mercoledì 2 ottobre 2024

UN SOLO ELETTRONE PUO' BASTARE, ALLE VOLTE

 

J. Am. Chem. Soc. 1931, 53, 9, 3225–3237

Settembre 1931:

Il fenomeno di risonanza della meccanica quantistica, che fornisce l'energia del legame chimico a elettroni condivisi, si verifica anche tra due atomi diversi quando si forma un legame a coppia di elettroni, grazie all'identità dei due elettroni. Tuttavia, se è disponibile solo un elettrone, in generale non ci si aspetta la risonanza. Le applicazioni della teoria delle perturbazioni del primo ordine della meccanica quantistica a un sistema di due nuclei e un elettrone, sebbene non portino a risultati numerici accurati, sono illuminanti. Si scopre che, con due nuclei di carica diversa, si verificano nella maggior parte dei casi solo stati repulsivi, così che Li + H + o Li+ + H non formerebbero una molecola stabile LiH+. Solo quando il sistema non perturbato è degenere o quasi degenere, come in H₂⁺ dove i due nuclei hanno la stessa carica, esiste un'energia di risonanza che porta alla formazione di una molecola. Il criterio per la stabilizzazione di un legame a singolo elettrone mediante energia di risonanza è il seguente: un legame stabile a singolo elettrone può essere formato solo quando esistono due stati elettronici concepibili del sistema con essenzialmente la stessa energia, in cui gli stati differiscono per il fatto che in uno c'è un elettrone non accoppiato legato a un atomo, e nell'altro lo stesso elettrone non accoppiato è legato al secondo atomo.

Non so se cogliete il dettaglio: Pauling dice che si è fatto i conti (secondo la Teoria delle Pertubazioni, con le correzioni del primo ordine) e che dai conti esistono le condizioni per cui un legame covalente con un singolo elettrone può essere stabile. Si è fatto i conti nel 1931, trovando le soluzioni numeriche delle equazioni di Schoedinger approssimate senza computer - regolo calcolatore, tavole dei logaritmi e via (la Teoria delle Perturbazioni è la zia della DFT, Density Functional Theory, cioè di roba che da decenni si fa solo e unicamente grazie ai computer).

93 anni dopo cosa succede? All'Università di Hokkaido riescono a sintetizzare un composto in cui si realizzano le condizioni per un legame con un singolo elettrone.

https://cen.acs.org/synthesis/Single-electron-carbon-carbon-bond/102/web/2024/09  

E non solo lo sintetizzano, riescono pure a cristallizzarlo (quindi a isolarlo come composto puro). Come aveva calcolato Pauling, a mano, quando ci sono le condizioni il legame con un singolo elettrone è stabile.

PS: Generalmente e fino ad oggi, quando si tratta di legame chimico sperimentato, ogni legame è caratterizzato da una coppia di elettroni - con spin antiparalleli, etc etc. E diffidate di chi dice che c'è da cambiare il libri di chimica, è la solita "leggera imprecisione".


lunedì 30 settembre 2024

CHIEDO PER UN AMICO

 

Già, ricordate? Fantastico come il già usuratissimo "non confondere il clima con il meteo" ormai sia ammissibile solo quando fa più freddo del previsto. Ma è sempre stato così...


                   "YEA, AND NAY—
                   EACH HATH HIS SAY;
                   BUT GOD HE KEEPS THE MIDDLE WAY.
                   NONE WAS BY
                   WHEN HE SPREAD THE SKY;
                   WISDOM IS VAIN, AND PROPHESY."

                   (Herman Melville, The Conflict Of Convinctions)

giovedì 26 settembre 2024

SFUGGIRE AL CONFRONTO (FAVOLA CON ANIMALI)

 

Poiana di Harris

C´era una volta un falco pellegrino. Il falco si sentiva di umore meditativo e scelse come posatoio una staccionata. Una vacca stava pascolando non lontano da lui e quando lo vide si avvicinò. "Mi fa proprio piacere che tu sia qui" disse la vacca "Ti dispiace se discutiamo di tecniche di volo?".

"Ah, perché tu voli?" Chiese il falco.

"No, affatto, ma ho studiato tutto al riguardo. E una gallina mi ha spiegato i dettagli"

"Scusa, ma la gallina non vola" disse il falco.

"Che c´entra, ha le ali e le piume, no?" disse la mucca.

"Ha le ali e le piume, ma non vola. Un´anatra sarebbe stata più utile".

"Questa osservazione non è pertinente" disse la vacca "Sembrerebbe che tu stia dicendo che la mia richiesta non abbia senso".

"Discutere di tecniche di volo con una vacca autodidatta che si è perfezionata con una gallina? No, non mi pare che abbia alcun senso. Ti saluto" disse il falco, volando via.

La vacca era rimasta amareggiata da quello scambio. Aveva bisogno di sfogarsi con qualcuno così andò nella stalla dove c´era il veterinario che visitava un vitello.

"Dottore, ho appena avuto una conversazione che mi ha lasciato molto interdetta" disse la vacca al veterinario, raccontandogli l´episodio. Il veterinario ascoltò il racconto della vacca, annuendo di quando in quando.

"Ha deciso di sfuggire al confronto." disse il veterinario "Non ti preoccupare. E poi la scienza dice che in realtà i falchi non volano, ma sono molto bravi a dare l´illusione di farlo". La vacca sorrise sollevata, aveva fede nella scienza e ora aveva dalla sua il parere di uno scienziato come il veterinario.

Le voci su questo episodio si sparsero per la contrada. Un giorno verso la fine del pomeriggio una poiana di Harris aveva preso di mira un coniglio, ma il coniglio si era nascosto in un buco. Al che la poiana ebbe un´ispirazione improvvisa.

"Ehi, tu!" disse al coniglio "Lo sai che la scienza dice che stai sfuggendo al confronto?"

Il coniglio, come tanti altri, aveva sentito quel pettegolezzo. E il coniglio aveva fede nella scienza. Così uscì dal buco e stava per dire "Sei tu ad essere antiscientifica perché..." quando la poiana gli planò adosso conficcandogli gli artigli nel collo: la cena per quel giorno era assicurata.

Il giorno dopo la poiana di Harris incrociò il falco pellegrino e dopo qualche convenevole gli disse "Sai, te ne devo una".

"Ah, sì?" disse il falco.

"Sì" disse la poiana "Lo dice la scienza".

"Ma dai!" disse il falco.

E poi se ne volarono via ognuno per i fatti propri o meglio, secondo quanto dice la scienza, furono molto bravi a dare l´impressione di farlo.

PS: La morale di questa favola è che "Lo dice la scienza" può anche essere utile, alle volte.

CHI SONO? UNO COME TANTI (O POCHI)

Con una laurea in Chimica Industriale (ordinamento ANTICO, come sottolineava un mio collega più giovane) mi sono ritrovato a lavorare in ...