Primero el núcleo, luego la capa: los investigadores de Marburg y Karlsruhe han estudiado la formación gradual de grupos metálicos, las fracciones más pequeñas de metales en forma molecular. La capa se forma gradualmente alrededor del átomo interno en lugar de mediante la inclusión posterior del átomo central.de todos los pasos de desarrollo pueden permitir propiedades optoelectrónicas y magnéticas personalizadas.
Para sintetizar específicamente compuestos químicos, se deben conocer los mecanismos responsables de su formación. "Los compuestos puramente inorgánicos son una caja negra a este respecto", Florian Weigend del Instituto de Tecnología de Karlsruhe KIT y Stefanie Dehnen de Philipps-Universität Marburg,los autores correspondientes de este estudio explican: "Esto se aplica particularmente a la formación de complejos metálicos multinucleados, los llamados grupos". Los procesos de transformación de grupos metálicos tienen lugar rápidamente. Normalmente, no es posible observar estos procesos y los productos intermedios"Incluso los primeros pasos son en gran parte desconocidos y solo pueden identificarse combinando síntesis con medición y modelado químico computarizado", dicen los expertos. Si se conocieran todos los pasos de desarrollo, los grupos de metales con propiedades optoelectrónicas y magnéticas finamente ajustadas podrían personalizarse paraaplicaciones técnicas.
En el estudio publicado ahora, el equipo informa la formación de un grupo de metales multinucleados al sintetizar primero una serie de grupos de metaloides de germanio y arsénico de tamaño variable. Los grupos más grandes tienen un átomo del tántalo de metal de transición en el centro de la jaulamoléculas. Las mediciones y las simulaciones por computadora sugieren que el metal de transición juega un papel muy temprano en la formación de conglomerados. "Puede considerarse un tipo de catalizador que inicia la formación y la ruptura de enlaces", señalan Weigend y Dehnen. En conjunto, los resultados muestranque el metal de transición no se asienta en una cubierta de conglomerado formada anteriormente, sino que la cubierta del conglomerado se forma gradualmente alrededor del átomo en el centro. "Los resultados pueden generalizarse para toda una familia de compuestos de conglomerados metálicos", dicen Weigend y Dehnen.
Además de las síntesis y mediciones químicas en Marburg, se realizaron simulaciones informáticas exhaustivas con el paquete de programa de química cuántica TURBOMOLE desarrollado en gran medida por KIT en KIT. De esta manera, se determinó el papel de los muchos isómeros en la reacción. Los isómeros son compuestos químicosde composición idéntica, pero con diferentes disposiciones espaciales de los átomos. "Gracias al cálculo de las rutas de reacción, hemos encontrado que las transformaciones de isómeros son posibles con un gasto de energía relativamente pequeño", dice Weigend.
Además de Dehnen y Weigend y el estudiante de doctorado Stefan Mit-zinger, la becaria Humboldt Lies Broeckaert y Werner Masse, ex jefe del Laboratorio Central para el Análisis de la Estructura Cristalina, están involucrados en la presente publicación. La investigación subyacente fue apoyada por Alexandervon Humboldt Foundation, Friedrich Ebert Foundation y la German Research Foundation.
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Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Karlsruhe . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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