Los químicos han logrado un gran avance
Tras décadas de búsqueda en todo el mundo: químicos de Saarbrücken crean una molécula aromática icónica con sili
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Los avances fundamentales en las ciencias naturales son raros. Se suele avanzar a pequeños pasos, acumulando lentamente conocimientos a medida que encajan más piezas del rompecabezas. Ahora, sin embargo, unos químicos de la Universidad del Sarre han hecho un gran avance: han sintetizado una molécula estable que los químicos de todo el mundo llevaban décadas buscando sin éxito. Su descubrimiento se publica ahora en Science.
Como dice el refrán, todo lo bueno lleva su tiempo, y esto es especialmente cierto en el caso de los grandes avances científicos. Tras casi medio siglo de especulaciones y décadas de intentos por parte de numerosos grupos de investigación, David Scheschkewitz, catedrático de Química General e Inorgánica de la Universidad de Saarland, y su estudiante de doctorado Ankur, en colaboración con Bernd Morgenstern, del Centro de Servicios de Difracción de Rayos X de la Universidad de Saarland, han logrado un gran avance que, como corresponde, acaba de publicarse en una de las revistas científicas más importantes del mundo: Science.
¿Qué ha conseguido exactamente el equipo de Saarbrücken? En pocas palabras, han conseguido sintetizar pentasilaciclopentadienida. Mientras que unos pocos especialistas reaccionarán con un "¡Vaya! ¡Es extraordinario!", la mayoría de los lectores probablemente responderán con un "Vale, ¿y qué es eso exactamente?". En esencia, Scheschkewitz y sus colegas han sustituido los átomos de carbono de un compuesto aromático -una clase de moléculas especialmente estables en química orgánica- por átomos de silicio.
Los aromáticos desempeñan un papel destacado en el mundo que nos rodea, por ejemplo en la fabricación de plásticos. En la producción de polietileno y polipropileno, por ejemplo, los compuestos aromáticos ayudan a que los catalizadores que controlan estos procesos químicos industriales sean más duraderos y eficaces", explica David Scheschkewitz. Como el silicio es mucho más metálico que el carbono, retiene sus electrones con mucha menos fuerza. Así pues, la sustitución del carbono por el silicio en la pentasilaciclopentadienida podría dar acceso a nuevos compuestos y catalizadores con propiedades muy diferentes, lo que abriría las puertas a un nuevo mundo de posibilidades químicas. David Scheschkewitz, Ankur y Bernd Morgenstern han abierto esa puerta de par en par.
Para entender por qué ha sido tan difícil alcanzar este objetivo, hay que profundizar en la química subyacente. La ciclopentadienida -el modelo de carbono de la pentasilaciclopentadienida, análoga al silicio- es una molécula de hidrocarburo aromático, lo que significa que sus cinco átomos de carbono están dispuestos en una estructura de anillo plano ("planar"), una configuración que ayuda a crear un marco molecular excepcionalmente estable. (Nota histórica: los aromáticos recibieron este nombre porque los primeros compuestos de este tipo que se descubrieron en la segunda mitad del siglo XIX tenían aromas especialmente característicos y, a menudo, agradables). Para ser clasificado como aromático, un compuesto debe tener un número determinado de electrones compartidos distribuidos uniformemente alrededor de la estructura anular plana, y este número se expresa mediante la regla de Hückel, una sencilla expresión matemática que debe su nombre al físico alemán Erich Hückel", explica David Scheschkewitz. Como estos electrones se reparten uniformemente por todo el anillo y no se limitan a átomos de carbono individuales, estos electrones deslocalizados hacen que las moléculas aromáticas sean especialmente estables.
Durante décadas, sólo se conocía una variante de estas moléculas aromáticas para el silicio. En 1981, se sintetizó el análogo de silicio del ciclopropenio, una molécula aromática en la que el anillo de tres miembros de átomos de carbono se sustituyó por un anillo de tres miembros de átomos de silicio. Desde entonces, los numerosos intentos de crear compuestos aromáticos basados en el silicio han sido infructuosos. Hasta ahora: Ankur, Bernd Morgenstern y David Scheschkewitz han sintetizado una molécula de cinco átomos que presenta estas complejas propiedades. El destino quiso que el mismo compuesto se descubriera casi simultáneamente en el laboratorio de Takeaki Iwamoto, de la Universidad de Tohoku, en Sendai (Japón). De mutuo acuerdo, los equipos de investigación del Sarre y Japón han publicado sus hallazgos en el mismo número de Science.
Este trabajo allana el camino hacia materiales y procesos totalmente nuevos con potencial relevancia industrial. Pero el primer paso, el más difícil, ya se ha dado.
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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