão). Vol. 2. Erlangen: Enke. 1862-1866.
• Lehrbuch der Organischen Chemie (em alemão). Vol. 3. Erlangen: Enke. 1867.
• Lehrbuch der Organischen Chemie (em alemão). Vol. 4. Stuttgart: Enke. 1880.
• Lehrbuch der Organischen Chemie (em alemão). Vol. 5. Stuttgart: Enke. 1881.
• Lehrbuch der Organischen Chemie (em alemão). Vol. 6. Stuttgart: Enke. 1882.
• Lehrbuch der Organischen Chemie (em alemão). Vol. 7. Stuttgart: Enke. 1887.

Honras

1964 Selo centenário da Alemanha Ocidental para a descoberta da fórmula molecular do benzeno.

Em 1895, Kekulé foi enobrecido pelo Kaiser Wilhelm II da Alemanha, dando-lhe o direito de adicionar "von Stradonitz" ao seu nome, referindo-se a uma posse de seus ancestrais patrilineares em Stradonice, Bohemia. Seu nome tornou-se então Friedrich August Kekule von Stradonitz, sem o sotaque francês no último "e" de seu nome, e esta é a forma do nome que algumas bibliotecas usam. Este título foi herdado por seu filho, o genealogista Stephan Kekule von Stradonitz. Dos cinco primeiros Prêmios Nobel de Química, os ex-alunos de Kekulé ganharam três: van 't Hoff em 1901, Fischer em 1902 e Baeyer em 1905.

Um monumento gigantesco de Kekulé, inaugurado em 1903, está situado em frente ao antigo Instituto de Química (concluído em 1868) na Universidade de Bonn. Sua estátua costuma ser decorada com humor por alunos, por exemplo para o Dia dos Namorados ou Halloween.