Non
so bene che cosa intenda il lettore con l’espressione “costruire
una molecola partendo solo dalla sua struttura”. Ovviamente una molecola
non si può costruire su un sito Internet o mediante un programma
per computer. Le molecole si costruiscono in laboratorio mediante reazioni
chimiche. Quello che è possibile fare “a tavolino” (con l’eventuale
ausilio del computer) è prevedere la struttura di una molecola.
In pratica scegliendo gli atomi degli elementi costituenti, è possibile
prevedere in che modo si legheranno e a quale o quali molecole daranno
origine. La teoria del legame chimico (alla cui base vi è la meccanica
quantistica) ha da tempo consentito ai chimici di prevedere teoricamente
in che modo gli atomi possono legarsi tra loro e di prevedere inoltre
se la molecola risultante sarà o no stabile.
Per
quanto riguarda le molecole con struttura piramidale che interessano il
lettore, occorre dire che gli atomi delle molecole si organizzano tridimensionalmente
nello spazio e, quindi, in certi casi possono realmente originare molecole
con geometria piramidale. Una tipica molecola con struttura piramidale
a base triangolare ha formula bruta del tipo XY3. Dove X e
Y rappresentano atomi di due elementi. In pratica l’atomo dell’elemento
X si trova nel vertice superiore della piramide, mentre i tre atomi dell’elemento
Y si trovano ai vertici della base triangolare. Affinché questo
accada, tuttavia, è necessario che l’atomo X possieda un “doppietto
elettronico di non legame”, ovvero una coppia di elettroni non impegnati
in un legame chimico. Nel caso in cui non ci sia questo doppietto, la
molecola assume invece una forma planare triangolare, in cui l’atomo X
è al centro del triangolo, mentre i tre atomi Y si trovano sui
suoi vertici. Un esempio tipico di molecola piramidale è l’ammoniaca,
la cui formula è NH3 (N è il simbolo dell’azoto
e H è quello dell’idrogeno). La configurazione elettronica dell’azoto,
infatti, fa sì che esso possieda un doppietto elettronico di non
legame e, di conseguenza, la molecola assume la forma piramidale.
In
chimica è consuetudine classificare le molecole in base alle loro
caratteristiche di simmetria. Le molecole con struttura piramidale appartengono
al gruppo di simmetria chiamato tecnicamente c3v. Questo gruppo
di simmetria possiede un asse di simmetria ternario passante per il vertice
della piramide e tre piani di simmetria verticali. Oltre alle molecole
con forma piramidale, esistono molecole con struttura tetraedrica. L’esempio
tipico è la molecola del metano CH4. In tal caso l’atomo
di carbonio (C) si trova al centro del tetraedro, mentre i quattro atomi
di idrogeno (H) si trovano ai suoi vertici. Esistono pure molecole a forma
di doppia piramide a base triangolare. Un esempio tipico può essere
il pentacloruro di fosforo PCl5.
Per
concludere, se il lettore è veramente interessato a queste problematiche,
lo invito caldamente a mettersi a studiare un po’ di chimica. Visto che
mi chiedeva espressamente di indicargli un sito Internet, mi permetto
di suggerirgli questo:
http://www.itcg.chiavari.ge.it/chimica/index.html
Si
tratta di un interessante sito dedicato alla didattica della chimica,
dove il lettore potrà trovare molte utili informazioni e molti
links ad altri siti, in cui sicuramente potrà soddisfare tutte
le sue curiosità chimiche.
Mi
permetto infine di aggiungere che, se l’interesse del lettore per le molecole
piramidali nasce dal suo interesse per la “piramidologia” (come si può
dedurre dalla successiva domanda che lui
stesso mi pone), studiando la chimica forse rimarrà un po’ deluso.
Le presunte proprietà attribuite alle piramidi non sono infatti
mai state dimostrate (vedi risposta successiva) e questo vale, ovviamente
e a maggior ragione, anche per le “piramidi molecolari”.