image49

Stanislao Cannizzaro nasce a Palermo il 13 luglio 1826. Compie i suoi primi studi nella città natale, in parte nel locale ginnasio e, a partire dal 1836, nel convitto Carolino-Calasanzio, senza però ricevere alcuna formazione scientifica, eccettuata la matematica. Nel 1841 si iscrive alla Facoltà di medicina dell’Università di Palermo, unica facoltà scientifica di questa università essendo le altre di teologia e diritto. Resta all’università fino al 1845, senza però conseguire la laurea. In questo periodo segue per tre anni di seguito il corso di fisiologia di Michele Foderà (1792-1848), un medico di qualche notorietà e prestigio. Sotto la direzione di questi, Cannizzaro esegue alcune ricerche sulla fisiologia del sistema nervoso sia in casa propria che in quella di Foderà, in quanto a Palermo non vi era un laboratorio di fisiologia. Spinto dai suoi studi di fisiologia, si interessa alla chimica e nel biennio 1842-43 segue il corso di Ettore Casoria, un modesto chimico siciliano e sotto la sua direzione svolge alcuni esercitazioni pratiche di chimica, ancora una volta a casa, essendo mancante anche un laboratorio di chimica.

Nel 1845 Cannizzaro si trasferisce a Napoli dove fa la conoscenza del fisico Macedonio Melloni, uno degli iniziatori degli studi sui raggi infrarossi, che lo fa assistere ad alcune sue ricerche, iniziandolo così all’impiego dei metodi sperimentali. Dal 20 settembre al 5 ottobre dello stesso anno Cannizzaro partecipa alla VII Adunanza degli scienziati italiani, dove – nella Sezione di zoologia, anatomia comparata e fisiologia – presenta tre comunicazioni sulla contrazione muscolare e sul sistema nervoso, frutto delle sue precedenti ricerche con Foderà. Alla fine del convegno, grazie ai buoni uffici di Melloni, Cannizzaro viene presentato a Raffaele Piria (1813-1865), il maggior chimico italiano dell’epoca, che all’Adunanza aveva svolto una importante relazione sulle sue ricerche sulla salicina. Piria offre a Cannizzaro un posto di preparatore straordinario nel suo laboratorio dell’Università di Pisa, dove nel biennio 1845-1847 avviene la sua vera formazione in chimica. A Pisa conosce anche Cesare Bertagnini (1827-1857) e Sebastiano De Luca (1820-1880), coi quali, insieme a Piria come leader, danno vita ad un primo nucleo di una scuola nazionale di chimica.

Nell’estate del 1847 Cannizzaro fa ritorno a Palermo e – malgrado l’attitudine legittimista della famiglia paterna – partecipa attivamente ai moti antiborbonici del 1848, falliti i quali Cannizzaro si imbarca per Marsiglia, in esilio. Giunto nella città francese egli riprende gli studi di chimica, prima con letture e poi visitando le industrie chimiche della Francia meridionale. Alla fine di ottobre si reca a Parigi dove entra in relazione – grazie ai buoni uffici di Piria – col chimico francese August Cahours (1813-1891) che, a sua volta, lo presenta al grande chimico organico Michel-Eugène Chevreul (1786-1889), nel cui laboratorio del Jardin des plantes viene ammesso a lavorare insieme al preparatore S. Clöetz col quale pubblicherà un lavoro sulla preparazione della cianammide e dei suoi derivati. Durante il suo soggiorno parigino, inoltre, assiste agli esperimenti di Edmond Fremy (1814-1894) e alle lezioni di calorimetria che Henri-Victor Regnault (1810-1878) teneva al Collège de France: queste lezioni saranno molto importanti nella formazione dello ‘stilé scientifico di Cannizzaro.

