Contactes dihidrogens en alcans: subtils però no febles

Posted on 20/04/2011 per

8


Els àtoms d’hidrogen, molt sovint estan relacionats amb ponts d’hidrogen situats entre dos àtoms d’oxigen (O), nitrogen (N), sofre (S), etc. (veure la figura, esquerra). Rarament es troba que un d’aquests dos àtoms, d’un pont d’hidrogen, és un carboni (C), tot i que en els últims anys sí que han descobert alguns ponts d’hidrogen amb carboni. A part del pont d’hidrogen (també anomenat l’enllaç d’hidrogen) existeix també l’enllaç de dihidrogen (veure figura, dreta), com per exemple el descrit en un article del Departament de Química en 2009.

enllaços d'hidrogen i dihidrogen

enllaços dhidrogen i dihidrogen

Un recent article a la revista de Nature Chemistry parla d’aquests enllaços de dihidrogen d’alcans, de tamany petit (methà) fins a gran (buckybowlà), i explica que aquests contactes entre dos hidrogens són subtils, però dins l’estat cristal·lí són responsables de les forces que uneixen les molècules. Així que els autors van estudiar diferentes molècules (veure figura).

molècules estudiades

algunes de les molècules estudiades

A més a més, els autors van intentar respondre a dues preguntes: (a) quina és la interacció més forta?, i (b) com afecta el tamany de l’estructura dels carbonis en aquesta interacció? A partir de càlculs de química teòrica els autors prediuen que un alcà amb forma d’un bol (buckybowlà) dóna interaccions més fortes amb una energia de dissociació de 12 kJ/mol.

buckybowlà

la molècula de buckybowlà

En resum, els autors van obtenir quatre factors que són importants per l’estabilitat: (i) la presència de grups donadors d’electrons; (ii) el nombre d’àtoms de carboni a distancia de dos enllaços del grup C-H; (iii) l’angle de piramidalització C-C-H dels hidrogens que interactuen; (iv) el nombre de curts contacts H···H entre les molècules. Tots aquests factors s’uneixen en polihedrans per millorar significativament les interaccions atractives de dihidrogen. En els sòlids, a més a més hi ha moltes molècules veïnals que condueixen a punts de fusió molt alts.

Així que interaccions “febles” de dihidrogen produeixen xarxes molt fortes.

Advertisements
Posted in: Notícies