Pianeti e chimica: nuovi tipi di ossidi

I pianeti Urano e Nettuno hanno composizioni diverse da quella degli altri due pianeti gassosi Giove e Saturno e sono spesso chiamati pianeti gemelli.

Era noto che tali pianeti erano costituiti prevalentemente da carbonio, idrogeno e ossigeno ovvero dagli elementi che sono tra gli elementi più diffusi nei composti organici e sono stati effettuati studi per conoscere come questi elementi  potessero combinarsi in condizioni estreme di pressione che sono quattro milioni maggiori rispetto a quella sulla Terra a livello del mare che si riscontrano nei nuclei di tali pianeti.

Gli scienziati dell’Istituto Skoltech, l’Istituto di Scienza e Tecnologia di Skolkovo-Mosca fondato nel 2011 in collaborazione con il Massachusetts Institute of Technology, sfruttando modelli computazionali e avvalendosi dell’algoritmo USPEX  (Universal Structure Predictor: Evolutionary Xtallography) che serve a prevedere composti e relative strutture cristalline, hanno scoperto che nel cuore di questi pianeti sono presenti  composti “esotici” proibiti dalla chimica classica o comunque altamente instabili e termodinamicamente sfavoriti alle normali pressioni e strani composti polimerici.

Nuovi tipi di ossidi

I risultati di questi studi, pubblicati dalla rivista Scientific Reports, indicano la presenza di nuovi tipi di ossidi di alluminio, silicio e magnesio. Vi sono anche sali come Na₃Cl, NaCl₃, NaCl₇, Na₃Cl₂ e Na₄Cl₃.

A pressioni maggiori di 93 GPa il metano si decompone formando idrocarburi a maggior peso molecolare come etano, butano e polietilene.

Tra i composti contenenti carbonio e idrogeno vi è un clatrato. Esso è un composto di inclusione in cui le molecole ospitanti si trovano all’interno di una gabbia formata dalle molecole ospitanti. Esso è stabile nell’intervallo di pressione 10-215 GPa costituito da idrogeno e metano. Ha formula 2 CH₄: 3H₂ capace di inglobare altri composti al suo interno.

L’acido carbonico diventa termodinamicamente stabile alla pressione di circa 10000 atm. Tuttavia nell’intervallo di pressione compresa tra  i 44 e i 400 GPa è convertito in un polimero. Inoltre a 314 GPa può avvenire una reazione esotermica tra acido carbonico e acqua. Si ottiene l’acido ortocarbonico C(OH)₄ detto acido di Hitler a causa la sua struttura a forma di svastica

che finora era  considerato un composto solo ipotetico e comunque altamente instabile.