10.08.2020 - Friedrich-Schiller-Universität Jena

El telurio marca la diferencia

Un equipo de investigación internacional descubre estructuras moleculares inusuales

El sistema periódico contiene 118 elementos químicos. Sin embargo, sólo unos pocos de ellos, como el hidrógeno, el carbono, el nitrógeno, el oxígeno y el silicio, son de gran importancia en nuestra vida cotidiana. Pero las cosas se vuelven realmente excitantes desde el punto de vista químico cuando se trata de elementos menos conocidos. Un grupo de investigación internacional de Alemania y Finlandia descubrió estructuras moleculares sorprendentes y hermosas cuando, en lugar de oxígeno o azufre, utilizaron el elemento telurio, que tiene un peso diferente, en moléculas de hidrocarburos en forma de anillo. Estos compuestos se distinguen por el hecho de que están dispuestos en el cristal para formar tubos altamente simétricos que interactúan entre sí a través de los átomos de telurio.

Los anillos moleculares están dispuestos en tubos

El telurio semiconductor tiene propiedades químicas similares a las de los elementos "relacionados" como el azufre y el selenio. Por lo tanto, no es sorprendente que los hidrocarburos en forma de anillo, en los que el equipo incorporó específicamente átomos de telurio, también se comporten de manera similar a los correspondientes compuestos conocidos que contienen azufre o selenio, al menos cuando se disuelven. No obstante, el telurio ocupa una posición especial.

"Algo especial sucede cuando estas sustancias forman cristales", dice el Prof. Wolfgang Weigand de la Universidad Friedrich Schiller de Jena, uno de los dos autores correspondientes de la actual publicación sobre este tema. "Se forman entonces tubos virtualmente infinitamente largos, en los que las moléculas en forma de anillo se mantienen unidas por los átomos de telurio. Esto sucede debido a una inusualmente fuerte interacción intermolecular. Como resultado, se crean estructuras muy interesantes, que podemos observar aquí." En la química ya se conocen estructuras similares, por ejemplo las llamadas estructuras orgánicas de metal. "Sin embargo, a diferencia de estos, nuestros compuestos no son polímeros de coordinación", explica Weigand. "Por lo tanto, se comportan de manera diferente. Esto puede verse, por ejemplo, en el hecho de que sólo hacen estas formas supramoleculares como cristales y no cuando se disuelven". Sin embargo, los primeros hallazgos experimentales muestran que el oxígeno atmosférico puede oxidar los átomos de telurio y luego unirlos para formar compuestos apilados.

¿Una nueva forma de almacenar gasolina?

El equipo de investigación germano-finlandés ha descubierto que, debido a sus cavidades especiales, estos compuestos de telurio en forma sólida tienen una superficie extremadamente grande de casi 1000 metros cuadrados por gramo - o alrededor de dos canchas de baloncesto y media. "En principio, es concebible que los gases, como el dióxido de carbono, puedan ser capturados en estas cavidades", dice Wolfgang Weigand. "Sin embargo, era importante para nosotros en primer lugar explorar y estudiar estos excitantes compuestos." Es necesario seguir investigando antes de que sea posible su aplicación práctica.

"Esta investigación no habría sido posible sin el Programa Erasmus de la UE", añade el químico de Jena Weigand. "La idea de este trabajo surgió originalmente de mi antiguo candidato a doctorado, el Dr. Tobias Niksch, en Jena, y a través de una estancia como científico invitado en la Universidad de Oulu en Finlandia por mi antiguo estudiante de máster, Marko Rodewald, en el grupo dirigido por el Prof. Risto Laitinen. Hemos tenido una muy buena relación con la universidad durante 15 años y hemos publicado frecuentemente los resultados de la investigación juntos. Y los cálculos teóricos en este trabajo fueron hechos por uno de los antiguos candidatos a doctorado de Risto Laitinen, que ahora está investigando en la Universidad de Jyväskylä en Finlandia. Por lo tanto, este trabajo muestra lo importante que son los intercambios y las redes para el progreso científico. Ya estoy deseando hacer más investigaciones sobre estas interesantes estructuras con nuestros colegas finlandeses".

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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