image49

Nel novembre 1851, su sollecitazione di Piria, si trasferisce ad Alessandria, dove era stato nominato professore di fisica e chimica del locale Collegio nazionale. Posizione questa molto periferica, ma nelle intenzioni del suo maestro il primo passo per una collocazione più adeguata alle Università di Torino o di Genova. Ad Alessandria, comunque, Cannizzaro continua le sue ricerche sulle cianammidi iniziate a Parigi e si tiene in stretto contatto epistolare coi suoi colleghi pisani. Nel 1853 porta a compimento la sua celebre ricerca sulla “dismutazione” dell’aldeide benzoica, in seguito detta appunto “reazione di Cannizzaro”, scoprendo anche l’alcool benzilico, il primo alcool della serie alifatica riconosciuto come tale. Cannizzaro chiarirà che in quella reazione si aveva una vera e propria ossidoriduzione, in cui l’aldeide benzoica per metà si ossidava ad acido benzoico e per metà si riduceva ad alcool benzilico. Successivamente il chimico siciliano applicherà questa reazione ad altre aldeidi aromatiche, scoprendo altri composti analoghi e omologhi. Continuerà i suoi studi sulle proprietà e reattività dell’alcool benzilico e dei suoi composti. Queste ricerche di chimica organica (chimica organica) sono poi sviluppate all’Università di Genova, dove, nell’ottobre del 1855, Cannizzaro diventa titolare della cattedra di chimica e dove dal 1857 al 1860 tiene anche l’incarico di chimica applicata alle costruzioni. Sempre a Genova, nel 1858, vede la luce l’opera maggiore di Cannizzaro, che avrà un ruolo decisivo nella costituzione della struttura teorica della chimica della seconda metà dell’Ottocento: il Sunto di un corso di filosofia chimica fatto nella R. Università di Genova, che porta come sottotitolo Lettera del prof. Stanislao Cannizzaro al prof. S. De Luca. Questo Sunto, pubblicato sulla rivista Nuovo Cimento, era stato preceduto da una anticipatrice Lezione sulla teoria atomica fatta nella R. Università di Genova e pubblicata, sempre nel 1858, nella modesta rivista Liguria medica.

image50
Sulla genesi del Sunto – lavoro teorico così eccentrico rispetto alle precedenti e successive ricerche di chimica organica – lo stesso Cannizzaro interverrà più volte, anche in maniera contraddittoria e circostanziale, sia per giustificarne il carattere epistolare, che la sua natura di ‘suntò di un corso di lezioni, ovvero il suo forte legame con una finalità didattica. Ora è vero che pubblicare un lavoro scientifico in forma di lettera non solo non era una novità, ma piuttosto una consuetudine, anche nella tradizione scientifica italiana: si pensi alle ‘lettere’ di Felice Fontana sulla chimica della respirazione o delle arie (Felice Fontana) o a quelle di Alessandro Volta sui fenomeni elettrici (Alessandro Volta), o, per tornare a considerazioni di carattere più generale, a quella, celebre, del 1814 con la quale André-Marie Ampère comunicava al chimico Berthollet le sue idee sulla combinabilità delle sostanze allo stato gassoso e nella quale enunciava un principio analogo a quello sostenuto nel 1811 da Amedeo Avogadro (la ‘lettera’ di Ampère era certamente ben nota a Cannizzaro, che potrebbe averne mutuato l’idea). Tuttavia la spiegazione più verosimile sembra essere quella contenuta nel discorso del 1891 – La scienza e la scuola – tenuto in occasione dell’attribuzione a Cannizzaro della prestigiosa medaglia Coopley da parte della Royal Society in cui finalità didattiche e teoretiche si collegano strettamente. In realtà quella che Cannizzaro si propone di insegnare ai suoi allievi genovesi ( e ai chimici del suo tempo) è una nuova interpretazione della chimica che passava attraverso un processo di chiarificazione storico-epistemologica delle teorie di questa disciplina, a partire dal momento dell’affermazione della teoria atomica daltoniana e della sua coniugazione con la teoria elettrochimica di Jöns Jacob Berzelius (atomi ed elementi  Amedeo Avogadro).

Che l’aspetto didattico, sempre presente nelle riflessioni cannizzariane, si fondesse strettamente in lui con quello teoretico e con la necessità di proporre una versione unificata della scienza chimica della seconda metà del secolo XIX, che viveva una incredibile stagione di sparpagliamento teorico e linguistico, è testimoniato appunto dallo scarto nelle ricerche di Cannizzaro che si verifica negli anni 1856-1858. Il chimico siciliano, infatti, passa da quelle di chimica organica, sopra menzionate, a quelle di chimica-fisica o di chimica teorica, per esempio a proposito della memoria Della dissociazione ossia della scomposizione dei corpi sotto l’influenza del calore pubblicata nel 1857 da Henri Sainte-Claire Deville (1818-1881). Cannizzaro vede nel lavoro del chimico francese la soluzione delle cosiddette “densità anomale” del cloruro d’ammonio e del pentacloruro di fosforo, che risultavano maggiori di quelle previste dal principiodi Avogadro e Ampère e che avevano condotto il chimico Charles Gerhardt (1816-1856) ad abbandonare per la chimica inorganica quel princìpi o. In realtà si erano misurate le densità di un miscuglio di molecole diverse, ottenuto per dissociazione del composto di partenza e quindi l’apparente anomalia rispetto al principio di Avogadro e di Ampère, era spiegabile e rendeva quest’ultimo di nuovo valido per tutta la chimica. “Noi invece” – affermava infatti, conclusivamente, Cannizzaro già nel 1857 – “crediamo che non vi sia eccezione alla legge generale, che volumi eguali dei corpi aeriformi in eguali condizioni contengono un egual numero di molecole, e crediamo che le apparenti anomalie dispariranno sottomesse a rigoroso esame”.

