Superàtoms

Un superheroi és un personatge humà de ficció que acostuma a tenir superpoders. El meu preferit és l’Spiderman però també m’agrada molt el Capità Amèrica. Es pot establir una certa analogia entre els superherois i els superàtoms. Els superàtoms són agrupacions estables d’àtoms que tenen un comportament semblant als àtoms però amb alguna propietat millorada (un “superpoder”). Igual que els àtoms, aquests superàtoms mantenen la seva integritat quan reaccionen i s’uneixen a altres àtoms per formar noves molècules.

Si bé es coneixen molts d’exemples de superàtoms, l’exemple més habitual que es sol comentar com a superàtom és el cas del Al₁₃^–. Aquesta agrupació aniónica de 13 àtoms d’Al presenta una estabilitat pronunciada que sorgeix del fet de tenir una capa electrònica completa (com en el cas dels gasos nobles). Es tracta d’un clúster metàl·lic molt estable i inert. Quan perd un electró per formar Al₁₃ es comporta com un halogen. I quan el Al₁₃ reacciona amb el HI dóna lloc al compost Al₁₃I^– que van sintetitzar Castleman i col·laboradors l’any 2004, l’estructura del qual es pot veure a la Figura 1. Experimentalment s’ha trobat que l’afinitat electrònica del Al₁₃ és de 3.62 eV i en aquest sentit és més alta que qualsevol de les afinitats electròniques dels halògens (F, Cl, Br, I i At). El Al₁₃ es pot considerar doncs un superhalogen. Hi ha altres exemples de superhalògens. Entre aquests destaca el PtF₆ que presenta una afinitat electrònica de 6.8 eV, quasi el doble que la del Cl. El rècord però el té el superhalogen H₁₂F₁₃ amb una afinitat electrònica de 13.87 eV. Igual que s’han obtingut superhalògens també s’han sintetitzat superalcalins. Un exemple és el Li₃O que té un potencial d’ionització de 3.54 eV, més baix que el del Fr que és l’àtom amb el menor potencial d’ionització de tota la Taula Periòdica.

Fins ara els àtoms, agrupats en la Taula Periòdica dels elements, s’han considerat els blocs de construcció de la matèria. Un pot imaginar-se que a aquesta Taula Periòdica s’hi afegiran en un proper futur els superàtoms generant una Taula Periòdica 3D com la de la Figura 2. En la tercera dimensió s’hi pot veure els superhalogens, però un ja es pot imaginar el mateix amb els superalcalins, els superalcalins-terris o els supermetalls de transició.