Articolo di Valentina Domenici
Il 2026 è un anno importante per i chimici italiani e non solo: 250 anni fa nasceva infatti Amedeo Avogadro, a cui è associata una delle costanti fondamentali della scienza: il numero di Avogadro. Esattamente cinquanta anni dopo nasceva un altro chimico di grande spessore, Stanislao Cannizzaro, destinato a lasciare tracce in vari ambiti della chimica e anche della politica dei primi decenni del Regno d’Italia. Entrambe queste figure non sono molto conosciute dagli studenti della scuola secondaria e sono trattate assai superficialmente nei libri di testo scolastici. Il corso di ‘Storia della Chimica ed elementi di didattica’ per gli studenti del primo anno del corso di laurea in chimica si è arricchito quest’anno di un progetto speciale di didattica, finanziato dall’ateneo di Pisa, intitolato: ‘Leggiamoci un libro! Attività di approfondimento sulla storia della chimica nel XIX secolo’.
Il progetto ha avuto l’obiettivo di approfondire la vita e i contributi di Amedeo Avogadro e Stanislao Cannizzaro grazie alla lettura guidata di alcuni libri e di estratti da fonti originali che si è conclusa con una attività cooperativa di approfondimento sui due scienziati italiani.
Introduzione
La teoria atomico-molecolare viene storicamente collocata tra l’opera pubblicata da John Dalton nel 1808,1 in cui il chimico britannico spiega i punti fondamentali della sua teoria atomica e introduce il concetto di peso atomico, e il primo congresso internazionale di chimica tenuto a Karlsruhe nel 1860.2 In realtà il periodo che portò ad una chiara e condivisa formulazione delle definizioni di atomo e di molecola è molto più ampio. Di questa storia assai complessa e ricca di scienziati, per lo più chimici, rimangono generalmente poche e sintetiche righe nei manuali scolastici. La teoria atomico-molecolare, infatti, viene spesso ridotta all’enunciazione di una serie di leggi, le leggi ponderali, e di principi associati a nomi di scienziati di cui generalmente non viene approfondita la storia e il contesto scientifico in cui hanno operato.3 Tra questi scienziati c’è sicuramente Amedeo Avogadro, con la sua famosa ipotesi pubblicata nel 1811 (‘volumi uguali di sostanze diverse alle stesse condizioni di temperatura e pressione contengono lo stesso numero di particelle’)2 che portò a definire il famoso numero di Avogadro, numero che per altro lui mai determinò durante la sua vita. In questa lista di leggi e di scienziati associati alla teoria atomico-molecolare, quasi mai viene ricordato l’altro grande chimico italiano, Stanislao Cannizzaro, che tanto invece contribuì a chiarire i concetti di atomo e di molecola, fornendo una chiave pratica per determinare i pesi atomici e i pesi molecolari delle sostanze chimiche.
Amedeo Avogadro, tra falsi storici e rivisitazioni recenti
Amedeo Avogadro nacque a Torino nel 1776 (Figura 1) da una famiglia nobile, dalla lunga tradizione nell’avvocatura, e fu a questa professione che inizialmente si dedicò. L’interesse per la scienza derivò certamente da varie frequentazioni, come quella con l’abate Anton Maria Vassalli, e da letture approfondite in un periodo di particolare fervore della scienza piemontese, che consentirono ben presto ad Amedeo Avogadro di maneggiare con una certa destrezza principi matematici e fisici, nonché conoscere le più moderne idee riguardo la materia e la nascente chimica.4,5 Non molti sanno che il suo primo lavoro scientifico, scritto insieme al fratello, fu un saggio dedicato all’elettrologia,6 ovvero la scienza dell’elettricità.
