La química mundial celebra con este nuevo enlace de un solo electrón entre dos átomos de carbono
Un grupo de investigadores de la Universidad de Hokkaido, en Japón, detalló en la revista Nature la existencia, en una molécula creada en el laboratorio, de un enlace covalente entre dos átomos de carbono que utiliza un solo electrón en lugar de un par. Sí, ya sé; pasemos a explicarlo mejor.
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La pareja es un referente mundial de la ciencia y se ha hecho con el premio que otorga el ICTP a los aportes más sobresalientes en física a nivel mundial.
¿Qué es un enlace covalente?
Demos un paso atrás. Según su definición química clásica, el enlace covalente implica que dos átomos comparten uno o más pares de electrones para formar una interacción estable. Se trata de un tipo muy sólido, ya que los dos átomos que participan en él estabilizan su configuración electrónica gracias a ese reparto. Por poner algunos ejemplos, el enlace covalente es lo que mantiene unidos al oxígeno y al hidrógeno en las moléculas de agua, es lo que une a los átomos de carbono en una molécula de glucosa… y podríamos seguir y seguir.
Sin embargo, Linus Pauling el químico ganador del Premio Nobel de Química en 1954, formuló la hipótesis en 1931, de que podían existir enlaces covalentes basados en un solo electrón. No obstante, la hipótesis predecía que este tipo de enlace sería probablemente mucho más débil que un covalente clásico y, de hecho, hasta la fecha el enlace covalente basado en un solo electrón se había observado muy rara vez, y nunca entre dos átomos de carbono.
Más fuerte que el acero, más eficaz que cualquier metal. InBrain Neuroelectronics, una española de biotecnología, ve en el material de carbono una forma de alimentar las interfaces cerebro-computadora del futuro.
¿Cómo fue este primer acercamiento?
Los autores partieron de una molécula con una estructura estable, en la que dos de sus numerosos átomos de carbono forman un enlace covalente clásico; pese a encontrarse a una distancia mayor de lo que suele ser habitual en un enlace químico de tal naturaleza. A continuación, sometieron esta molécula a una reacción de oxidación, es decir, le restaron un electrón en presencia de yodo. De este modo obtuvieron cristales de una sal cargada positivamente de la molécula original y un anión del yodo. Luego, utilizaron rayos X y la espectroscopia Raman para estudiar la estructura exacta de la molécula y así descubrir en ella la existencia de un covalente de un solo electrón entre dos átomos de carbono.
«Nuestros resultados constituyen la primera evidencia experimental de un enlace covalente carbono-carbono de un solo electrón, lo que puede allanar el camino para nuevos avances en la química de este tipo de enlace tan desconocido», celebra Takuya Shimajiri, autor principal del trabajo y actualmente investigador en la Universidad de Tokio.
«Cada vez que se hace algo con el carbono, el impacto es mayor que con cualquier otro elemento. Es muy curioso y estará en los libros de texto», comenta Guy Bertrand, profesor de química de la Universidad de California, entrevistado por Nature.
Artículo originalmente publicado en WIRED Italia. Adaptado por Alondra Flores.