Desde medicamentos efectivos hasta sensores moleculares y celdas de combustible, los grupos de metales se están volviendo fundamentalmente útiles en los sectores de la salud, el medio ambiente y la energía. Esta diversa funcionalidad de los grupos surge de la variabilidad en tamaño y tipo. Ahora, los científicos dirigidos por el profesor Yuichi Negishi, del Departamento de Química Aplicada de la Universidad de Ciencias de Tokio, agregue a esta historia continua explicando la dinámica del clúster de metal, aleación de oro y plata protegida con tiolato, en solución; esto ayuda a comprender la estabilidad, la geometría y la tenacidad deestos grupos para sus aplicaciones.
Los grupos de metales se forman cuando un grupo de átomos de metal se unen para formar grupos, en algún lugar entre el tamaño de una molécula y el de un sólido en masa. Recientemente, estos grupos han ganado mucha atención debido a sus diversas capacidades químicas que dependenen su tamaño y composición. A diferencia del empaque cerrado, fraguado y estable observado en celosías de metal a granel, la geometría de estos grupos, que a menudo también gobierna su reactividad química, se basa en arreglos atómicos especiales que minimizan la energía. Además, sus funcionalidadesvarían según el número de átomos constituyentes en el grupo. Debido a que estos factores de nivel micro gobiernan la actividad máxima de nivel macro de los grupos, es esencial comprender la dinámica del grupo a escala atómica. La exploración reciente en el campo de tales grupos de metales hapermitió la catalogación de estos grupos como compuestos de composiciones químicas definidas.
Un grupo de metal interesante con propiedades catalíticas y luminiscencia es el grupo de aleación de oro y plata protegido con tiolato. Estos grupos de metal se forman cuando los grupos individuales de oro y plata protegidos con tiolato se mantienen juntos en una solución. Los grupos individuales puros se someten a metalintercambio, como un "trueque" químico: un oro por un átomo de plata. Si bien el método de reacción de complejo de metal en racimo CMCR se usa ampliamente, la dinámica real del mismo y el incentivo energético que impulsa tales procesos no se comprenden.semilla de curiosidad para el equipo del Prof. Negishi, como afirman, "el comportamiento dinámico de estos grupos en solución debe tenerse en cuenta para comprender los orígenes de la actividad catalítica y las propiedades de luminiscencia de los grupos de aleaciones de oro y plata, además de la estructura geométrica"
Para iluminar el comportamiento de intercambio de metales entre los grupos puros después de la síntesis, el equipo ideó un experimento basado en la cromatografía de fase inversa. Identificaron esta configuración porque diferencia las moléculas en función de las características electrónicas, es decir, si la molécula es polar con uncentro positivo y negativo simultáneo o no polar sin separación de carga.
El uso de esta configuración demostró ser útil ya que el equipo informó que, de hecho, los isómeros estructurales individuales distribución espacial y geométrica diferente para un grupo dado cambian de solución a pesar de que la masa del grupo permanece sin cambios. Esto indicaba que había- intercambio de átomos de metal en el clúster, que cambió el estado electrónico del cúmulo a pesar de que la masa permaneció igual. También informaron que después de la síntesis, con el paso del tiempo, la concentración de diferentes tipos estructurales de aleaciones de oro y plata en ella solución cambió. Esto indicaba que también había un intercambio de metales entre grupos en juego. Por último, los investigadores también observaron que el intercambio de metales entre grupos ocurre con mucha más frecuencia después de la síntesis y finalmente se ralentiza después de estar de pie durante mucho tiempo.esto a la diferencia en estabilidad y energía entre las diferentes estructuras ". Las geometrías metaestables formadas inicialmente probablemente se conviertan en termodinámicamente stgeometrías capaces a través del intercambio de metales entre grupos y dentro del grupo en solución ", explica el profesor Negishi.
Los científicos verificaron sus afirmaciones acerca de la dinámica observada de la reacción de complejo metálico de grupo CMCR mediante la realización de un estudio comparativo con el procedimiento alternativo de síntesis. Desde entonces, los procedimientos tradicionales Co-reducción de iones metálicos producen aleaciones en condiciones severas, solo las estructuras termodinámicamente y energéticamente favorables ven la luz del día. Por lo tanto, se forman estructuras predominantemente estables, lo que indica que el intercambio de metales está relativamente suprimido. Esto se opuso a los grupos formados por el CMCR donde inicialmente se observan firmas para varias especies.A medida que pasa el tiempo, como todas las cosas en la naturaleza, las especies inestables intentan reorganizarse a sí mismas estables. ¿Cómo? ¡A través del intercambio de metales, por supuesto!
Para resumir, el Prof. Negishi afirma: "Estos resultados demuestran que los racimos de aleación de oro y plata tienen diferentes estructuras geométricas y distribuciones inmediatamente después de la síntesis, dependiendo del método de síntesis. Por lo tanto, su comportamiento dinámico en solución también depende de la síntesismétodo."
El estudio de grupos con diferentes tamaños de núcleo y composiciones es emocionante, ya que ofrece oportunidades emocionantes para aprovechar las propiedades físicas y químicas novedosas. Pero eso no es todo. También proporciona una idea de sus relaciones estructura-propiedad, casi como espiar en el"vida social" de los átomos!
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Materiales proporcionados por Universidad de Ciencias de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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