Figura 1. Targa sulla casa di Amedeo Avogadro a Quaregna. Immagine da Wikicommons
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Memoriale_Avogadro_di_Quaregna.jpg
In questo saggio, scritto in francese, lingua ufficiale del Regno di Sardegna, Avogadro mostrò le sue conoscenze sugli esperimenti e sulle teorie allora note riguardo ai fenomeni elettrostatici, al comportamento dei dielettrici e al trasferimento dell’elettricità da un corpo ad un altro. D’altra parte, oggi diremmo che questo argomento era un ‘hot topic’ del momento: molti scienziati si erano interessati all’elettrologia grazie anche ad una disputa scientifica tra Luigi Galvani e Alessandro Volta. Il primo pensava all’esistenza di un fluido elettrico presente negli esseri viventi, mentre il secondo dimostrò che l’elettricità era dovuta alle proprietà dei metalli, ed era contrario all’esistenza di un fluido elettrico animale. Avogadro, che era più propenso alla teoria di Volta, dimostrò di conoscere a fondo la letteratura scientifica del tempo, dai contributi di Coulomb alle teorie di Hauy e di Franklin, e sembra che furono proprio questi suoi primi interessi scientifici a portarlo a sviluppare le sue famose ipotesi sulla composizione della materia a livello sub-microscopico.
Nell’immaginario collettivo Amedeo Avogadro è visto come uno scienziato solitario, isolato e anche un po’ sfortunato, perché le sue idee sulla natura della materia non ebbero grande diffusione, se non dopo la sua morte. Gli storici ci raccontano però una verità un po’ diversa.4,5,7 La carriera nella scienza di Amedeo Avogadro non fu facile, ma questo fu dovuto soprattutto alle vicende storiche e politiche piemontesi in un periodo di grandi e rapidi cambiamenti, che a volte lo favorirono, altre lo penalizzarono. Come quando nel 1822, a causa del suo appoggio ai moti rivoluzionari del 1821, fu rimosso dalla cattedra di ‘fisica sublime’, istituita dall’Università di Torino proprio per lui solo due anni prima. Il suo ritorno in cattedra avvenne solo nel 1834, sotto il re Carlo Alberto. Tuttavia, Amedeo Avogadro riuscì a mantenere i contatti con la comunità scientifica europea, grazie anche alle sue pubblicazioni sulla rivista francese Journal de Physique, de Chimie et d'Histoire naturelle, che contribuirono a far conoscere le sue idee ai più influenti chimici del tempo, come Gay-Lussac e Dalton.
Possiamo quindi dire che Amedeo Avogadro (Figura 2) non fu uno scienziato isolato e neanche sconosciuto, tuttavia le sue ipotesi, basate su un approccio prevalentemente teorico, non furono accettate dalla maggior parte dei chimici del tempo.
Figura 2. Ritratto di Amedeo Avogadro. Immagine da Wikicommons
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Portrait_of_Amedeo_Avogadro_-_DPLA_-_7da5faaef3f7cf4a4ad788f9e7453549.jpg
Le ragioni sono molteplici e su questo aspetto gli storici sono in parte divisi. Da un lato, il carattere deduttivo delle sue considerazioni non incontrava il favore della maggior parte dei chimici, che avevano un approccio molto sperimentale. Dall’altro lato, l’ipotesi che le sostanze semplici fossero costituite da molecole poliatomiche era un’idea molto innovativa, che contrastava con le ipotesi sulla natura degli atomi di chimici assai influenti, come Jöns Jacob Berzelius, che non ammetteva che atomi uguali potessero essere uniti a formare molecole omonucleari. Questo rimase a lungo a lungo un punto critico della teoria di Avogadro fino a quando un altro chimico italiano non entrò nel dibattito scientifico su cosa fossero le molecole e cosa fossero gli atomi.
