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Il vibrational bond esiste: scoperto un nuovo legame chimico

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È stato identificato, almeno sul piano teorico, un nuovo tipo di legame tra molecole: ipotizzato quasi trent’anni fa ma finora considerato un ‘mito scientifico’, questo legame è stato teoricamente descritto, in una ricerca apparsa su Angewandte Chemie, da un team di ricercatori della Freie Universität di Berlino e dell’Università cinese di Shanxi.

La scoperta, che violerebbe alcune delle leggi fondamentali della chimica tradizionale, emerge dall’analisi delle reazioni che si sviluppano tra atomi di bromo e alcuni particolari isotopi dell’idrogeno. Lo studio dimostra che tra queste molecole può stabilirsi il “vibrational bond”, legame vibrazionale, ovvero il legame chimico finora sconosciuto.

Gli studiosi hanno svolto una serie di esperimenti teorici per analizzare le interazioni tra atomi di bromo e un particolare tipo di isotopi di idrogeno, in cui un elettrone viene sostituito da un muone, una particella elementare simile ma di massa maggiore. Studiando queste interazioni alla ricerca di un legame vibrazionale, i ricercatori hanno calcolato due parametri: l’energia potenziale del sistema che si viene a formare tra gli atomi, e l’energia di punto zero (Zpe), quest’ultima che arriva dalla meccanica quantistica, definito come il più basso livello energetico possibile in un sistema quantistico.

Che un legame chimico si possa formare solo se produce una riduzione dell’energia potenziale del sistema che si viene a creare tra gli atomi è una legge fondamentale della chimica. Tuttavia con i loro calcoli i ricercatori sono riusciti a dimostrare che nel caso del muonio, sorta di isotopo dell’idrogeno e il più leggero tra gli atomi analizzati, l’energia potenziale del sistema bromo-muonio aumenta, ma il legame viene stabilizzato da una forte diminuzione dell’energia di punto zero, dando vita appunto a un legame vibrazionale.

Si tratta, per ora, di una scoperta puramente teorica, perché il fenomeno non è stato osservato sperimentalmente. C’è però un lavoro precedente degli stessi studiosi del team di Berlino che sembra indicare che il legame tra bromo e muonio potrebbe essere ottenuto realmente: se così fosse in questo caso il legame vibrazionale sarebbe effettivamente un nuovo tipo di legame chimico.

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