Etilene dione

composto chimico
Etilene dione
Ethylene dione molecule ball.png
Nome IUPAC
Etene 1,2-dione
Nomi alternativi
Biossido di dicarbonio
Dione di etilene
Etenedione
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolareC2O2
Massa molecolare (u)56,02
Numero CAS4363-38-6
PubChem314937
SMILES
C(=C=O)=O
Indicazioni di sicurezza

L'etilene dione, chiamato anche biossido di dicarbonio o etendione (formula: C2O2 o nella sua forma estesa O=C=C=O), è un ossido del carbonio e dunque appartiene alla famiglia degli ossocarboni. Può essere considerato un dimero del monossido di carbonio (CO).[1]

StoriaModifica

La sua esistenza fu suggerita nel 1913,[2] tuttavia, nonostante la sua struttura apparentemente "semplice", per oltre un secolo il composto eluse tutti i tentativi di sintesi. Per tale natura sfuggente, la molecola si era guadagnata la reputazione di essere un ipotetico e un misterioso composto, una "molecola estremamente timida".[3]

Occorre attendere fino al 2015 finché un gruppo di chimici dall'Università dell'Arizona a Tucson (USA) ha riferito la prima caratterizzazione spettroscopica dell'etendione, confermandone l'esistenza come una molecola transitoria.[4] Il gruppo dell'Arizona ha riprodotto la molecola, usando la luce laser per espellere elettroni dai corrispondenti anioni stabili con la loro carica singola.[5][6]

Struttura ipoteticaModifica

Nonostante l'esistenza del livello energetico corrispondente ad una geometria molecolare planare e ad anello chiuso (struttura di Kekulé), schematicamente del tipo O=C=C=O, il più elementare stato atomico legato di etilendione è una tripletta elettronica. Di conseguenza, l'OCCO è associato formalmente a un diradicale (un tipo di molecola in cui due elettroni occupano due orbitali ciascuno con un livello energetico detto degenere perché corrisponde a due o più stati quantistici), a motivo di una struttura elettronica simile alla molecola di ossigeno. Tuttavia, quando la molecola è distorta dalla sua geometria di equilibrio, cosicché si intersecano le superfici potenziali della tripletta elettronica e lo stato di singoletto (cioè valore quantico unico pari a 0), che è non associato e si dissocia in due molecole di CO di stato fondamentale. La scala temporale per la transizione tra questi due stati elettronici aventi diversa molteplicità di spin, si è calcolato che deve risultare nell'ordine dei 0,5 ns,[7], fatto che rende la tripletta OCCO una molecola transitoria, eppure spettroscopicamente longeva.

D'altra parte, il monoanione di etilendione (C2O2), così come l'anione bivalente (C2O22−), sono entrambi stabili.[8][9]

Il gliossilide di KochModifica

Nel 1940, il medico di Detroit William Frederick Koch ha dichiarato di avere sintetizzato questo composto, che ha chiamato gliossilide, e che si trattava di un antidoto per le tossine che erano causa di una lunga lista di malattie, tra cui il diabete e il cancro. Le dichiarazioni non risultavano sufficientemente documentate e la sostanza chimica è stata classificata come una frode dalla FDA[10].

NoteModifica

  1. ^ (EN) Daly Davis e Y. Sajeev, Communication: Low-energy free-electron driven molecular engineering: In situ preparation of intrinsically short-lived carbon-carbon covalent dimer of CO, in The Journal of Chemical Physics, vol. 146, n. 8, 28 febbraio 2017, pp. 081101, DOI:10.1063/1.4976969. URL consultato l'8 luglio 2022.
  2. ^ H. Staudinger, E. Anthes, Ber. Dtsch. Chem. Ges. 1913, 46, 1426.
  3. ^ Errol Lewars, 9 – Ethenedione C2O2, in Modeling Marvels, Springer, 2008.
  4. ^ A. R. Dixon, T. Xue and A. Sanov, "Spectroscopy of Ethylenedione", Angew. Chem. Int. Ed., 54, 8764-8767 (2015), DOI10.1002/anie.201503423.
  5. ^ UA Researchers Reveal Elusive Molecule, su uanews.org, UA News, 13 luglio 2015. URL consultato il 14 luglio 2015.
  6. ^ An elusive molecule—finally revealed, su phys.org, 13 luglio 2015. URL consultato il 14 luglio 2015.
  7. ^ D. Schröder, C. Heinemann, H. Schwarz, J.N. Harvey, S. Dua, S. J. Blanksby, and John, H. Bowie, "Ethylenedione: An Intrinsically Short-Lived Molecule", Chem. Eur. J., 4, 2550-2557 (1998)
  8. ^ J. Russell Thomas, Bradley J. DeLeeuw e Paul O’Leary, The ethylenedione anion: Elucidation of the intricate potential energy hypersurface, in The Journal of Chemical Physics, vol. 102, n. 16, 22 aprile 1995, pp. 102, DOI:10.1063/1.469366. URL consultato l'8 luglio 2022.
  9. ^ Pekka Pyykkö e Nino Runeberg, Ab initio studies of bonding trends, in Journal of Molecular Structure: THEOCHEM, 1991-09, pp. 234, DOI:10.1016/0166-1280(91)89017-u.
  10. ^ William W. Goodrich interview for FDA Oral History Program, Part 2. Rockville, Maryland, 15 October 1986.

Altri progettiModifica

  Portale Chimica: il portale della scienza della composizione, delle proprietà e delle trasformazioni della materia