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IL SOGNO DI KEKULE’

In questo post vorrei raccontare in poche righe uno degli aneddoti più famosi nell’ambito della chimica organica, legato al chimico tedesco August Kekulé (1829 –1896) che fu il primo ad ipotizzare la struttura ciclica del benzene.

Il benzene ha formula bruta C₆H₆ ,venne scoperto nel 1825 dallo scienziato britannico Michael Faraday, che lo isolò dal petrolio ed è il capostipite di una classe di composti molto importante in chimica organica: i composti aromatici.

Ci sarebbero molte cose da dire su questo fantastico composto, ma quello che mi preme sottolineare è il dibattito sulla sua struttura molecolare e l’aneddoto di KEKULE’.

DIBATTITO SULLA STRUTTURA MOLECOLARE DEL BENZENE:

Dopo la scoperta del composto (1825) e in seguito alla determinazione della sua formula bruta, ci furono varie ipotesi sulla sua struttura, ma nessuna di quelle proposte ne spiegava adeguatamente la reattività che, a giudicare dalla composizione elementare (C₆H₆), avrebbe dovuto essere simile a quella degli alcheni e degli alchini, ossia esplicarsi principalmente tramite reazioni di addizione ai doppi e tripli legami, mentre nella realtà sperimentale il benzene predilige le reazioni di sostituzione.

Una proposta in grado di conciliare la forma bruta con l'apparente assenza di doppi e tripli legami fu quella di Albert Ladenburg, in cui i sei atomi di carbonio sono disposti ai vertici di un prisma a base triangolare; tale struttura (presentata nel 1869) fu però smentita dall'osservazione sperimentale, secondo cui la molecola del benzene è planare (cioè con i sei atomi di carbonio disposti sullo stesso piano). Una molecola del genere comunque esiste ed oggi viene chiamata "benzene di Ladenburg" o prismano.

La prima forma strutturale corretta fu proposta nel 1861 da Johann Josef Loschmidt, che diede una base alla corretta interpretazione del modello molecolare del chimico tedesco Friedrich August Kekulé von Stradonitz nel 1865. Ovviamente ci sono state molte altre proposte, ma i modelli più conosciuti sono rappresentati qui sotto:

L’IPOTESI DI KEKULE’:

Kekulè avanzò l'ipotesi che i sei atomi di carbonio fossero disposti ai vertici di un esagono regolare, con un atomo di idrogeno legato a ciascun atomo di carbonio. Affinché ogni atomo di carbonio fosse tetravalente, egli postulò un'alternanza di legami semplici e di legami doppi, che cambiano continuamente posizione lungo l'anello.

Lo scienziato non volle rivelare come fosse arrivato a tale conclusione. Solo nel 1890, durante una festa in suo onore a Berlino chiamata Benzolfest, Kekulé raccontò che nell’inverno 1861-62, mentre risiedeva a Gand, in Belgio, in una buia stanzetta da scapolo, si era addormentato davanti al fuoco e nel sonno aveva visto un serpente che si mordeva la coda:

“Ero seduto intento a scrivere, ma il lavoro non progrediva; i miei pensieri erano altrove. Girai la sedia verso il camino e mi appisolai. Di nuovo gli atomi giocavano di fronte ai miei occhi (…). Il mio occhio mentale, reso più acuto da questa ripetuta visione, era ora in grado di distinguere strutture più grandi di multiforme conformazione; lunghe file talvolta sistemate più strettamente, tutte sinuose e ricurve come il moto di un serpente. Ma guarda! Che cos’è? Uno dei serpenti aveva afferrato la sua stessa coda, e la forma girava beffardamente davanti ai miei occhi. Come per un lampo improvviso mi risvegliai e passai il resto della notte a elaborare la mia ipotesi.”