Confermata per la prima volta l'esistenza di una molecola in cui un atomo di carbonio ionizzato si lega ad altri sei atomi di carbonio, ponendosi al vertice di una piramide a base pentagonale e legandosi a un altro atomo dello stesso tipo sul lato opposto. Il risultato getta una nuova luce sui composti organici esotici che potrà essere utile per ulteriori ricerche(red)

Modello della nuova molecola: si nota al centro la piramide a base pentagonale di atomi di carbonio (in colore scuro). Il sesto legame è con un altro atomo di carbonio visibile sopra il vertice della piramide (Credit: Moritz Malischewski & Konrad Seppelt)

Il carbonio è l'elemento alla base di tutta la chimica organica, grazie alla quale è possibile la vita. Le sue caratteristiche e il suo comportamento sono ben descritti da più di un secolo, tanto che nessuno si aspetterebbe di vedere pubblicata qualche scoperta scientifica a riguardo.Niente di più sbagliato: il risultato descritto sulla rivista “Angewandte Chemie” da Moritz Malischewski e Konrad Seppelt, chimici della Freie Universitaet di Berlino, in Germania, dimostra che, in opportune condizioni, il carbonio può formare composti decisamente esotici, tanto che forse varebbe la pena di riscrivere o almeno correggere più di un manuale di chimica. Gli autori hanno infatti dimostrato per la prima volta l'esistenza di un composto in cui un atomo di carbonio si lega ad altri sei atomi di carbonio.L'eccezionalità della scoperta si può ben comprendere se si considera la chimica di base di questo elemento, il cui atomo neutro possiede sei elettroni, di cui quattro, i più esterni, possono partecipare a legami chimici con altri elementi o con altri atomi di carbonio. E' il caso per esempio del metano (CH4), in cui un atomo di carbonio condivide quattro elettroni in legami covalenti con quattro atomi di idrogeno, che si dispongono ai vertici di un tetraedro regolare al cui centro è posto il carbonio stesso. Ed è anche il caso del diamante, la cui straordinaria durezza si deve alla sua struttura microscopica cristallina, formata da un reticolo di soli atomi di carbonio, ciascuno dei quali condivide quattro elettroni con gli atomi vicini, in un'unità fondamentale ancch'essa di forma tetraedrica.In certe condizioni sperimentali, tuttavia, il carbonio può essere spinto portato a superare i suoi limiti, per esempio privando un atomo di uno o più elettroni, cioèionizzandolo. Nel caso del metano protonato (CH5+), per esempio, un elettrone in meno porta alla formazione di legami tra il carbonio e cinque atomi di idrogeno, anche se la produzione di questo composto è estremamente rara e difficile.E si può andare anche oltre, arrivando a un atomo di carbonio legato a ben sei altri atomi, tutti di carbonio, come hanno dimostrato già da alcuni decenni gli esperimenti condotti da H. Hogeveen e P.W. Kwant, dell'Università di Groningen, nei Paesi Bassi.I due ricercatori studiavano la molecola di esametilbenzene, che può essere immaginata come il classico timone di una nave: è infatti formata da sei atomi di carbonio disposti a formare un anello esagonale, con ulteriori atomi di carbonio che si protendono verso l'esterno. Nel 1973 riuscirono a estrarre due elettroni dal composto, ionizzandolo. La molecola, dotata così di un eccesso di carica positiva, collassò su se stessa formando una sorta di piramide.Le misure effettuate erano sufficienti a concludere che nella struttura trovata erano presenti sei elettroni disponibili per collegare il vertice della piramide ai cinque atomi di carbonio nel resto dell'anello e con un altro l'atomo dello stesso tipo.Purtroppo però nessun laboratorio è stato in grado da allora di replicare questo risultato. Si tratta infatti di una struttura instabile che esiste solo a basse temperature e all'interno di liquidi estremamente acidi.Dopo molte ricerche, Malischewski e Seppelt hanno ora individuato un acido sufficientemente potente da produrre pochi milligrammi di cristallo del composto, da analizzare con una tecnica a raggi X. I dati così raccolti hanno dimostrato in modo inequivocabile che si tratta di una struttura piramidale con una base pentagonale, la stessa scoperta 43 anni fa.Il risultato è estremamente rilevante perché si tratta della prima conferma dell'esistenza di un composto in cui un atomo di carbonio si lega a sei altri atomi dello stesso tipo, battezzato esametilbenzene pentagonale-piramidale catione, e getta così una luce sulla natura dei composti più esotici della chimica organica, che potrà essere approfondita con ulteriori studi.