Los químicos de Heidelberg comparan los átomos de oro, plata y cobre en compuestos con estructuras idénticas.
Algunas propiedades fundamentales de los elementos metálicos de monedas de oro, plata y cobre, como el comportamiento químico o los colores, ya están predeterminadas en sus átomos. Las propiedades únicas del oro pueden explicarse en gran medida por la teoría de la relatividad de Albert Einstein. Químicos de la Universidad de Heidelberghan podido demostrar esto a través de sus investigaciones de oro, plata y cobre, carbenos. Examinaron solo átomos individuales de cada metal para comparar los tres elementos. Los resultados de esta investigación, dirigida por el Prof. Dr. Bernd Straub, fueron publicadosen las ediciones alemanas e internacionales de la revista Angewandte Chemie para química aplicada y fundamental.
Las propiedades de los elementos químicos son recurrentes periódicamente, ya que los elementos relacionados poseen el mismo número de electrones en la capa externa relevante y difieren solo debido a las capas internas adicionales de electrones. El cobre, la plata y el oro pertenecen a ese grupo de elementos relacionados ".Comparar el metal de cobre, el metal de plata y el metal de oro con sus numerosos átomos metálicos vecinos nunca ha sido un problema, ya que los metales puros han existido durante milenios ", explica el profesor Straub, profesor e investigador del Instituto de Química Orgánica. Sin embargo, ély su equipo pudieron determinar las diferencias de los átomos individuales, en una molécula idéntica con la que los átomos metálicos interactúan muy fuertemente con un átomo de carbono a través de enlaces dobles.
Los científicos de Heidelberg comenzaron sus investigaciones con carbenos de oro, que comprenden un doble enlace generalmente inestable, debido a que es altamente reactivo, entre carbono y oro. Sin embargo, utilizando un "truco" químico, el Prof. Straub y su equipo encontraron una manera de obtener ypara aislar un complejo de carbeno de oro estable con fines de investigación. En otros pasos lograron preparar y caracterizar un carbeno de cobre y un carbeno de plata con una estructura idéntica, aunque ambos compuestos eran mucho más sensibles e inestables que el carbeno de oro. Sin embargo,Estos complejos permitieron a los científicos hacer una comparación detallada de los tres elementos del grupo de monedas de metal - cobre, plata y oro - en la escala de una molécula. Mediante la cristalización del carbeno de plata particularmente inestable, pudieron determinar el enlacelongitud entre la plata y el carbono doblemente unido mediante un análisis estructural de rayos X. Luego lo compararon con la unión más corta y más fuerte entreen oro y carbono.
De sus observaciones, los investigadores concluyen que las propiedades del oro están fundamentalmente determinadas por los "efectos relativistas". Estos efectos entran en juego en la física cuando un fenómeno ya no puede describirse como "clásico". En química, esto se aplica a las propiedades deciertos elementos. Los efectos relativistas se derivan de la teoría de la relatividad de Albert Einstein con la conocida fórmula E = mc2 por la cual Einstein estableció una conexión entre la energía, la masa y la velocidad de la luz. "De los elementos estables, los efectos relativistas predichos son más notablescon oro ", dice el profesor Straub. Un ejemplo bien conocido es la sorprendente diferencia de color entre el metal de oro amarillo y el metal de plata incoloro".
Bernd Straub explica que, debido a la atracción del núcleo de oro cargado positivamente 79 veces, los electrones de oro cargados negativamente alcanzan velocidades tan altas cercanas a la velocidad de la luz c que la energía de movimiento adicional E no puede aumentar sustancialmente su velocidadEn cambio, estos electrones aumentan su masa m. Este efecto se ve en la capa de electrones más externa, que es activa y, por lo tanto, responsable del comportamiento químico, los colores y las propiedades de los metales de acuñación. En el caso del oro, esto conduce a un fortalecimientode sus enlaces. Los compuestos de oro por lo tanto tienen una mejor oportunidad, por ejemplo, de activar un triple enlace entre dos átomos de carbono. La comparación entre los elementos metálicos de monedas de oro, plata y cobre con el carbono de doble enlace en cada caso mostró que elEl comportamiento del oro es más similar al cobre que a la plata, aunque la plata es su vecino directo en el sistema periódico.
Los resultados de la investigación de los químicos de Heidelberg confirman que la teoría de la relatividad de Einstein no solo juega un papel crucial en la astronomía y los viajes espaciales con sus enormes distancias. El Prof. Straub también enfatiza su importancia en el mundo de los electrones, los átomos y las moléculas.
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Materiales proporcionado por Heidelberg, Universität . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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