Stanislao Cannizzaro, scienziato poliedrico impegnato nella vita pubblica
La biografia e il contributo scientifico di Stanislao Cannizzaro sono molto meno noti alla maggior parte degli studenti. Chi ha studiato chimica organica ha probabilmente incontrato il suo nome studiando la ‘reazione di Cannizzaro’, ovvero la reazione in cui in particolari condizioni un’aldeide si trasforma in un acido carbossilico e un alcol. Stanislao Cannizzaro è stato infatti un chimico organico, che ha dedicato molte delle sue ricerche ai composti aromatici (Figura 3). Tuttavia, i suoi contributi alla scienza, e non solo, sono stati molteplici. Leggendo la sua biografia abbiamo l’impressione di una vita davvero avventurosa, influenzata dalle sue origini siciliane e da una naturale propensione all’impegno politico e sociale. Cannizzaro era infatti un rivoluzionario, seppur vicino all’ala più moderata, e questo lo portò ad elaborare l’idea di uno stato liberale, moderato e sociale.
Figura 3. Monumento a Stanislao Cannizzaro a Palermo. Immagine da Wikicommons
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:San_Domenico,_Palermo_-_Monumento_per_Stanislao_Cannizzaro.jpg
La sua figura si colloca del resto nel pieno del risorgimento italiano: dopo l’Unità d’Italia nel 1861, Cannizzaro ebbe un ruolo politico importante, diventando senatore del regno e occupandosi in particolare di istruzione e di sanità pubblica (Figura 4).
Figura 4. Ritratto di Stanislao Cannizzaro. Immagine da Wikicommons
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Portrait_of_Stanislao_Cannizzaro_-_DPLA.jpg
Accanto ai suoi indubbi contributi alla vita pubblica del giovane stato italiano, Cannizzaro va ricordato per il suo grande apporto alla diffusione della teoria atomico-molecolare e alla formulazione di un metodo, che potremmo definire pragmatico, per la determinazione dei pesi atomici e dei pesi molecolari. Almeno fino al 1860, esistevano vari metodi, basati su definizioni diverse di atomo e di molecola. In particolare, le divergenze sulla natura particellare delle sostanze semplici, come l’ossigeno e l’idrogeno, avevano portato a diverse scuole di pensiero, come quella di Berzelius e quella di Dumas. Fu così che nel 1860 venne organizzata a Karlsruhe la prima conferenza internazionale di chimica.8 Tra gli organizzatori figurano i chimici Kekulé, Weltzien e Wurtz, che qualche mese prima si erano riuniti per individuare i principali obiettivi del congresso: stabilire la differenza tra atomo e molecola, discutere il significato di equivalente rispetto a quello di atomo, e trovare una notazione comune e una nomenclatura uniforme per le sostanze.
Solo due anni prima, Stanislao Cannizzaro, da qualche anno docente di chimica generale all’Università di Genova, aveva pubblicato un documento intitolato ‘Sunto di un corso di filosofia chimica’,9 pensato inizialmente come un manuale per i suoi studenti. Il testo si presenta come una lettera indirizzata all’amico e collega Sebastiano De Luca, in cui racconta il suo approccio per insegnare agli studenti la teoria atomico-molecolare, ripercorrendo le tappe storiche e i contributi dei vari scienziati. Fin dall’inizio del Sunto,9 Cannizzaro riconosce come unica ipotesi valida la ‘prima’ ipotesi di Avogadro (di Ampere e di Dumas) sull’ugual numero di particelle in volumi uguali di sostanze diverse. Inoltre, seguendo una serie di ragionamenti, mostra che anche la ‘seconda’ ipotesi di Avogadro sull’esistenza di molecole omonucleari costituenti le sostanze semplici è l’unica ammissibile. Sempre seguendo ragionamenti logici e facendo esempi pratici, Cannizzaro dimostra che l’ossigeno e l’idrogeno non possono che essere fatti da molecole binucleari, e stabilisce di conseguenza un metodo pratico per ricavare le formule chimiche di numerose sostanze semplici e composte.