Nello stesso volume del Nuovo Cimento del 1858 in cui veniva pubblicato il Sunto si trovava anche una Nota, sempre di Cannizzaro, sulla condensazione di vapore, nella quale egli rivendica la priorità delle conclusioni da trarre a proposito delle ricerche di Sainte-Claire Deville, rispetto a una nota successiva di Hermann Kopp (1817-1892), apparsa nello stesso anno nei più diffusi e prestigiosi Annalen der Chemie und Pharmacie, nella quale il chimico tedesco arrivava alle stesse conclusioni teoriche di quello italiano, il quale, però, terrà a ribadire la priorità delle sue idee: “Questa legge generale [la legge di Avogadro] forma il punto di partenza della teoria atomica che professo da due anni nell’Università di Genova, della quale ho già pubblicato una prima lezione, e ho da un mese rimesso un sunto per essere pubblicato nel Nuovo Cimento ciò che spero sarà fatto presto”. “Da due anni”: cioè Cannizzaro era arrivato alle sue conclusioni di “filosofia chimica” già nel 1856. In effetti nella prelezione dell’anno accademico 1855-1856 intitolata La chimica e le scienze naturali Cannizzaro considera la teoria atomica la chiave di volta per la comprensione dell’intera fenomenologia chimica: “La vera teoria atomica, cioè la completa teoria delle azioni molecolari, è la più sublime alla quale aspira la filosofia naturale”.

È impossibile descrivere, anche sommariamente, lo stato della chimica all’epoca del Sunto, né tutte le implicazioni teoriche in esso contenute. Del resto lo stesso Cannizzaro, in più occasioni, ha ripercorso la storia della teoria atomica e della chimica della sua epoca, inserendovi le conclusioni alle quali era giunto e che aveva poi rese pubbliche nel suo importante saggio: in particolare nelle Notizie storiche e considerazioni sulla applicazione della teoria atomica alla chimica e sui sistemi di formule esprimenti la costituzione dei composti (1871); nel Discorso Faraday Sui limiti e sulla forma dell’insegnamento teorico della chimica (1872) e nel Discorso di apertura della Classe III del I Congresso della Società Italiana per il Progresso delle Scienze (1875). La ricostruzione storica di Cannizzaro, però, era fortemente funzionale allo scopo – allo stesso tempo teorico ed epistemologico – di dimostrare la validità della ipotesi atomico-molecolare, rettificata e unificata dal principio di Avogadro, secondo l’interpretazione che di questo dava Cannizzaro stesso. La storia cannizzariana era dunque una ricostruzione razionale delle vicende della chimica post-lavoisieriana avente come asse quelle ricerche chimiche e fisiche che, pur essendo indipendenti fra loro, concorrevano tuttavia, in ultima istanza, alla dimostrazione del carattere di verità di quel princìpi o, il quale, proprio per questa sua ‘inconscia’, sotterranea, centralità, possedeva uno statuto epistemologico particolare. Esso, secondo Cannizzaro, era “qualcosa di più di una semplice finzione scientifica”, semmai “o la verità stessa o la sua immagine attraverso i mezzi che si interpongono tra la nostra intelligenza e la realtà”.

Nel Sunto sono presenti notevoli innovazioni teoriche. Innanzitutto la cosiddetta legge degli atomi, caposaldo della concezione chimica cannizzariana, così ricavata: per determinare i pesi atomici degli elementi contenuti in un composto, dopo aver determinato il peso molecolare mediante il calcolo delle densità di vapore “se ne fa l’analisi elementare, ossia si scoprono i rapporti costanti tra’ pesi componenti; quindi si divide il peso della molecola in parti proporzionali ai numeri esprimenti i pesi relativi dei componenti, e così si hanno le quantità di loro contenute nella molecola del composto, riferite alla medesima unità alla quale sono riferiti i pesi di tutte le molecole…Comparate…le varie quantità dello stesso elemento, contenute sia nella molecola del corpo libero, sia in quelle di tutti i diversi composti, e non vi potrà sfuggire la seguente legge: le varie quantità dello stesso elemento contenute in diverse molecole son tutte multiple intere di una medesima quantità, la quale entrando sempre intera, deve a ragione chiamarsi atomo“. Cannizzaro, quindi, sosteneva una concezione ontologicamente ‘debole’ della struttura atomica della materia. Anche per Cannizzaro, infatti, l’atomo è la più piccola parte indivisibile della materia, ma solo relativamente alle forze chimiche utilizzate, cioè solo all’interno di determinate condizioni sperimentali. Già nella Lezione sulla teoria atomica, del resto, a proposito del fatto che mezza molecola di idrogeno era la quantità minima di questo elemento che si ritrovava in tutti i composti idrogenati, egli aveva affermato che “diamo a questa minima quantità il nome di atomo; per ciò diciamo essere la molecola dell’idrogeno composta di due atomi. Nel dir ciò noi non asseveriamo che ciascun di questi atomi non contenga parti distinte, ma non vogliamo altro esprimere che il seguente fatto: ciascuno di questi atomi non si subdivide mai in quella sfera di azioni chimiche che siamo giunti a produrre; potrebbe darsi che, estendendo i nostri mezzi analitici, giungeremo a scoprire una ulteriore divisione della mezza molecola di idrogeno”. Posizione ribadita nel Sunto dove, dopo aver enunciato la legge degli atomi, sopra esposta, sosteneva che sia la “mezza molecola” (atomo) di idrogeno, che l’intera “molecola” (atomo) di mercurio erano “indivisibili almeno nella sfera delle azioni chimiche attualmente note. Tu [S. De Luca] ti accorgi bene che con quest’ultima espressione io scanso la questione: se si possa giungere a dividere ulteriormente questa quantità”.

