Un convenzionale doppio legame boro-boro (a sinistra) e il suo parente biradicale estremamente stabile. Credito:Dr. Rian Dewhurst
Il boro ha una vasta gamma di usi, dalle candeggine per bucato al vetro e alla ceramica resistenti al calore. Chimici della Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) in Baviera, Germania, hanno un particolare interesse per la chimica di questo elemento e da anni ricercano le proprietà fondamentali del boro. Questi ricercatori sono ora riusciti a torcere molecole con legami multipli tra atomi di boro, portando a biradicali insolitamente stabili.
I biradicali sono solitamente molecole altamente reattive. Sono generati in processi energetici come la combustione e sono normalmente così di breve durata che non possono essere isolati o studiati con i metodi tradizionali di analisi chimica.
I nuovi biradicali preparati alla JMU sono drammaticamente diversi, però. Sono composti solidi e sono risultati stabili per settimane. "Ora abbiamo in mano composti modello che possiamo studiare senza dover correre, " spiega il Prof. Holger Braunschweig dell'Institute for Inorganic Chemistry. I risultati sono stati presentati sulla rivista Comunicazioni sulla natura .
Per molto tempo, i chimici hanno tentato di torcere, distorcere e rompere i doppi legami tra gli atomi con un successo limitato. Il team JMU ha ora realizzato il sogno di intrecciare un doppio legame di ben 90 gradi. Inizialmente i ricercatori di Würzburg si aspettavano di ottenere diboreni dalle loro reazioni. I prodotti avrebbero dovuto avere doppi legami tra i loro atomi di boro, come sarebbe normalmente il caso. Anziché, ottennero molecole con doppi legami tra gli atomi attorcigliati di 90 gradi, e quindi completamente rotto.
Il risultato degli esperimenti è stata la sintesi di biradicali insolitamente stabili. "Quando una molecola viene attorcigliata contro la sua volontà, di solito diventa meno stabile, e anche più reattivo, " spiega Julian Böhnke, dottorando alla JMU e primo autore della pubblicazione in Comunicazioni sulla natura . "La stabilità delle molecole è dovuta al fatto che sono biradicali nel loro stato fondamentale elettronico, nonostante i loro due elettroni spaiati, " dice Braunschweig. "Questa struttura era completamente inaspettata".
Le applicazioni delle molecole sono ancora lontane, secondo il prof. Braunschweig. Se potessero essere installati in un materiale polimerico, il loro uso nell'elettronica organica potrebbe diventare una possibilità. Però, Braunschweig dice che questo è ancora molto lontano. Il prossimo passo per i chimici JMU è testare se biradicali altrettanto stabili possono essere preparati con doppi legami tra boro e carbonio.