Matrimonio y descendencia

Un año después del primer encuentro, Isabel contrajo matrimonio con su primo, el Emperador de Austria, el 24 de abril de 1854 en la Iglesia de los Agustinos de Viena, convirtiéndose así en emperatriz.
Isabel tuvo desde el principio serias dificultades para adaptarse a la estricta etiqueta que se practicaba en la corte imperial de Viena. Aun así, le dio al Emperador cuatro hijos:

• Sofía Federica de Habsburgo-Lorena, archiduquesa de Austria (1855-1857), fallecida a los dos años de edad aquejada de tifus.
• Gisela de Habsburgo-Lorena, archiduquesa de Austria (1856-1932).
• Rodolfo de Habsburgo-Lorena, el esperado Príncipe Heredero de la Corona (1858-1889).
• María Valeria de Habsburgo-Lorena, archiduquesa de Austria (1868-1924).

En una visita a Hungría en 1857, Isabel se empeñó en llevar consigo a las archiduquesas Sofía y Gisela, a pesar de la rotunda negativa de su suegra, la archiduquesa Sofía. Durante el viaje, las niñas enfermaron gravemente, padeciendo altas fiebres y severos ataques de diarrea. Mientras que la pequeña Gisela se recuperaba rápidamente, su hermana no tuvo la misma suerte y pereció, seguramente deshidratada. Su muerte, que sumió a Isabel en una profunda depresión que marcaría su carácter para el resto de su vida, propició que le fuese denegado el derecho sobre la crianza del resto de sus hijos, que quedaron a cargo de su suegra, la archiduquesa Sofía. Tras el nacimiento del príncipe Rodolfo, la relación entre Isabel y Francisco José comenzó a enfriarse.
Isabel, por su parte, sólo pudo criar a su última hija, María Valeria, a la que ella misma llamaba cariñosamente «mi hija húngara», dado el gran aprecio que le tenía al país de Hungría, lugar donde habitualmente se refugiaba y en cuya cultura y costumbres se empeñó en educarla. Los grandes enemigos que Isabel se hizo a lo largo de su vida la llamaban despectivamente «la niña húngara» y no precisamente por el amor que su madre prefesaba por tal país, sino porque creían que la niña era fruto en realidad de algún escarceo sexual que Isabel habría mantenido con el conde húngaro Gyula Andrássy. No obstante, el gran parecido que Valeria guardaba con su padre, el Emperador, se encargó de desmentir tales rumores.

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