Il carattere ontologicamente ‘debole’ della concezione cannizzariana si articola in due ulteriori momenti teorici molto importanti, entrambi fondati sul carattere relazionale dei concetti di “atomo” e di “molecola” .

Il primo riguarda il carattere relativo dei concetti di “atomo” e di “molecola” – e della loro caratterizzazione quantitativa nel senso del peso atomico e del peso molecolare – versus l’idea della necessità di una determinazione del loro peso assoluto, ovvero contro ipotesi sulla loro reale natura e struttura. Su questo Cannizzaro sarà assai chiaro e determinato nel rivendicare all’atomo e al peso atomico, alla molecola e al peso molecolare, una caratteristica relativa non solo, come abbiamo appena visto, alle forze chimiche e fisiche in gioco, ma anche ad un peso atomico e molecolare presi come unità di riferimento (quelli dell’idrogeno) ai quali riferire tutti gli altri: in questo senso l’atomo veniva identificato col suo peso atomico, e la molecola con il suo peso molecolare, e la materia in generale, come vedremo meglio in seguito, con la ponderabilità. L’idea di un peso assoluto dell’atomo (e della molecola) per il chimico italiano era inutile e fuorviante per lo stabilimento di una teoria atomica e molecolare ben fondata, e dalla quale era bene che i chimici si liberassero rapidamente. Ciò che contava, per Cannizzaro, erano piuttosto i rapporti fra i vari pesi in gioco nelle trasformazioni chimiche: “Noi non possiamo conoscere i pesi delle molecole comparati ai pesi a noi noti, ma possiamo conoscere i loro pesi relativi. Così possiamo dire che la molecola del bromo pesa 80 volte quella dell’idrogeno. Nell’indicare i pesi relativi delle molecole bisogna scegliere una unità alla quale riferirli. Che cosa vi ha di più semplice che di prendere per unità il peso di quella molecola che è minore, cioè il peso della molecola di idrogeno ? Ma siccome vogliamo anche conoscere i pesi relativi degli atomi dei corpi semplici e compararli coi pesi delle loro molecole e di quelle dei loro composti, così conviene scegliere una unità comune pei pesi sì degli atomi che delle molecole. Avendo scoperto che la mezza molecola di idrogeno è l’atomo di questo corpo e che esso è il meno pesante tra gli atomi di tutti gli altri, perciò prenderemo il peso di questa mezza molecola per unità, a cui riferire i pesi, sì degli atomi dei corpi semplici come delle molecole di loro, e dei loro composti”. Così nella Lezione sulla teoria atomica. Nel Sunto dimostrerà che anche utilizzando un supposto peso atomico reale dell’atomo di idrogeno i pesi atomici reali, ma sempre relativi, degli altri elementi sarebbero rimasti invariati. Una volta scelta l’unità di riferimento diventava inessenziale arrivare a livelli di realtà, come quella microscopica degli eventuali atomi ‘realì, irraggiungibile con i mezzi sperimentali noti: “Tutti i numeri contenuti nel quadro precedente sono comparabili tra di loro, essendo riferiti alla medesima unità. È per piantare ciò bene in mente ai miei allievi, ricorro ad un artificio semplicissimo, cioè dico loro: supponete che si dimostrasse che la mezza molecola dell’idrogeno pesasse un milionesimo di milligrammo, allora tutti i numeri del quadro precedente divengono numeri concreti, esprimendo in milionesimi di milligrammi i pesi concreti delle molecole e dei loro componenti; lo stesso seguirebbe se l’unità comune avesse un altro valore concreto, e così li conduco a farsi un concetto ben chiaro della comparabilità di questi numeri, qualunque sia il valore concreto dell’unità comune. Una volta che questo artificio ha servito al suo scopo, mi affretto a distruggerlo esponendo come non si può in realtà conoscere il valore concreto di questa unità…Fo presso a poco come gli ingegneri, i quali distruggono le armature in legno che hanno servito a costruire i ponti appena essi possono reggersi da loro stessi” .

