Ciencias

Descubrimiento de un nuevo tipo de enlace químico ultrafuerte

Los investigadores identificaron un nuevo tipo de enlace de hidrógeno que exhibe una fuerza similar o incluso mayor que ciertos enlaces covalentes. Estos enlaces pueden estar involucrados en muchas reacciones químicas y usarse en el campo de la biología o las pilas de combustible.

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Existe en química tipos de conexión: o enlace covalente, que resulta de la agrupación deelectrones Entre dos átomos, un enlace iónico donde los electrones de un ion se transfieren a un átomo vecino, y el conexión intermolecular o Van der Waals (para el cual el enlaces de hidrógeno), que son más pequeños en comparación con los dos anteriores. Estas tres conexiones son relativamente estables. Pero los investigadores saben desde hace mucho tiempo que en una reacción química existen estados intermedios en los que los átomos pueden unirse durante fracciones de segundo y, por tanto, son más difíciles de observar.

Enlaces de hidrógeno fuertes

Un nuevo estudio publicado en la revista Ciencias logró, por primera vez, observar uno de estos estados intermedios, revelando un nuevo tipo de enlace químico : un enlace de hidrógeno pero con la fuerza de un enlace covalente (en principio, el enlace de hidrógeno es aproximadamente 20 veces más débil). Para hacer esto, los investigadores disolvieron un compuesto de fluoruro de hidrógeno en agua y observaron cómo los átomos de hidrógeno y Flúor interactuó gracias a un dispositivo de espectroscopia que registra la vibraciones átomos bajo la luz infrarrojo. Descubrieron que los átomos de flúor eran atraídos por los átomos de hidrógeno debido a un desequilibrio de cargas positivas y negativas, como en un enlace de hidrógeno estándar. En elanión bifluoruro, cada átomo de hidrógeno, por lo tanto, tiende a estar “intercalado” entre dos átomos de flúor.

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Pero los investigadores encontraron que estos sándwiches eran Unido con más fuerza que los típicos enlaces de hidrógeno. En estos enlaces cortos de hidrógeno, los átomos se unen en una estructura pareciendo una molécula, que es típicamente característico de un enlace covalente. Pero el mecanismo del nuevo vínculo es de la naturaleza electrostático, esto significa que el vínculo permanece en la naturaleza de Van der Waals.

Según las mediciones de los investigadores, estos nuevos títulos tienen un energía 45,8 kcal / mol (aproximadamente 192 kJ / mol), que es mayor que algunos enlaces covalentes. UN molécula d ‘ázoe está, por ejemplo, formado por dos átomos unidos por un enlace de 38 kcal / mol. Los enlaces de hidrógeno tienen una energía de enlace de 1 a 5 kcal / mol. Este descubrimiento no es del todo una sorpresa, pero confunde las definiciones de enlaces químicos y moléculas. De hecho, los átomos conectados por enlaces covalentes se consideran moléculas, mientras que los átomos conectados por a través de la un enlace de hidrógeno puede permanecer en moléculas independientes.

¿Un posible vínculo fuerte entre las moléculas de agua?

Según investigadores del Instituto Max-Planck (no participa en el estudio), es posible que este tipo de conexión existe en el agua, donde un ión de hidrógeno se intercala entre dos moléculas de agua. Estos vínculos nunca se han observado de manera concluyente porque su duración la vida sería mucho más corta que con el flúor. ” El estudio de estos movimientos moléculas y cómo pueden orientarse en una dirección deseada puede encontrar formas en el transporte de protones en biología y tecnologías como membranas de pilas de combustible », Dicen los investigadores.

Prudencia Febo

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