Per la prima volta, i ricercatori hanno osservato un legame covalente a singolo elettrone tra due atomi di carbonio, una scoperta che potrebbe rivoluzionare la comprensione dei legami chimici. Questo legame, mai visto prima in carbonio, è stato ottenuto e stabilizzato da un team di scienziati guidato da Takuya Shimajiri presso l’Università di Hokkaido, in Giappone. L’esistenza di un legame simile era stata teorizzata per decenni, ma solo ora è stato possibile isolarlo e studiarlo direttamente.
Tradizionalmente, i legami covalenti tra atomi si formano quando due atomi condividono una coppia di elettroni. Nel caso del legame a singolo elettrone, invece, due atomi di carbonio condividono un solo elettrone. Questo tipo di legame, noto come legame sigma a singolo elettrone, è stato creato in un composto derivato dal esafenileetano, un composto organico che di solito presenta un legame covalente con coppia di elettroni molto allungato. Dopo aver sottoposto il composto a un’ossidazione con iodio, i ricercatori sono riusciti a ottenere cristalli di un sale iodato stabile contenente il legame a singolo elettrone(
La stabilità di questo legame in condizioni ambientali è ciò che ha permesso ai ricercatori di analizzarlo dettagliatamente utilizzando diverse tecniche, tra cui la diffrazione a raggi X. Questa scoperta fornisce una nuova visione su come i legami chimici possano formarsi e rompere, e potrebbe gettare nuova luce sui processi chimici in cui si ipotizza il coinvolgimento di legami a singolo elettrone. Fino ad ora, questi legami erano stati osservati solo in atomi come fosforo o metalli come il rame, ma mai nel carbonio, che è l’elemento chiave dell’organica e delle molecole della vita(
Questo tipo di legame era stato teorizzato già nel 1931 dal famoso chimico Linus Pauling, che suggeriva che i legami covalenti formati da un singolo elettrone fossero più deboli rispetto ai tradizionali legami a coppia di elettroni. Tuttavia, il comportamento del legame a singolo elettrone nel carbonio si è rivelato sorprendentemente stabile, una qualità che ha reso questa scoperta particolarmente significativa per la chimica dei legami. Nonostante la sua stabilità, l’esistenza di questo legame non ha implicazioni applicative immediate, ma è considerato un fenomeno di grande interesse teorico che “finirà nei libri di testo”, come ha commentato Guy Bertrand, un esperto di chimica a livello internazionale(
Il legame a singolo elettrone tra atomi di carbonio apre nuove domande su come si possano formare e comportare legami simili in altri composti organici complessi. La comprensione di questi legami potrebbe contribuire a chiarire molti aspetti ancora poco compresi delle reazioni chimiche, specialmente in quelle che coinvolgono radicali liberi e processi di ossidazione. I ricercatori sperano di approfondire ulteriormente lo studio dei legami a singolo elettrone per determinare meglio la loro natura e il loro ruolo nella chimica fondamentale.
Fonte: NATURE