Nel Discorso Faraday del 1872, dopo aver ripreso l’esempio appena citato, di nuovo presentato come artificio puramente didattico, Cannizzaro concludeva enfaticamente che in questo modo, nei confronti dei suoi allievi, egli giungeva “a far emancipare questi spiriti dal valore concreto dell’unità e farli contentare della contemplazione de’ rapporti ed impiegare con confidenza i numeri che li esprimono”.

Il secondo momento riguardava il fatto che la definizione di atomo era un derivato rispetto a quello di molecola, ovvero questi due concetti si implicavano a vicenda. Oggi siamo abituati a pensare che prima viene l’atomo con le sue proprietà distintive e poi la molecola che comprende parte o tutte le proprietà degli atomi componenti. Non è così per Cannizzaro, per il quale il punto di partenza, è la realtà delle molecole semplici o composte dei corpi e poi, di conseguenza, la realtà degli atomi, definiti, come abbiamo ripetutamente visto, come la più piccola quantità di un elemento che partecipa alla composizione delle molecole dei diversi corpi semplici o composti, ma entrambi complessi. Tutti i suoi lavori sulla teoria atomica e molecolare stanno a dimostrare chiaramente tale posizione, compresa soprattutto la sua legge degli atomi. Del resto, ancora più esplicitamente, egli lo affermerà nel Discorso di apertura della Classe III del I Congresso della Società Ialiana per il Progresso delle Scienze del 1875. In esso Cannizzaro ribadisce più volte che “gli atomi così dimostrati non sono che una legge della composizione delle molecole, e non potrà mai farsi dei primi un concetto indipendente da quello delle seconde”. A queste due posizioni Cannizzaro rimarrà sostenzialmente fedele, anche quando gli studi di spettroscopia, soprattutto quelli di Joseph Norman Lockyer e William Crookes nella seconda metà del XIX secolo, metteranno in discusione il carattere indivisibile dell’atomo (atomi ed elementi). Di fronte a queste nuove serie emergenze, Cannizzaro, forte della sua ontologia relativistica, si pone in maniera aperta (contrariamente ad altri chimici, come Dmitrij Ivanovic Mendeleev). Infatti, sempre nel Discorso del 1875, proprio a proposito delle ipotesi di Lockyer e delle differenti interpretazioni degli spettri delle sostanze elementari e composte, Cannizzaro lascerà aperte – come cose da risolvere dalla scienza futura – le questioni sollevate dai spettroscopisti inglesi: “Inoltre non abbiamo potuto ancora conciliare il calcolo colla esperienza per ciò che riguarda i calorici specifici dei gas, le cui molecole sono fatte da più atomi. Abbiamo raccolto sufficienti ragioni per ammettere che oltre il movimento delle intere molecole, ossia dei loro centri di massa, evvi in esse un movimento interno, che impiega una parte dell’energia calorifica comunicata ai corpi. Ma nulla sappiamo della natura di questo moto e delle parti materiali che l’eseguono. Le vibrazioni luminose che i corpi gassosi incandescenti emettono o assorbono, dipendono dalla natura intima delle molecole; ciascuna di esse, usando la bella comparazione di Stokes, vibra la sua nota fondamentale e le sue note armoniche; ma queste vibrazioni sono dovute ai moti interni degli atomi chimici dentro le molecole, o a moti interni dentro gli atomi stessi ? Sono vibrazioni molecolari, o vibrazioni atomiche ? Dobbiamo considerare gli atomi chimici come punti incapaci di qualsiasi moto interno e veramente indivisibili, o invece porzioni di materia, le quali si sogliono trasportare intere dall’una all’altra molecola nella sfera d’azioni chimiche sinora studiate, ma che pur contengono parti dotate di moto relativo ? Quale e quanta influenza ha nella natura di queste vibrazioni la natura delle molecole ? Quali e quante le azioni scambievoli tra l’una e l’altra di esse ? Quale e quanta l’azione tra esse e quel mezzo elastico, l’etere, che riceve e trasmette le vibrazioni medesime ? Per quanto si sia sinora discorso da Lockyer e da altri di queste cose, nulla se ne può sinora affermare con precisione e sufficiente probabilità”

Comunque egli tenderà a ribadire la sua particolare concezione dello statuto teorico degli atomi e delle molecole, che abbiamo ripetutamente vista, come l’unica basata su una certezza ormai ampiamente consolidata e in qualche modo indipendente da qualsiasi ipotesi sulla struttura ultima della materia: “Sinora, voglio pure ripeterlo, la sola nozione esatta e precisa che abbiamo intorno agli atomi, è quella che risulta comparando la composizione ponderale delle molecole, coll’ applicazione della teoria dell’egual numero di esse in volumi gassosi eguali in eguali condizioni”.

