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Aromatismo metálico

La aromaticidad metálica o metaloaromaticidad es el concepto de aromaticidad , presente en muchos compuestos orgánicos , extendido a metales y compuestos que contienen metales. [1] La primera evidencia experimental de la existencia de aromaticidad en metales se encontró en compuestos de grupos de aluminio del tipo MAl
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donde M representa litio , sodio o cobre. [2] Estos aniones se pueden generar en un gas de helio mediante vaporización láser de un compuesto de carbonato de aluminio/litio o una aleación de cobre o sodio/aluminio , separar y seleccionar mediante espectrometría de masas y analizar mediante espectroscopia fotoelectrónica . La evidencia de aromaticidad en estos compuestos se basa en varias consideraciones. La química computacional muestra que estos grupos de aluminio consisten en un Al tetranuclear2−
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plano y un contraión en el vértice de una pirámide cuadrada . El Al2−
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La unidad es perfectamente plana y no se ve perturbada por la presencia del contraión o incluso por la presencia de dos contraiones en el compuesto neutro M
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Alabama
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Además, se calcula que su HOMO es un sistema pi deslocalizado doblemente ocupado, lo que lo hace obedecer la regla de Hückel . Finalmente, existe una coincidencia entre los valores calculados y los valores experimentales de los fotoelectrones para la energía requerida para eliminar los primeros 4 electrones de valencia. El primer compuesto aromático completamente metálico fue un ciclogalano con un núcleo Ga 3 2- descubierto por Gregory Robinson en 1995. [3]

La aromaticidad del orbital D se encuentra en el tungsteno trinuclear W
3
Oh
9
y molibdeno Mo
3
Oh
9
cúmulos metálicos generados por vaporización láser de los metales puros en presencia de oxígeno en una corriente de helio. [4] En estos cúmulos, los tres centros metálicos están unidos por oxígeno y cada metal tiene dos átomos de oxígeno terminales. La primera señal en el espectro fotoelectrónico corresponde a la eliminación del electrón de valencia con la energía más baja en el anión al M neutro.
3
Oh
9
compuesto. Esta energía resulta ser comparable a la del trióxido de tungsteno y el trióxido de molibdeno en masa . La señal fotoeléctrica también es amplia, lo que sugiere una gran diferencia en la conformación entre el anión y la especie neutra. La química computacional muestra que la M
3
Oh
9
aniones y M
3
Oh2−
9
Los dianiones son hexágonos ideales con longitudes de enlace metal-metal idénticas . También se observa que los grupos de óxido de tritántalo (Ta 3 O 3 ) exhiben una posible aromaticidad del orbital D. [3]

Las moléculas analizadas hasta ahora sólo existen diluidas en la fase gaseosa. Un estudio que explora las propiedades de un compuesto formado en agua a partir del molibdato de sodio ( Na
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Mugir
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O
) y el ácido iminodiacético también revelaron evidencia de aromaticidad, pero este compuesto en realidad ha sido aislado. La cristalografía de rayos X mostró que los átomos de sodio están dispuestos en capas de racimos hexagonales similares a los pentacenos . Las longitudes de enlace sodio-sodio son inusualmente cortas (327 pm versus 380 pm en sodio elemental) y, como el benceno, el anillo es plano. En este compuesto, cada átomo de sodio tiene una geometría molecular octaédrica distorsionada con coordinación con átomos de molibdeno y moléculas de agua. [5] La evidencia experimental está respaldada por valores de aromaticidad NICS calculados.

Véase también

Referencias

  1. ^ Feixas, Ferrán; Matito, Eduard; Poater, Jordi; Solà, Miquel (13 de septiembre de 2012). "Metaloaromaticidad". Reseñas interdisciplinarias de Wiley: ciencia molecular computacional . 3 (2): 105–122. doi :10.1002/wcms.1115. S2CID  222199114.
  2. ^ Observación de moléculas aromáticas de todos los metales Xi Li, Aleksey E. Kuznetsov, Hai-Feng Zhang, Alexander I. Boldyrev, Lai-Sheng Wang Science Vol. 291. p. 859 2001 doi :10.1126/science.291.5505.859
  3. ^ ab Krämer, Katrina. "La búsqueda de la gran unificación de la aromaticidad". Chemistry World .
  4. ^ Observación de la aromaticidad del orbital d Xin Huang, Hua-Jin Zhai, Boggavarapu Kiran, Lai-Sheng Wang, Angewandte Chemie International Edition Volumen 44, Número 44, Páginas 7251–54 2005 doi :10.1002/anie.200502678
  5. ^ Síntesis y estructura de una cadena de grupos Na6 unidimensionales con una distancia Na–Na corta: aromaticidad similar a la orgánica en un grupo metálico inorgánico Snehadrinarayan Khatua, Debesh R. Roy, Pratim K. Chattaraj y Manish Bhattacharjee Chem. Commun. , 2007 , 135–37, doi :10.1039/b611693k