miércoles, 29 de octubre de 2014

Confirmada la existencia de un nuevo tipo de enlace químico

Un trabajo publicado en Angewandte Chemie International Edition indica que una sustitución isotópica puede suponer un cambio fundamental en el enlace químico, confirmando de paso la existencia un nuevo tipo de enlace.

A comienzos de la década de los ochenta se propuso que en ciertos estados de transición consistentes en un átomo muy ligero entre dos más pesados el sistema se vería estabilizado, no por las fuerzas de van der Waals convencionales, sino por un nuevo tipo de enlace llamado “vibracional”, en el que el átomo ligero se desplaza entre sus dos vecinos. A pesar de que distintos grupos intentaron confirmar esta hipótesis, finalmente se aparcó por irrealizable.

Ahora, el grupo de investigadores encabezado por Donald Fleming, de la Universidad de la Columbia Británica (Canadá), cree que tiene la base teórica y las pruebas experimentales para demostrar la existencia de un enlace vibracional estable.

 Los investigadores llevaron a cabo una serie de simulaciones de la reacción del bromuro de hidrógeno (BrH) con el bromo (Br) para crear el radical BrHBr. En esta estructura el H es mucho más ligero que los Br que tiene a cada lado. Para poder determinar el efecto de la sustitución isotópica se usó todo un abanico de isótopos del hidrógeno: 1H (hidrógeno “normal”, H), 2H (deuterio, D), 3H (tritio, T) y 4H (helio muónico, resultado de sustituir un electrón en el helio por un muón, una partícula con la masa de unos 200 electrones) y Mu (muonio, un átomo formado por un antimuón que actúa de núcleo y un electrón; este átomo tiene una masa 40 veces menor que la del 4H).

jueves, 10 de octubre de 2013

Nobel de Química 2013, para Karplus, Levitt y Warshel

La Real Academia de Ciencias de Suecia ha otorgado el Nobel de Química 2013, dotado con ocho millones de coronas suecas (922.000 euros o 1,3 millones de dólares), al investigador austríaco Martin Karplus (Universidad de Strasburgo/Harvard), el sudafricano Michael Levitt (Standford) y el israelí Arieh Warshel (Universidad de Southern California) por desarrollar modelos informáticos que permiten entender y predecir procesos químicos complejos.

En la década de 1970 los tres investigadores sentaron las bases de los potentes programas que son usados para comprender y predecir procesos químicos, unos modelos informáticos que replican la vida real y que se han convertido en uno de los avances más cruciales para la química actual.

 Los modelos informáticos son imprescindibles para la mayoría de los avances en química. Los métodos desarrollados por Karplus, Levitt y Warshel han permitido a los ordenadores desvelar procesos químicos como la fotosíntesis de las hojas verdes o la purificación de un catalizador de gases de escape.

jueves, 3 de octubre de 2013

La primera imagen de un enlace de hidrógeno

Los químicos han sabido desde hace mucho tiempo cómo es un enlace de hidrógeno, pero hasta la semana pasada, la mayoría no habían visto realmente la imagen de uno. Ahora, investigadores de la CAS (Chinese Academy of Sciences( han sido capaces de visualizar un enlace de hidrógeno con el microscopio de fuerza atómica (AFM), una técnica que puede ofrecer una resolución más alta que incluso un microscopio de efecto túnel.

En mayo, Felix Fischer y sus colegas de la Universidad de California en Berkeley, EE.UU. utilizaron un AFM con las moléculas antes y después de una transformación química, las imágenes mostraron la formación de enlaces covalentes en una reacción de ciclación.

En el último estudio, Xiaohui Qiu y sus colegas del Centro Nacional de Nanociencia y Tecnología de China, fueron un paso más allá. Usaron el mismo microscópio de AFM como Fischer, pero en lugar de buscar enlaces covalentes buscaron interacciones débiles.

Los enlaces de hidrógeno son fundamentales para las moléculas más importantes en la naturaleza. Son responsables de la unión de las dos hebras de la doble hélice de ADN y de que enzimas catalizar reacciones, haciendo uso de ellos. Estos enlaces intermoleculares pueden formar cuando un hidrógeno que está unido a un átomo electronegativo altamente interactúa con otro átomo cargado negativamente.

A pesar de su ubicuidad, Qiu dice que la "naturaleza de un enlace de hidrógeno está siendo objeto de debate. Durante mucho tiempo se ha considerado una interacción electrostática, pero recientemente se ha sugerido que tiene características de unión química como se evidencia por los experimentos de difracción de rayos x. (Más Info)