Moléculas extremas: Hierro en sus formas más inusuales
Por primera vez, se sintetizó hierro en una molécula para ceder siete electrones. El gas inerte incluso ayudó a provocar una reacción inusual y completamente inesperada.
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A medida que se les quitan más y más electrones, los átomos comienzan a volverse agresivos.
Ahora los expertos han producido químicamente una versión extrema del hierro, que sólo se encuentra en el Sol en forma similar. El nuevo compuesto contiene un átomo de hierro en el centro que ha donado siete electrones a sus reactivos. En los compuestos comunes, el hierro se oxida sólo tres veces.
Según lo informado por un equipo dirigido por Carsten Mayer de la Universidad de Erlangen-Nuremberg, se creó permitiendo que un complejo muy inusual que contiene hierro seis veces oxidado en el centro reaccionara con un compuesto altamente reactivo compuesto por los gases nobles xenón y flúor. . Según la publicación de Nature, la molécula resultante, que contiene siete veces más hierro oxidado, sólo es razonablemente estable a temperaturas inferiores a -50 grados centígrados y se reforma muy rápidamente. Los compuestos de hierro que son extremadamente pobres en electrones pueden reemplazar elementos raros y costosos en reacciones químicas, contribuyendo así a ahorrar recursos.
El átomo de hierro tiene un total de 26 electrones, de los cuales cede tres con bastante facilidad y entra en una configuración estable con cinco electrones externos. Este hierro trivalente se encuentra, por ejemplo, en la oxidación. Pero cuantos más electrones se extraen de un átomo, mayor será su carga y su atracción hacia los electrones de otros átomos de su entorno. Esta es la razón por la que los compuestos de hierro que están muy oxidados tienden a robar electrones de otras moléculas. Esta disposición a renunciar y aceptar cargas negativas sin realizar ningún cambio es una propiedad deseable en muchas reacciones químicas. Sin embargo, esto también hace que los materiales desarrollados por el equipo de Mayer sean muy inestables.
En los compuestos desarrollados por el grupo de trabajo, el hierro está rodeado de compañeros que, a su vez, unen los electrones con mucha fuerza. El hierro oxidado hexagonalmente, que los investigadores también describen en la publicación, está rodeado por una molécula orgánica ramificada que contiene principalmente nitrógeno: un único átomo de nitrógeno con triple enlace y flúor, el elemento que más atrae electrones en la tabla periódica. Los expertos no esperaban que ni siquiera esta molécula cediera un electrón. Pero con la ayuda del fluoruro de xenón se creó hierro siete veces oxidado en el centro del complejo.
Hierro oxidado seis y siete veces | Estructuras de los dos nuevos complejos, en los que el hierro está rodeado de fuertes socios aceptores de electrones. El hierro, que se oxida seis veces, hasta ahora sólo se conocía a partir de otros tres compuestos.
Esto crea una molécula en la que el hierro ha cedido formalmente más electrones que cualquier otro compuesto químico conocido. Los socios circundantes forman enlaces con el hierro en el que comparten electrones, pero todos pertenecen a los socios. Por tanto, no son enlaces clásicos de pares de electrones, sino que se denominan enlaces complejos. El hecho de que estos complejos sean tan reactivos muestra que a los átomos de hierro les faltan electrones. Esta es la primera vez que se elimina una cantidad tan grande de electrones de un elemento mediante reacciones químicas. Por lo demás, el hierro al que le faltan siete electrones sólo se encuentra en entornos de muy alta energía, como la magnetosfera del Sol. En las nebulosas planetarias, donde las altas temperaturas y los fuertes campos magnéticos separan los electrones del núcleo..
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