Una sorprendente scoperta è stata recentemente annunciata nel campo della chimica: è stata identificata una molecola con due atomi di carbonio che condividono un singolo elettrone, un evento fino ad ora considerato impossibile secondo la teoria chimica tradizionale. Questo fenomeno rappresenta il primo caso documentato di legame covalente tra due atomi di carbonio, un fatto di grande rilevanza data l’importanza cruciale che i legami del carbonio hanno nella formazione della vita.
Di solito, i legami covalenti coinvolgono coppie di elettroni condivisi tra due atomi, che li tengono uniti. Tuttavia, in alcuni casi, gli elettroni possono formare legami covalenti multipli, rendendo il legame particolarmente forte e resistente. Fino ad ora, si riteneva che le coppie di elettroni fossero essenziali per la formazione di legami stabili tra atomi.
La scoperta di un legame con un singolo elettrone tra due atomi di carbonio apre nuove prospettive per la ricerca chimica, consentendo agli scienziati di esplorare un’area fino ad ora poco conosciuta, situata tra stati legati e non legati. Poiché i legami con un singolo elettrone sono generalmente deboli, i chimici hanno dovuto trovare un modo per stabilizzare le molecole contenenti tali legami, al fine di evitare che si disgregassero durante le reazioni chimiche.
Per condurre lo studio, i ricercatori si sono concentrati sui derivati dell’esafeniletano (HPE), noti per formare carbocationi e radicali relativamente stabili. Gli HPE presentano un legame allungato tra due atomi di carbonio, che diventa instabile fino a perdere uno dei suoi elettroni. Trattando i campioni con iodio di diverse concentrazioni, il team è riuscito a produrre cristalli singoli viola scuro adatti per le misurazioni di diffrazione a raggi X.
Secondo gli autori dello studio, la geometria distintiva degli atomi all’interno dei cristalli conferma l’esistenza di un legame atomico singolo, risultato successivamente confermato tramite spettroscopia Raman. Questa scoperta rappresenta un importante contributo alla comprensione dei legami chimici e promette di aprire nuove prospettive nello studio della chimica.
Il Professor Takuya Shimajiri dell’Università di Tokyo, co-autore dello studio, ha sottolineato l’importanza di questa scoperta, affermando che “la scoperta di nuovi tipi di legami chimici promette di espandere vaste aree dello spazio chimico”. Anche il Professor Guy Betrand dell’Università della California, Santa Barbara, ha elogiato il lavoro svolto dal team di ricerca, sottolineando l’importanza delle scoperte che coinvolgono il carbonio, un elemento cruciale per la vita.
La possibilità di un legame con un singolo elettrone tra due atomi di carbonio era stata ipotizzata per la prima volta nel 1931 da Linus Pauling, uno dei più grandi scienziati del XX secolo. Sebbene Pauling abbia ricevuto due Premi Nobel, è stato anche criticato per alcune delle sue teorie, come il modello errato del DNA e la promozione di dosi elevate di vitamina C.
Nonostante non siano ancora state proposte applicazioni pratiche per questa scoperta, il Professor Yusuke Ishigaki dell’Università di Hokkaido ha sottolineato l’importanza di comprendere a fondo la natura dei legami sigma con un singolo elettrone tra due atomi di carbonio, poiché ciò potrebbe portare a una maggiore comprensione delle teorie legate ai legami chimici e delle reazioni chimiche.
L’articolo completo è stato pubblicato sulla prestigiosa rivista Nature, confermando l’importanza e la rilevanza di questa innovativa scoperta nel campo della chimica.
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