Ancora una volta è il principiodi Avogadro, cioè quel “termine fisso” verso il quale tendeva il cammino progressivo e complicato e complessivamente inconsapevole della scienza, – il “giro lungo della scienza inconscia”- ad essere il centro di verità della idee di Cannizzaro, in quanto per lui quel principio, come si è visto, è in effetti “o la verità stessa o la sua immagine attraverso i mezzi che s’interpongono tra la nostra intelligenza e la realtà”.

Nel Sunto, inoltre, è contenuto anche un notevole contributo alla teoria della valenza, che ben si inserisce nelle contemporanee ricerche sull’argomento portate avanti da E. Frankland (1852), W. Odling (1851,1852), A. Kekulé (1857,1858), A. Cooper (1858): Cannizzaro, infatti, ammette la polivalenza e la valenza variabile degli elementi. Invece, avanti nel tempo, egli non sarà affatto convinto del carattere geometrico e direzionale del legame chimico, elaborato dalle teorie della struttura della fine del secolo XIX; e ciò in quanto sostenitore (con Mendeleev) di un modello attrazionista, planetario, delle relazioni degli atomi costituenti le molecole, tramite il quale piuttosto che la disposizione tridimensionale degli atomi e delle molecole, l’enfasi veniva posta sulla massa, sulla ponderabilità, e sulla attrazione reciproche delle masse atomiche. Per Cannizzaro ogni atomo è caratterizzato da uno specifico peso, cioè dalla massa, che era l’aspetto determinante e fondativo di tutte le proprietà e le combinazioni chimiche delle sostanze elementari; combinazioni che avvenivano mediante rapporti ponderali semplici (atomi ed elementi).

Ancora nel Discorso Faraday del 1872, quasi contemporaneamente alle prime ricerche di Lokyer, il chimico italiano insiste sul carattere aritmetico e ponderale delle proprietà degli atomi e delle molecole; sulla non rilevanza delle loro caratteristiche geometrico-spaziali, ovvero sul fatto che i concetti di atomo e di molecola (come riunione o giustapposizione di atomi) “sono spogliati d’ogni immagine di forma, di grandezza, di distanza, di continuità o discontinuità. La sola proprietà che sia intimamente legata a questo concetto è la ponderabilità, cioè la massa, la definizione stessa della materia”. Questa posizione è inserita all’interno di una critica alle teorie del legame chimico; ovvero al fatto che i legami chimici si costituissero distintamente fra atomi diversi, a seconda della valenza, e in maniera spazialmente differenziata. Probabilmente Cannizzaro è a conoscenza del fatto che lo stesso Mendeleev, un anno prima, proprio nella grande memoria del 1871 sulla legge della periodicità, aveva fortemente criticato le teorie del legame, ribadendo la sua idea ‘newtoniana’ del mondo microscopico degli atomi come sistema dinamico di piccoli corpi indivisibili dotati di masse diverse, fra i quali agivano in maniera differenziata le forze chimiche delle affinità. Anche Cannizzaro ritiene che la dinamica molecolare e atomica sia analoga a quella celeste. Anch’egli ha come modello di riferimento quella meccanica classica che a partire dall’opera di Galilei era arrivata al grande modello del ‘sistema del mondo’ di Newton: “Avendo noi acquistati i mezzi non di vedere ma di dedurre dai fenomeni sensibili ciò che siegue nelle molecole, possiamo ora fare e stiamo facendo per esse un lavoro press’a poco equivalente a quello fatto pei pianeti da Ticone Brahe e da Keplero. Verrà poi l’opera dei Newton, quando i risultati sperimentali saranno meglio aggregati in leggi, ed i matematici avranno adattato al bisogno lo strumento del calcolo”. Ma fedele al suo credo di una marcia lenta e progressiva della scienza, di un suo farsi incessante e soprattutto socialmente allargato, cooperativo e collettivo, egli aggiunge: “Ma senza aspirare al dono della profezia, sin d’ora può prevedersi che non sarà l’opera di un solo Newton che fonderà la meccanica atomica; cioè la luce non si farà tutta ad una volta, ma verrà poco a poco”. Ma anche Cannizzaro, seppur diversamente in parte da Mendeleev, è consapevole che la “meccanica chimica” era diversa per molti aspetti da quella newtoniana, poiché implica molti più oggetti e cause, è quindi molto più complessa richiedendo un ulteriore sviluppo delle matematiche, come già aveva affermato nella già citata prelezione del 1856: “La vera teoria atomica, cioè la completa teoria delle azioni molecolari, è la più sublime meta alla quale aspira la filosofia naturale. E noi ne siamo ancora lontanissimi. Le vie da giungervi son lunghe e difficili…Per giungere alla teoria della gravitazione universale, bisognò all’intelligenza umana fare un lungo cammino. Ma quanto sono più complessi i fenomeni molecolari, quanti maggiori gli elementi che devono entrare nel loro calcolo ! Decifrare l’influenza relativa di tutte le cause, che intervengono alla loro produzione, partendo dai risultati complessi, trovare le leggi semplici di azione di ciascuna è tal problema, che al suo paragone quello della meccanica celeste è un giuoco da fanciulli. E se per risolvere questo bisognò accumulare e comparare tante osservazioni, e lentamente percorrere tutti gli stadii di una teoria fisica, quanto saranno maggiori i fatti che bisogna raccogliere, quanto maggiore l’accorgimento nel compararli ed ordinarli, quanto più lungo il cammino da percorrere per giungere alla vera teoria atomica. Non ostante questa è la meta, a cui oggi mira la filosofia naturale”.