Cannizzaro partecipò al congresso di Karlsruhe insieme all’unico altro italiano, Cesare Pavesi,8 e fu proprio quest’ultimo a distribuire tra i congressisti le copie del Sunto. Sappiamo, inoltre, che Cannizzaro intervenne in varie occasioni durante il congresso, sostenendo con forza le ipotesi di Avogadro e avendo un ruolo di primo ordine nella sessione dedicata alla nomenclatura delle sostanze composte e in particolare alla determinazione delle formule brute. Il ruolo di Cannizzaro fu riconosciuto a distanza di alcuni anni da due grandi chimici del tempo, Lotar Meyer e Dimitri Mendeleev, entrambi presenti al congresso di Karlsruhe, che riconobbero come i nuovi pesi molecolari proposti da Cannizzaro e pubblicati sul Sunto fossero stati fondamentali per la scoperta della periodicità degli elementi chimici.10
Un progetto di lettura e approfondimento
La storia della genesi della teoria atomico-molecolare è uno degli argomenti del programma del corso di ‘Storia della chimica ed elementi di didattica’ attivo dall’anno accademico 2017-2018, inizialmente con il nome di ‘Didattica della Chimica B’.11 Si tratta di un corso opzionale inserito nel primo anno del corso di Laurea in Chimica dell’Università di Pisa, che cerca di stimolare una riflessione storica ed epistemologica attorno alla scienza chimica e ai suoi nodi concettuali, con la convinzione che questo possa aiutare i giovani studenti ad apprendere meglio le basi della chimica e a fornire loro un bagaglio culturale e ‘strumenti’ per la riflessione critica del ruolo della chimica e del chimico nella Società.11,12 Quest’anno, proprio in coincidenza con le due ricorrenze legate ad Amedeo Avogadro e a Stanislao Cannizzaro, ho proposto un progetto speciale di didattica all’Ateneo di Pisa che finanzia piccoli progetti che aiutino a migliorare la didattica universitaria. Il progetto, che si intitola ‘Leggiamoci un libro! Attività di approfondimento sulla storia della chimica nel XIX secolo’, mette al centro la lettura guidata di libri, saggi, fonti originali e testi divulgativi, a scopo didattico. Grazie al finanziamento del progetto, ogni studente ha ricevuto in regalo due saggi divulgativi, scelti tra ‘Il segreto degli elementi’ (Hoepli, 2019) di Marco Ciardi,10 ‘Stanislao Cannizzaro. Chimica e Rivoluzione’ (Aracne, 2024) e ‘Amedeo Avogadro e il peso delle molecole’ (Tab edizioni, 2025) entrambi di Oliviero Carugo (Figura 5).
La lettura dei libri è stata preceduta da due lezioni sulla genesi della teoria atomico-molecolare, per introdurre il contesto storico, sociale e politico nel quale la chimica moderna si diffuse a partire dalla Parigi di Antoine Lavoisier, e per spiegare i contributi fondamentali di John Dalton, Joseph-Luis Gay-Lussac, Jøns Jakob Berzelius e William Hyde Wollaston, solo per citarne alcuni, oltre a quelli dei due scienziati italiani.
Figura 5. Alcuni libri acquistati per gli studenti con il progetto speciale di didattica dell’Ateneo di Pisa.
In particolare, è stato proprio leggendo alcune pagine originali delle opere di alcuni di questi scienziati,2,4,7,9,13 che è stato possibile aumentare la consapevolezza degli studenti su aspetti assai importanti per comprendere l’evoluzione storica della teoria atomico-molecolare, come ad esempio le difficoltà di linguaggio, legate non solo alla lingua in cui venivano pubblicate le opere scientifiche (principalmente francese e inglese), ma soprattutto ai diversi significati che questi scienziati davano alle parole ‘atomo’ e ‘molecola’. Questi argomenti sono stati sviscerati dagli studenti grazie ad una attività cooperativa basata su testi selezionati e sui lavori originali. Alcuni gruppi hanno approfondito certi temi leggendo alcuni passaggi selezionati dal saggio ‘L’atomo fantasma’ scritto da Marco Ciardi.7 Lo scopo di questo lavoro è stato quello di collegare le idee di Amedeo Avogadro al contesto scientifico del tempo, a quelle che vari scienziati avevano proposto sull’origine dell’elettricità e alle diverse ipotesi formulate sulla natura particellare della materia. Altri gruppi, invece, hanno approfondito la figura di Stanislao Cannizzaro, leggendo estratti dal Sunto9 e alcuni articoli in cui si parlava del famoso congresso di chimica di Karlsruhe del 1860. Questo lavoro di gruppo ha permesso agli studenti di meglio comprendere il ruolo di Cannizzaro nella diffusione della teoria atomico-molecolare e di inquadrare il suo contributo nel contesto scientifico della seconda metà del XIX secolo.
