Gran avance: los químicos producen por primera vez una molécula prevista desde hace 20 años
"¡Es increíblemente excitante y emocionante cuando te das cuenta de lo que tienes en las manos!"
Los metalocenos, moléculas formadas por dos anillos planos de átomos de carbono y un átomo de metal entre ellos, también se conocen como complejos sándwich o moléculas sándwich debido a su estructura. En 2005 se predijo teóricamente por primera vez una molécula sándwich que contenía dos átomos metálicos diferentes. Ahora, la química Inga Bischoff ha logrado producir una molécula de este tipo por primera vez en el mundo. Su trabajo se ha publicado en la revista Nature Chemistry.
El primer metaloceno y el más conocido es el "ferroceno", que contiene un átomo de hierro. Hoy en día, es imposible imaginar muchas áreas de la química sin estos complejos sándwich. Se pueden encontrar en muchos libros de texto sobre química inorgánica y los estudiantes de química aprenden sobre ellos en sus programas de licenciatura. Las moléculas sándwich se utilizan, por ejemplo, en la ciencia de los materiales para sintetizar plásticos especiales que contienen metales y en los procesos de catálisis de la industria química.
Nadie sabe exactamente cuántas moléculas sándwich existen en la actualidad, pero sin duda hay miles. Lo que casi todas tienen en común: Un único átomo de metal entre los dos anillos planos de átomos de carbono. Ése era el estado de los conocimientos hasta 2004, cuando el descubrimiento de un grupo de investigación de la Universidad de Sevilla causó sensación. Los científicos españoles habían logrado sintetizar una molécula sándwich con dos átomos metálicos en lugar de uno solo. Durante mucho tiempo, este llamado "dimetaloceno", que tiene dos átomos de zinc, siguió siendo el único ejemplo de su clase hasta que un grupo de trabajo del Reino Unido logró sintetizar en 2023 una molécula muy similar con dos átomos de berilio. Ahora, Inga Bischoff, del grupo de trabajo dirigido por el Profesor Asociado Dr. André Schäfer, ha logrado una hazaña especial: Por primera vez en el mundo, la química ha producido en el laboratorio un dimetaloceno con dos átomos metálicos diferentes.
Poco después del descubrimiento del primer dimetaloceno en 2004, se hicieron predicciones de que tales moléculas en sándwich no tenían por qué tener dos átomos metálicos idénticos, sino que el complejo también debería ser estable con dos átomos metálicos diferentes. Estas predicciones se basaban en cálculos de química cuántica y en la modelización con potentes ordenadores. Sin embargo, todos los intentos de crear una molécula de este tipo en el laboratorio fueron infructuosos hasta el avance actual de Inga Bischoff.
"Es increíblemente emocionante cuando te das cuenta de lo que tienes en las manos. A simple vista, parece un polvo blanco. Pero aún recuerdo exactamente cómo vimos por primera vez en el ordenador la estructura molecular determinada experimentalmente y supimos que se trataba de una molécula sándwich con dos átomos metálicos diferentes", explica el Dr. André Schäfer.
"La cuestión de cómo deben ser exactamente los anillos de átomos de carbono desempeña un papel tan importante como la de qué átomos metálicos combinar e incorporar. Su estructura electrónica tiene que coincidir", explica Inga Bischoff. "Incorporamos los dos metales litio y aluminio a nuestro 'dimetaloceno heterobimetálico'. Había cálculos que predecían que encajarían bien juntos en una molécula de este tipo porque su estructura electrónica es similar en algunos aspectos a la de dos átomos de zinc, que ya sabíamos que podían formar una molécula estable de dimetaloceno."
Sin embargo, lo que parece simple y sencillo fue el trabajo de muchos meses. Además, la molécula es tan reactiva que sólo puede producirse, almacenarse y analizarse en una atmósfera de nitrógeno puro o argón. Si entra en contacto con el aire normal, se descompone. En la investigación de las propiedades de esta nueva molécula ha participado un equipo de científicos de la Universidad del Sarre. Ahora han publicado su descubrimiento en la revista Nature Chemistry.
"Nuestro dimetaloceno heterobimetálico representa una clase completamente nueva de moléculas sándwich", explica el Dr. André Schäfer. "Quizá la molécula llegue a aparecer algún día en un libro de texto. Pero primero tenemos que investigarla más a fondo. Actualmente conocemos bastante bien su estructura, pero aún sabemos muy poco sobre su reactividad. En el futuro, también podría ser posible sintetizar otras moléculas de dimetaloceno de este tipo con otros átomos metálicos si encontramos otras combinaciones adecuadas de metales."
La enorme importancia de esta clase de moléculas también queda reconocida por el hecho de que el químico alemán Ernst Otto Fischer y su colega británico Geoffrey Wilkinson recibieran el Premio Nobel de Química en 1973 por su "trabajo pionero, realizado de forma independiente, sobre la química de los compuestos organometálicos en sándwich".
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 Alemán se puede encontrar aquí.
Publicación original
Más noticias del departamento ciencias
Reciba la química en su bandeja de entrada
No se pierda nada a partir de ahora: Nuestro boletín electrónico de química, análisis, laboratorio y tecnología de procesos le pone al día todos los martes y jueves. Las últimas noticias del sector, los productos más destacados y las innovaciones, de forma compacta y fácil de entender en su bandeja de entrada. Investigado por nosotros para que usted no tenga que hacerlo.