Ma uno dei meriti principali del Sunto è stato quello di determinare esattamente i pesi atomici di numerosi elementi e che furono successivamente utilizzati da J. Lothar Meyer e Mendeleev per le loro classificazioni degli elementi. Questi due chimici avevano appreso il contenuto del saggio di Cannizzaro al Congresso di Karlsruhe convocato da alcuni dei più importanti chimici dell’epoca e al quale parteciparono circa 130 chimici europei. Il programma del convegno era il seguente : 1) definizione di importanti concetti chimici come quelli espressi dalle parole atomo, molecola, equivalente, atomico, basico; 2) esame della questione degli equivalenti e delle formule chimiche; fissazione di una notazione e di una nomenclatura uniformi. Cannizzaro si trova a combattere su più fronti: da una parte gli ‘atomisti’, che però confondono ‘atomo’ con ‘molecola’, alcuni dei quali, seguaci di Berzelius, non ammettono nessuna differenza fra i due concetti; altri, come Dumas e Kekulé, distinguono l”atomo chimico’ dall”atomo fisico’ ed entrambi dalla ‘molecola’; dall’altra, infine, gli ‘equivalentisti’ che al concetto di ‘atomo’, ritenuto indeterminato e sperimentalmente poco fondato, preferiscono quello di ‘equivalente’ basato fenomenicamente sui rapporti ponderali fra le diverse sostanze elementari che entrano in un composto, e che vengono considerati più saldamente ancorati alla pratica dell’analisi chimica. Cannizzaro interviene nelle sedute del 4 e del 5 settembre, ribadendo con forza le idee contenute nel Sunto. Il congresso si scioglie senza nessuna conclusione unitaria, ma le posizioni dello scienziato italiano – che ha avuto l’accortezza di diffondere una copia del suo articolo – lentamente si faranno strada. Fra i primi sostenitori vi sono Lothar Meyer e Mendeleev. Il primo – che rimarrà quasi istantaneamente illuminato dalla lettura del saggio cannizzariano – riprodurrà il contenuto di questo nel suo trattato Die modernen Theorien der Chemie del 1864 e nel 1870 lo porrà alla base di un suo sistema di classificazione degli elementi. Il secondo altrettanto colpito dal discorso di Cannizzaro tenuto a Karlsruhe, farà delle idee e dei pesi atomici contenuti nel Sunto il fondamento della sua celebre tavola della classificazione degli elementi secondo la cosiddetta “legge della periodicità” (1869-1871) (atomi ed elementi). Così Mendeleev ricorderà, quasi trent’anni dopo, l’intervento del chimico italiano: “Tornando all’epoca che finiva negli anni Sessanta è opportuno indicare tre serie di dati senza la cui conoscenza non sarebbe stato possibile scoprire la legge periodica, e che resero la sua apparizione naturale e comprensibile. In primo luogo, fu a quell’epoca che divenne definitivamente noto il valore numerico dei pesi atomici. Dieci anni prima una tale conoscenza non esisteva affatto, come può essere arguito dal fatto che, nel 1860, chimici delle varie parti del mondo si diedero convegno a Karlsruhe per poter giungere a un qualche accordo, se non sulle concezioni relative agli atomi, almeno sulla loro rappresentazione definita. Molti dei presenti probabilmente ricordano quanto vane furono le speranze di giungere a un’intesa, e quanto terreno fu guadagnato a quel congresso dai seguaci della teoria unitaria così brillantemente rappresentata da Cannizzaro. Ricordo con chiarezza l’impressione prodotta dai suoi discorsi, che non ammettevano alcun compromesso, e sembravano appellarsi alla verità stessa, sulla base delle concezioni di Avogadro, Gerhardt e Regnault, che a quel tempo erano lungi dall’essere generalmente riconosciute. E sebbene non si potesse arrivare ad alcuna intesa, tuttavia lo scopo della riunione fu raggiunto, poiché le idee di Cannizzaro risultarono, dopo alcuni anni, le sole in grado di superare il vaglio critico, rappresentando un atomo come ‘la più piccola parte di un elemento che entra in una molecola di un suo composto’. Soltanto tali pesi atomici reali – non quelli convenzionali – potevano costituire una base idonea per la generalizzazione”.