Molti di questi temi sono stati alla base anche di un incontro tra gli studenti e uno degli storici della scienza italiani più esperti della figura di Amedeo Avogadro, Marco Ciardi. Grazie al progetto è stato possibile organizzare infatti una lezione con Marco Ciardi (Figura 6) in cui gli studenti hanno potuto approfondire le complesse relazioni tra gli scienziati europei, e conoscere alcune figure di chimici italiani come Raffaele Piria, Cesare Bertagnini, Sebastiano De Luca, Raffaello Nasini e Giacomo Ciamician.
Figura 6. Locandina del seminario tenuto dallo storico della scienza, Marco Ciardi, nell’ambito del progetto speciale di didattica.
A conclusione del progetto, a cui hanno partecipato una trentina di studenti, sono stati preparati due poster che verranno esposti in Dipartimento durante una iniziativa per le scuole in programma nel prossimo autunno.
Ringraziamenti
L’autrice ringrazia l’Ateno di Pisa per il finanziamento del Progetto ‘Leggiamoci un libro! Attività di approfondimento sulla storia della chimica nel XIX secolo’ e lo storico della scienza Marco Ciardi per le utili discussioni sulla figura di Amedeo Avogadro e sui chimici italiani.
Riferimenti
(1) Dalton, J. A New System of Chemical Philosophy. London, 1808.
(2) Paoloni, L. Molecole, atomi e struttura della materia: da Dalton alla meccanica quantistica. La Chimica nella Scuola, Vol. 3, 2007, pp. 39-50.
(3) Carlone, I. et al. La teoria atomica di Dalton. Un percorso didattico per le scuole secondarie di II grado. La Chimica nella Scuola, Vol. 5, 2018, pp. 31-42.
(4) Ciardi, M. Amedeo Avogadro. Saggi e memorie sulla teoria atomica. (1811-1838). Giunti Editore, Firenze: 1995.
(5) Morselli, M. Amedeo Avogadro. A scientific biography. D. Riedel Publishing Company. Dordrecht: 1984.
(6) Avogadro, A.; Avogadro F. Essai analytique sur l'électricité, où l'on est conduit à reconnaître dans cette modification des corps une nouvelle espèce de combinaison chimique, Accademia delle Scienze di Torino, 1804 (?).
(7) Ciardi, M. L'atomo fantasma. Genesi storica dell'ipotesi di Avogadro. Olschki Editore, Firenze: 1995.
(8) D'Auria, M. Gli atti del congresso di Karlsruhe del 1860, La Chimica nella Scuola, 4, 2023, 82-104.
(9) Cannizzaro, S. Sunto di un corso di Filosofia chimica. Genova: 1858.
(10) Ciardi, M. Il segreto degli elementi. Mendeleev e l’invenzione del Sistema Periodico. Hoepli Editore, Milano, 2019.
(11) Domenici, V. A course of history of chemistry and chemistry education completely delivered in distance education mode during epidemic Covid-19. Journal of Chemical Education, 97, 2020, 2905-2908.
(12) Link alla pagina del corso di 'Storia della Chimica ed elementi di didattica': https://esami.unipi.it/esami2/programma.php?c=36563
(13) Foundations of the Molecular Theory comprising papers and extracts by John Dalton, Joseph-Luis Gay-Lussac and Amedeo Avogadro (1808-1811). Alembic Club Reprints, n. 4, London: 1923.
