Kemijska je veza osnovni element svake strukture, svakoga kemijskoga spoja… Ne postoji ni jedna molekula u svemiru u kojoj atomi nisu povezani kemijskom vezom. U svakoj se vezi nalaze podijeljeni elektroni. Oni spajaju atome i tako se gradi arhitektura svake tvari: lijeka, otrova, hormona, prehrambenoga aditiva, plastike, eksploziva…
Osim vode i zraka, za život je potrebno »samo jedno« – ugljik i njegovi spojevi. Tu zbirku spojeva proučava organska kemija. Svakomu je tinejdžeru u školi rečeno (i poznato) da bogatstvo ugljikovih spojeva čine veze između ugljikovih atoma. One mogu biti jednostruke, dvostruke i trostruke; sadrže, dakle, dva, četiri ili šest elektrona. Što više elektrona, to je veza jača i kraća. I to je sve. Nitko nikada nije vidio dva atoma ugljika spojena samo jednim elektronom. Ideja jednoelektronske kemijske veze između dvaju ugljika na kemijskom se fakultetu kažnjava lošom ocjenom. Prikaz dvaju ugljika s jednom točkicom (elektronom) između tih atoma bit će na testu prekrižen crvenom olovkom. Jer točkica nije vezna crtica. Ipak, o takvoj su kemijskoj vezi maštali teorijski kemičari još prije stotinu godina, ali eksperimentalne potvrde nije bilo.
Pauling je opet bio u pravu
Još 1931. godine Linus Pauling, američki kemičar, izračunima je predvidio mogućnost stvaranja kemijskih veza sa samo jednim elektronom (J. Am. Chem. Soc. 1931, 53, 3225). Pauling je jedan od najboljih kemičara svih vremena i jedini dvostruki dobitnik nepodijeljene Nobelove nagrade (za kemiju i za mir). Kada je 1954. godine dobio Nobelovu nagradu, skromno je priznao: »Nisam se nadao dobiti nagradu, jer što sam ja konkretno otkrio?« On je »samo« objasnio prirodu kemijske veze. Temeljni koncept i stvarnost materijalnoga svijeta.
Njegovo predviđanje kemijskih veza s jednim elektronom ovih su dana potvrdili japanski znanstvenici sa sveučilišta u Tokiju (Nature, 25. rujna 2024). Oni su uspjeli pripraviti molekulu u kojoj su dva ugljika povezana jednim elektronom. To prije nikada nitko nije vidio, dokazao, izmjerio… Ta je veza izdužena, slaba i zato teško uhvatljiva u laboratoriju. U naslovu teksta u časopisu »Nature« s pravom piše: »Ovo će završiti u svim udžbenicima za studente.« A profesori će se morati ispričati studentima koji su crtali »krive« strukture i kemijske veze. Doduše, studenti tada nisu znali da su bili u pravu!
Otete Nobelove nagrade?
Pauling je, dakle, još jednom bio u pravu. Organski su kemičari čekali gotovo jedno stoljeće da se ostvari i potvrdi njegova ideja. On je, osim toga, sudjelovao i u otkrivanju i tumačenju osnovne strukture gena, ali njegov doprinos, zbog političkih odluka, nije nagrađen (trećom) Nobelovom nagradom. Uzeli su je 1962. godine Watson, Crick i Wilkins, iako zasluženo, ali njemu »ispred nosa«. Konačno, Pauling je tvorac ortomolekulske medicine, posebnoga pristupa bolesti i zdravlju, koji se temelji na ravnoteži vitamina, minerala, biometala i drugih mikronutrijenata u organizmu. Poznat je bio po savjetu da je za optimalno zdravlje potrebno svakoga dana uzimati visoke doze vitamina C. Zbog otpora i interesa medicinske industrije dodjela Nobelove nagrade za liječenje jeftinim i svakomu dostupnim preparatima nije bila vjerojatna. No možda će već sljedećih pedesetak godina pokazati da je Pauling bio u pravu.
Čemu služi otkriće?
Takuya Shimajiri, glavni autor japanske studije u kojoj je prvi put prikazana neobična kemijska veza, podsjeća: »Ranije su kemičari smatrali da jednoelektronska veza između dvaju ugljika može biti kratkoživući entitet, ali s našim je rezultatima to prestala biti hipoteza.« Oni pak koji su opterećeni konkretnom primjenom novoga otkrića morat će prilično čekati ili frustrirano ponavljati pitanje: »Čemu to služi?«
Nova kemijska veza intelektualni je izum, pripada fundamentalnoj znanosti, boljemu razumijevanju prirode; rezultati toga istraživanja obiluju elegancijom, znatiželjom, kreacijom, znanjem onkraj tržišnih aplikacija… Naposljetku, poslodavac japanskih istraživača je akademija, a ne industrija. Njihovu plaću, poput ostalih znanstvenika na sveučilištu, ne isplaćuje ministarstvo gospodarstva ili turizma, nego znanosti i obrazovanja. Zbog podučavanja i promišljanja.
