10 de septiembre de 2019

Se sientan las bases de una tabla periódica para moléculas

Se sientan las bases de una tabla periódica para moléculas
Se sientan las bases de una tabla periódica para moléculasTOKYO TECH

MADRID, 10 Sep. (EUROPA PRESS) -

Científicos del Tokio Institute of Technology han presentado un nuevo enfoque para construir una tabla periódica para moléculas con múltiples tipos de simetrías.

Aunque algunos investigadores han pensado en esta posibilidad y propusieron reglas periódicas para predecir la existencia de ciertas moléculas, estas predicciones eran válidas solo para grupos de átomos con una simetría cuasi esférica, debido a las limitaciones de su propia teoría. Sin embargo, hay muchos grupos de átomos con otras formas y otros tipos de simetrías que deberían tenerse en cuenta con un modelo mejor.

El nuevo enfoque se basa en una observación aguda del comportamiento de los electrones de valencia de átomos que forman grupos moleculares. Los electrones de valencia pueden considerarse como electrones "libres" en átomos con un orbital más externo, y por lo tanto pueden interactuar con los electrones de otros átomos para formar compuestos.

Cuando múltiples átomos forman un grupo con una forma simétrica, sus electrones de valencia tienden a ocupar orbitales moleculares específicos llamados "orbitales superatómicos", en los que se comportan casi exactamente como si fueran los electrones de un átomo enorme.

Al considerar este hecho y analizar los efectos de las simetrías estructurales para los grupos, los investigadores propusieron "modelos orbitales adaptados a la simetría (SAO)", que están de acuerdo con múltiples moléculas conocidas, así como con el estado del -art cálculos de mecánica cuántica. Las nuevas tablas periódicas, que se crearían para cada tipo de simetría, en realidad serían de cuatro dimensiones, porque las moléculas se organizarían de acuerdo con cuatro parámetros: grupos y períodos (basados en sus electrones de "valencia", similar a la tabla periódica normal), especies (en función de los elementos constitutivos) y familias (en función del número de átomos).

El enfoque SAO es muy prometedor en el campo del diseño de materiales. "Las técnicas modernas de síntesis nos permiten producir muchos materiales innovadores basados en el modelo SAO, como los materiales magnéticos livianos", afirma el profesor Kimihisa Yamamoto, coautor del estudio.

El camino a seguir para los científicos radica en expandir aún más estas tablas a grupos moleculares con otras formas y simetrías y predecir moléculas estables que aún no se han desarrollado. "Entre las infinitas combinaciones de elementos constitutivos, la tabla periódica propuesta será una contribución significativa al descubrimiento de nuevos materiales funcionales", concluye el profesor Yamamoto.