Vrije Universiteit Amsterdam

Persbericht
17-08-2009

VU-chemici schoppen tegen leerboekwijsheden
Vijfwaardig koolstof ontdekt

Het is VU-chemici gelukt hard genoeg tegen de leerboeken aan te schoppen om oude bindingstheorieën te doen wankelen. Ze hebben aangetoond dat je een koolstofatoom met vijf andere atomen kunt laten binden. Al meer dan een eeuw leren we op de universiteit en op school, dat het koolstofatoom (C) vierwaardig is: het kan vier substituenten binden, bijvoorbeeld vier waterstofatomen (H), zoals in het aardgasmolecuul methaan (CH4). En sinds Van 't Hof weten we, dat de vier substituenten als een tetraëder om C heen zitten.

Maar chemici zouden geen chemici zijn, als ze zich door dit gegeven niet uitgedaagd zouden voelen. Zij houden zich dan ook al decennialang bezig met "hypervalentie" of "overwaardigheid", dus met de vraag of atomen toch meer bindingen kunnen vormen.

Gebaseerd op geavanceerde computersimulaties en analyses van de elektronische structuur van modelmoleculen, heeft de VU-groep*, onder leiding van professor Bickelhaupt, designprincipes ontwikkeld en toegepast op het ontwerpen van speciale moleculen met vijfvoudig omringd koolstof, de negatief geladen ­ ionen die de vorm aannemen van een trigonale bipyramide.

Normaal gesproken zijn dat dus de hoogst onstabiele overgangstoestanden, de hoogenergetische, niet isoleerbare species die het hoogste punt van een





energiebarrière in een chemische reactie markeren. De VU-groep laat nu zien dat je door een slimme keuze van de "axiale" X en "equatoriale" R substituenten toch op een stabiel molecuul kunt uitkomen. Dat gebeurt bijvoorbeeld als R een cyanide-radicaal is en X een astatine-atoom.

Inmiddels zijn deze resultaten al voor publicatie aangenomen in het chemische toptijdschrift Angewandte Chemie.* Zij vormen een baken voor experimenteel werkende chemici om te synthetiseren.


* S. C. A. H. Pierrefixe, C. Fonseca Guerra, B. van Stralen, J. N. P. van Stralen F. M. Bickelhaupt, Angew. Chem. 2009, 121, 6591; Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 6496 (http://dx.doi.org/10.1002/anie.200902125).