În 1825, omul de știință britanic Michael Faraday a descoperit o substanță care părea inofensivă — un hexagon perfect. Nimeni nu și-a imaginat că benzenul, cum avea să fie numită această substanță, va transforma chimia, industria și chiar tehnologiile viitorului.

Faraday a obținut un lichid incolor cu un miros plăcut prin încălzirea reziduurilor de gaz utilizate pentru iluminarea străzilor din Londra. Oamenii de știință din acea vreme nu au reușit imediat să clasifice noua substanță, numind-o bicarbură de hidrogen. Dar astăzi o cunoaștem sub numele de benzen, iar contribuția sa la știință și la viața noastră este enormă.

Mica moleculă de benzen este prezentă în aproape tot: în plastic, coloranți, detergenți, textile, parfumuri, adezivi, combustibili, insecticide și chiar în smartphone-uri. Dar influența sa depășește produsele de zi cu zi. Structura benzenului a devenit baza a mii de compuși organici utilizați în medicină și nanotehnologie. Cel mai impresionant lucru este că pe baza structurii sale atomice au fost dezvoltate materiale revoluționare, cum ar fi grafenul, care promite să schimbe viitorul energiei, informaticii și biomedicinei.

Interesant nu este doar ceea ce poate fi fabricat cu ajutorul benzenului, ci și modul în care este construit. Molecula sa este compusă din șase atomi de carbon și șase atomi de hidrogen, formând un inel. Acest hexagon perfect ascunde o caracteristică chimică: electronii săi nu sunt legați prin legături simple sau duble, ca în alte molecule organice, ci se mișcă continuu în interiorul inelului. Acest fenomen se numește rezonanță și conferă benzenului o stabilitate uimitoare.

Nu reacționează ușor, este rezistent la atacuri, dar în același timp este capabil să formeze cu ușurință structuri noi. Această combinație de reactivitate și stabilitate o face atât de valoroasă. În chimie, aceste proprietăți sunt cunoscute sub numele de aromaticitate.

Înțelegerea acestor structuri a necesitat decenii de cercetare. La mijlocul secolului al XIX-lea, chimistul german August Kekule a propus un model de inel hexagonal cu legături mobile, inspirat - după cum a spus el - de un vis în care un șarpe își mușca coada. Acesta a devenit una dintre cele mai mari realizări științifice, care a pus bazele dezvoltării așa-numitei teorii structurale. De atunci, benzenul a devenit un simbol al chimiei organice moderne și o cheie pentru explicarea unor concepte complexe, cum ar fi orbitalii moleculari, delocalizarea electronilor și stabilitatea moleculară.

Dar influența sa nu s-a limitat la manuale. În secolul al XX-lea, oamenii de știință au început să conecteze mai multe inele de benzen între ele. Astfel au apărut hidrocarburile aromatice policiclice (HAP), care fac parte din combustibili, uleiuri lubrifiante, coloranți și materiale plastice, precum și subiectul unor cercetări științifice avansate. Unii HAP au proprietăți fluorescente, alții funcționează ca semiconductori, mulți au devenit un punct de plecare pentru dezvoltarea de noi molecule cu aplicații medicale, electronice și energetice. Pe baza acestor structuri au apărut și așa-numitele nanografene moleculare, fragmente de grafen, dezvoltate atom cu atom pentru a funcționa ca senzori, tranzistori sau sisteme de stocare a energiei.

Grafenul este punctul culminant al acestei evoluții. Acesta este un strat bidimensional cu o grosime de un singur atom, format dintr-o rețea continuă de hexagoane de carbon. Este ca o pânză infinită țesută din inele de benzen. Descoperit în 2004 de Andre Geim și Konstantin Novoselov, care au primit Premiul Nobel pentru Fizică în 2010, grafenul este un material extraordinar: cel mai subțire creat vreodată, mai puternic decât oțelul, flexibil, transparent și cu o conductivitate electrică și termică excepțională. Este deja utilizat în baterii ultra-rapide, ecrane tactile pliabile, dispozitive biomedicale, sisteme de filtrare a apei, implanturi neuronale și tehnologii cuantice. Deși grafenul pare a fi ceva din science fiction, este real și totul a început cu mica moleculă din spatele substanței misterioase descoperite de Faraday acum 200 de ani.

Dar benzenul și derivații săi pot fi găsiți nu numai în laboratoare sau fabrici, ci și în spațiu. În ultimele decenii, astronomii au detectat compuși aromatici în norii interstelari, comete și discuri de praf care înconjoară stelele tinere. Aceste molecule complexe, constând din inele de carbon asemănătoare benzenului, par a fi comune în univers și este posibil să fi ajuns pe Pământul timpuriu la bordul meteoriților. Prezența lor deschide o posibilitate fascinantă: că blocurile de construcție chimice ale vieții - moleculele organice complexe - ar fi putut avea o origine cosmică, iar benzenul a fost unul dintre primii participanți.

Benzenul este o moleculă cheie în predarea chimiei. Generațiile de studenți au studiat cu ajutorul ei concepte precum aromaticitatea, rezonanța și teoria orbitalilor moleculari. În ciuda potențialei sale toxicități (prin urmare, utilizarea sa în produsele de uz casnic este limitată), moștenirea sa științifică și tehnologică este incontestabilă.

Royal Society of Chemistry (RSC) — una dintre cele mai prestigioase instituții științifice din lume — va lansa o ediție specială tematică dedicată istoriei, evoluției și viitorului benzenului și al derivaților săi. Vor participa aproximativ douăzeci de reviste, iar lucrarea va fi coordonată de laureații Premiului Nobel Ben Feringa și autorul acestui articol.

Într-o lume în care tehnologia se dezvoltă cu o viteză uriașă, merită să ne amintim că multe minuni moderne își au rădăcinile în descoperirile din trecut. Benzenul, cu mica sa moleculă din șase atomi de carbon sub forma unui inel hexagonal, este una dintre acele descoperiri liniștite care ne-au schimbat modul de viață, producție, tratament și creație. Uneori, marile revoluții nu vin cu zgomot, ci cu un miros ușor și un inel perfect. Și benzenul, fără îndoială, este unul dintre ele, o moleculă al cărei miros a fost sinonim cu revoluția de la bun început.