Hispanopedia WikiEn química , una interacción metalófila se define como un tipo de atracción no covalente entre átomos de metales pesados . Los átomos se encuentran a menudo a una distancia de Van der Waals entre sí y son tan fuertes como los enlaces de hidrógeno . [1] El efecto puede ser intramolecular o intermolecular . Las interacciones metalófilas intermoleculares pueden conducir a la formación de conjuntos supramoleculares cuyas propiedades varían con la elección del elemento y los estados de oxidación de los átomos de metal y la unión de varios ligandos a ellos. [2]
Naturaleza de la interacción
Anteriormente, se consideraba que este tipo de interacción se veía potenciada por los efectos relativistas . Un contribuyente importante es la correlación electrónica de los componentes de capa cerrada , [2] lo cual es inusual porque los átomos de capa cerrada generalmente tienen una interacción insignificante entre sí a las distancias observadas para los átomos de metal. Como tendencia, el efecto se hace más grande al descender en un grupo de la tabla periódica , por ejemplo, del cobre a la plata y al oro , en consonancia con el aumento de los efectos relativistas. [2] Las observaciones y la teoría encuentran que, en promedio, el 28% de la energía de enlace en las interacciones oro-oro se puede atribuir a la expansión relativista de los orbitales d del oro . [4]
Recientemente, se ha descubierto que el efecto relativista mejora la repulsión intermolecular de Pauli MM de los complejos organometálicos de capa cerrada. [3] A distancias M–M cercanas, la metalofilia es de naturaleza repulsiva debido a la fuerte repulsión de Pauli M–M. El efecto relativista facilita la hibridación orbital (n + 1)s-nd y (n + 1)p-nd del átomo metálico, donde la hibridación (n + 1)s-nd induce una fuerte repulsión de Pauli M–M y una interacción orbital repulsiva M–M, y la hibridación (n + 1)p-nd suprime la repulsión de Pauli M–M. Este modelo está validado tanto por DFT (teoría funcional de la densidad) como por cálculos de alto nivel CCSD(T) (agrupaciones simples y dobles acopladas con triples perturbativos). [3]
Una propiedad importante y explotable de las interacciones aurófilas, relevante para su química supramolecular, es que, si bien son posibles las interacciones intermoleculares e intramoleculares, los enlaces aurófilos intermoleculares son comparativamente débiles y los enlaces oro-oro se rompen fácilmente por solvatación ; la mayoría de los complejos que exhiben interacciones aurófilas intramoleculares retienen dichas fracciones en solución. [5] Una forma de investigar la fuerza de interacciones metalófilas intermoleculares particulares es usar un solvente competidor y examinar cómo interfiere con las propiedades supramoleculares. Por ejemplo, agregar varios solventes a nanopartículas de oro (I) cuya luminiscencia se atribuye a interacciones Au-Au tendrá una luminiscencia decreciente a medida que el solvente interrumpe las interacciones metalófilas. [5]
Aplicaciones
La polimerización de átomos de metal puede dar lugar a la formación de largas cadenas o cúmulos nucleados. Las nanopartículas de oro formadas a partir de cadenas de complejos de oro(I) unidos por interacciones aurófilas suelen dar lugar a una intensa luminiscencia en la región visible del espectro . [5]
Se han explorado cadenas de complejos Pd(II)–Pd(I) y Pt(II)–Pd(I) como posibles cables moleculares . [6]
Véase también
Referencias
- ^ Hunks, William J.; Jennings, Michael C.; Puddephatt, Richard J. (2002). "Química supramolecular del tiobarbitúrico de oro(I): combinación de aurofilicidad y enlaces de hidrógeno para crear polímeros, láminas y redes". Inorg. Chem. 41 (17): 4590–4598. doi :10.1021/ic020178h. PMID 12184779.
- ^ abc Assadollahzadeh, Behnam; Schwerdtfeger, Peter (2008). "Una comparación de interacciones metalófilas en haluros complejos del grupo 11[X–M–PH 3 ] n ( n = 2–3) (M = Cu, Ag, Au; X = Cl, Br, I) a partir de la teoría del funcional de la densidad". Chemical Physics Letters . 462 (4–6): 222–228. Bibcode :2008CPL...462..222A. doi :10.1016/j.cplett.2008.07.096.
- ^ abc Wan, Qingyun; Yang, Jun; To, Wai-Pong; Che, Chi-Ming (5 de enero de 2021). "La fuerte repulsión de Pauli metal-metal conduce a una metalofilia repulsiva en complejos organometálicos de capa cerrada d 8 y d 10". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 118 (1): e2019265118. doi : 10.1073/pnas.2019265118 . ISSN 0027-8424. PMC 7817198 . PMID 33372160.
- ^ Runeberg, Nino; Schütz, Martin; Werner, Hans-Joachim (1999). "La atracción aurofílica según la interpretación de los métodos de correlación local". J. Chem. Phys. 110 (15): 7210–7215. Bibcode :1999JChPh.110.7210R. doi :10.1063/1.478665.
- ^ abcd Schmidbaur, Hubert (2000). "El fenómeno de la aurofilia: una década de hallazgos experimentales, conceptos teóricos y aplicaciones emergentes". Boletín de oro . 33 (1): 3–10. doi : 10.1007/BF03215477 .
- ^ Yin, Xi; Warren, Steven A.; Pan, Yung-Tin; Tsao, Kai-Chieh; Gray, Danielle L.; Bertke, Jeffery; Yang, Hong (15 de diciembre de 2014). "Un motivo para cables de átomos de metal infinitos". Angewandte Chemie International Edition . 53 (51): 14087–14091. doi :10.1002/anie.201408461. PMID 25319757.