Un superátomo es cualquier grupo de átomos que parece exhibir algunas de las propiedades de los átomos elementales.
Los átomos de sodio , cuando se enfrían del vapor , se condensan naturalmente en grupos, que contienen preferentemente un número mágico de átomos (2, 8, 20, 40, 58, etc.), con el electrón más externo de cada átomo entrando en un orbital que abarca todos los átomos en el racimo. Los superatomos tienden a comportarse químicamente de una manera que les permitirá tener una capa cerrada de electrones, en este nuevo esquema de conteo. [ cita requerida ]
Racimos de aluminio
Ciertos grupos de aluminio tienen propiedades de superatomo. Estos racimos de aluminio se generan como aniones ( Al-
ncon n = 1, 2, 3,…) en gas helio y reacciona con un gas que contiene yodo. Cuando se analiza por espectrometría de masas, un producto de reacción principal resulta ser Al
13I-
. [1] Estos grupos de 13 átomos de aluminio con un electrón extra agregado no parecen reaccionar con el oxígeno cuando se introduce en la misma corriente de gas, lo que indica un carácter similar a un haluro y un número mágico de 40 electrones libres. Tal grupo se conoce como superhalógeno . [2] [3] [4] El componente de clúster en Al
13I-
El ion es similar a un ion yoduro o, mejor aún, a un ion bromuro . El relacionado Al
13I-
2Se espera que el grupo se comporte químicamente como el ion triyoduro . [1]
Del mismo modo, se ha observado que Al
14Los grupos con 42 electrones (2 más que los números mágicos) parecen exhibir las propiedades de un metal alcalinotérreo que típicamente adoptan estados de valencia +2 . Esto solo se sabe que ocurre cuando hay al menos 3 átomos de yodo unidos a un Al-
14racimo, Al
14I-
3. El cúmulo aniónico tiene un total de 43 electrones itinerantes, pero los tres átomos de yodo eliminan cada uno de los electrones itinerantes para dejar 40 electrones en la capa de gelatina . [5] [6]
Es particularmente fácil y confiable estudiar grupos atómicos de átomos de gas inerte mediante simulación por computadora porque la interacción entre dos átomos puede aproximarse muy bien por el potencial de Lennard-Jones . Hay otros métodos disponibles y se ha establecido que los números mágicos son 13, 19, 23, 26, 29, 32, 34, 43, 46, 49, 55, etc. [7]
- Alabama
7= la propiedad es similar a los átomos de germanio . - Alabama
13= la propiedad es similar a los átomos de halógeno , más específicamente, al cloro .- Alabama
13I-
x, donde x = 1–13 . [8]
- Alabama
- Alabama
14= la propiedad es similar a los metales alcalinotérreos .- Alabama
14I-
x, donde x = 1–14 . [8]
- Alabama
- Alabama
23 - Alabama
37 - Alabama
5O-
4 [9]
Otros clusters
- Li (HF) 3 Li = el interior de (HF) 3 hace que 2 electrones de valencia del Li orbitan toda la molécula como si fuera el núcleo de un átomo. [10]
- Li (NH 3 ) 4 = Tiene un electrón difuso que orbita alrededor del núcleo de Li (NH 3 ) 4 + , es decir, imita un átomo de metal alcalino. [11] [12]
- Be (NH 3 ) 4 = Tiene un electrón difuso orbitando alrededor del núcleo de Be (NH 3 ) 4 2+ , es decir, imita el átomo de He. [13] [14]
- VSi 16 F = tiene enlace iónico. [15]
- Un grupo de 13 platino se vuelve altamente paramagnético, mucho más que el platino mismo. [dieciséis]
- Un grupo de 2000 átomos de rubidio . [17]
Complejos de superatom
Los complejos de superatomos son un grupo especial de superatomos que incorporan un núcleo metálico estabilizado por ligandos orgánicos. En los complejos de racimos de oro protegidos con tiolato, se puede usar una regla simple de conteo de electrones para determinar el número total de electrones ( n e ) que corresponden a un número mágico a través de,
donde N es el número de átomos de metal (A) en el núcleo, v es la valencia atómica, M es el número de ligandos extractores de electrones yz es la carga total del complejo. [18] Por ejemplo, el Au 102 (p-MBA) 44 tiene 58 electrones y corresponde a un número mágico de capa cerrada. [19]
Complejos de superatom de oro
- Au 25 (PYME) 18 - [20]
- Au 102 (p-MBA) 44
- Au 144 (SR) 60 [21]
Otros complejos de superatomos
- Ga 23 (N (Si (CH 3 ) 3 ) 2 ) 11 [22]
- Al 50 (C 5 (CH 3 ) 5 ) 12 [23]
- Re 6 Se 8 Cl 2 - En 2018, los investigadores produjeron escamas de este material superatómico de 15 nm de espesor. Anticiparon que una monocapa será un semiconductor 2-D superatómico y ofrecerá nuevos materiales 2-D con propiedades ajustables inusuales. [24]
- Supeátomos basados en organo-Zintl: [Ge9 (CHO) 3] y [Ge9 (CHO)] [25]
Ver también
- Condensado de Bose-Einstein
- Punto cuántico
Referencias
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13I-
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enlaces externos
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- Complejos de superatomos de oro , M. Walter et al. 2008
- Complejos de superatomos de oro PD Jadzinsky et al. 2007
- Multiple Valence Superatoms , JU Reveles, SN Khanna, PJ Roach y AW Castleman Jr., 2006
- Sobre los superatomos de racimo de aluminio que actúan como halógenos y metales alcalinotérreos , Bergeron, Dennis E et al., 2006
- Los grupos de átomos de aluminio que tienen propiedades de otros elementos revelan una nueva forma de química , informe de innovaciones, 2005. Tenga una imagen de Al 14 .
- Los grupos de átomos de aluminio que tienen propiedades de otros elementos revelan una nueva forma de química , Penn State, Eberly College of Science, 2005
- La investigación revela el informe de innovaciones de las características de los halógenos , 2004. Tenga fotografías de Al 13 .