La molècula de l’any CaSi serà el SiSi

En una piulada del dia 31 de desembre de 2013, @miquelduran va batejar l’any 2014 com l’any del Si o l’any del CaSi (Figura 1). Posats a demanar m’agradaria que fos l’any del Si més que no pas el del quasi Si (CaSi). I si fos possible que la molècula Si2 (SiSi) fos la protagonista de l’any.

Sobre l’estructura electrònica del C2 en varem parlar fa uns mesos en una entrada anterior. El C2 en l’estat fonamental és un singlet a capa oberta amb una distància d’enllaç de 1.2425 Å. Segons la interpretació de Shaik, Hiberty i col·laboradors es tracta d’un enllaç C-C quadrúple. Seria d’esperar que el Si2 tingués la mateixa estructura electrònica que el C2 donat que C i Si són tots dos elements del grup 14. Els càlculs a nivell UB3LYP/6-311++G(d,p) donen que el triplet és més estable que el singlet a capa oberta per 2.7 kcal/mol i més estable que el singlet a capa tancada per 22.2 kcal/mol. Quan es miren els orbitals moleculars es conclou que a l’estat triplet tenim un triple enllaç Si≡Si (Figura 2). Així doncs l’estat fonamental de la molècula Si2 és un triplet amb un enllaç triple i una distància d’enllaç de 2.1666 Å. Càlculs de Dixon i col·laboradors a nivell més sofisticat també indiquen que l’estat fonamental del Si2 és un triplet. Si2 i C2 tenen doncs estructures electròniques diferents. La raó és que la mida més gran del Si fa que la distància d’enllaç Si-Si sigui més gran que la del C-C. En aquestes condicions, la interacció entre els dos electrons desaparellats a través de l’enllaç en el singlet a capa oberta del Si2 no és prou eficient (a diferència del C2) i el triplet passa a ser l’estat electrònic més estable.

La química ens diu que la molècula Si2 en el seu estat més estable és un biradical (dos electrons desaparellats). Això quadra amb que la decisió #SíSí segurament és la més radical però també la més convenient pels interessos del país i la que a la llarga ens portarà a una situació de més estabilitat.