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Un nuevo estudio ha conseguido, por primera vez, controlar las diferentes etapas de una reacción química, a medida que se rompe un enlace y se forma otro. El trabajo, en el que participan la Universidad de Nottingham Trent, la Universidad de Southampton y la Universidad de Warwick, ha conseguido "atrapar" las etapas en un estado cristalino.
Se considera que las distintas etapas de una reacción química son muy difíciles de determinar porque se tiene el material de partida o el producto y nada en medio.
Los investigadores han podido medir y observar el grado de formación del enlace, tanto en términos de la participación creciente de los electrones como de la interacción magnética entre los dos átomos de cada extremo del enlace, a medida que este se forma.
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| Dos moléculas similares pero con diferentes grados de formación de enlaces mostrados por la línea punteada magenta. Crédito: Nottingham Trent University |
El estudio consistió en utilizar datos de difracción de rayos X de alta calidad y técnicas de resonancia magnética nuclear (RMN) de estado sólido de última generación en materiales cristalinos.
Los investigadores estudiaron una serie de seis moléculas en las que se formaba parcialmente un enlace entre un átomo de nitrógeno y otro de carbono en diferentes grados.
Esto significó que, por primera vez, fue posible seguir la redistribución de electrones en la formación del enlace, determinada a partir de la difracción de rayos X medida con precisión en un solo cristal.
Un trabajo complementario de RMN permitió controlar la interacción magnética entre los dos átomos a medida que se formaba el enlace.
"Nuestro trabajo proporciona los métodos para estudiar otros procesos de formación de enlaces", dijo el investigador principal John Wallis, profesor emérito de la Escuela de Ciencia y Tecnología de la Universidad de Nottingham Trent.
"Esto es importante porque los catalizadores pretenden acelerar las reacciones estabilizando la vía por la que se forman y rompen los enlaces".
Fuentes, créditos y referencias:
Gregory J. Rees et al, Mapping of N−C Bond Formation from a Series of Crystalline Peri‐Substituted Naphthalenes by Charge Density and Solid‐State NMR Methodologies, Angewandte Chemie International Edition (2021). DOI: 10.1002/anie.202111100