Nell’estate del 1860, prima di partecipare a questo importante evento, momento decisivo per la sua fama di chimico teorico a livello internazionale, Cannizzaro era rientrato Palermo, dopo lo sbarco di Giuseppe Garibaldi e dei suoi ‘Mille’ in Sicilia, per contribuire alla riuscita dell’impresa. Qui viene chiamato a far parte del Consiglio di Stato straordinario “incaricato di studiare ed esporre al governo quali sarebbero nella costituzione della grande famiglia italiana gli ordini e le istituzioni su cui convenga portare l’attenzione, perché rimangano conciliati i bisogni peculiari della Sicilia con quelli dell’unità e prosperità della Nazione italiana”.

Nel 1861, ottenuta la cattedra di chimica organica e inorganica dell’Università di Palermo, organizza un laboratorio altamente qualificato nel quale collaborano molti chimici di valore, italiani e stranieri: Emanuele Paternò, G. Koerner, A.Lieben, Ugo Schiff. Riprende le sue ricerche di chimica organica sui radicali dell’alcool benzoico, dell’alcool cuminico, e dell’alcool anisico; sulla serie toluica, anisica e cuminica e sulle benzilammine. Queste ricerche sono state importanti per la elaborazione da parte di August Kekulé della ipotesi sulla costituzione ciclica ed esagonale della struttura del benzene. Nel 1866 – nella nota Intorno agli alcaloidi derivati dall’alcool benzilico – Cannizzaro non solo conferma l’ipotesi di Kekulé ma propone il nome di “ossidrile” per il gruppo funzionale -OH, mettendone in evidenza la diversità di comportamento negli alcool, nei fenoli e negli acidi carbossilici.

Nell’ottobre del 1870, insieme a L. Gabba, F. Selmi, P. Tassinari, D. D’Amato, E. Paternò e U. Schiff decide di fondare una rivista periodica interamente dedicata alla chimica: la Gazzetta chimica italiana, che vede la luce nel 1871 e di cui è il primo direttore.

image51Dopo l’annessione di Roma all’Italia e la sua proclamazione a capitale del Regno, Cannizzaro viene chiamato a ricoprire la cattedra di chimica generale dell’Università romana e, contemporaneamente, viene nominato senatore. Per la quarta volta – dopo Alessandria, Genova e Palermo – organizza un nuovo laboratorio chimico, nell’orto del vecchio convento di S. Lorenzo in Panisperna. A Roma egli insegna per quaranta anni portando avanti numerosi lavori di chimica organica: sulla monobenzilurea, sull’azione dei cloruri del cianogeno gassoso e liquido sull’alcool benzilico e poi sulla santonina di cui determinò la formula bruta. Sulla santonina pubblicò una trentina di lavori da solo o con i suoi collaboratori fino al 1896. Molto importanti sono le ricerche fotochimiche sulla santonina e sui suoi derivati.

Con la ricerca e con l’insegnamento Cannizzaro diede vita a una vera e propria “scuola di chimica romana” dalla quale uscirono scienziati di grande valore come G. Bargellini, G. Carnelutti, G. Ciamician, L. Francesconi, P. Gucci, A. Miolati, R. Nasini, V. Villavecchia. Cannizzaro, inoltre, ha svolto una intensa attività politica e di organizzatore della istruzione pubblica e della ricerca italiane. È stato vicepresidente del Senato del Regno, membro di varie commissione della camera vitalizia, fra le quali quella delle finanze. Nel 1886 viene nominato direttore del Laboratorio chimico delle gabelle, carica che ricopre per dieci anni. Egli ha riformato radicalmente questa istituzione, suddividendola in due sezioni: una concernente i tabacchi, e l’altra le analisi merceologiche per l’applicazione delle tariffe doganali e di fabbricazione, quest’ultima prenderà il nome prenderà il nome di Laboratorio chimico delle dogane e imposte dirette. Assai avanzato in fatto di promozione della ricerca scientifica e tecnica e della istruzione pubblica e nella difesa della laicità dello Stato, era molto conservatore nei confronti delle questioni sociali. Cannizzaro muore a Roma il 10 maggio 1910.