Superatom es un nombre dado a un grupo de átomos que parecen exhibir propiedades similares a los átomos elementales. Los científicos han mostrado un interés particular en las estructuras superatómicas, ya que pueden vincularse con átomos para producir moléculas, y potencialmente pueden usarse para sustituir ciertos elementosen muchas aplicaciones
Pero para que los superatomos se utilicen de manera efectiva, deben adaptarse especialmente para que se asemejen a las características de los elementos correspondientes. Esta transformación depende de la combinación específica de electrones utilizados. Por ejemplo, cuando un átomo de aluminio con 3 electrones de valencia electrones de capa externaque puede contribuir a la formación de enlaces químicos se agrega al superatomo de aluminio-13, las propiedades cambian a las de un superatomo de aluminio-14. Debido a esta modificabilidad de los superatomos, es importante investigarlos y comprenderlos más.La investigación previa ha sido principalmente teórica y se centró en gran medida en grupos individuales. La investigación tampoco ha sido capaz de sintetizar grupos superatómicos con suficiente volumen y estabilidad para una aplicación práctica.
En un estudio reciente, científicos de Tokyo Tech y ERATO Japan Science and Technology, dirigidos por el Dr. Tetsuya Kambe y la profesora Kimihisa Yamamoto, fabricaron grupos del elemento galio Ga en solución para demostrar los efectos de cambiar el número de átomos enun grupo sobre las propiedades del grupo. El equipo sintetizó grupos de Ga de 3, 12, 13 y otros números de átomos usando un sintetizador de superatomo especializado. Para caracterizar y analizar las diferencias estructurales entre los grupos sintetizados, se capturaron imágenes de microscopía electrónica de transmisión ylos cálculos se realizaron con herramientas de cálculo.
La espectrometría de masas reveló que los grupos de 13 y 3 átomos tenían una periodicidad superatómica. El grupo de 13 átomos difería de los otros grupos estructural y electroquímicamente. Pero el grupo de 3 átomos con hidrógeno Ga3H2 se redujo a Ga3H2- yno se detectó, lo que sugiere una baja estabilidad de este grupo cuando se sintetiza en el medio de solución.
La capacidad de alterar los grupos refuerza el concepto de que el cambio estructural puede ser inducido en superatomos. Al describir las implicaciones de sus hallazgos, los científicos explican: "Esta serie de resultados demuestra que es posible cambiar los electrones de valencia en grupos superatómicos ensolución controlando el número de átomos constituyentes. Esto a su vez permite el diseño y la preparación de superatomos ".
Este estudio allana el camino para futuras investigaciones para investigar el uso de superatomos como sustitutos de elementos. Como el Dr. Kambe, el profesor Yamamoto y el equipo reiteran, "el superatom revela una estrategia atractiva para crear nuevos bloques de construcción mediante el uso de estructuras de clúster."
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Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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