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Apilamiento (química)

En química , el apilamiento se refiere a la superposición de moléculas o láminas atómicas debido a las interacciones atractivas entre estas moléculas o láminas. compuestos de di...

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En química , el apilamiento se refiere a la superposición de moléculas o láminas atómicas debido a las interacciones atractivas entre estas moléculas o láminas.

compuestos de dicalcogenuros metálicos

El MoS₂ , el dicalcogenuro metálico más común, adopta una estructura en capas.

Los dicalcogenuros metálicos tienen la fórmula ME₂ , donde M = un metal de transición y E = S, Se, Te. [ 1 ] En términos de sus estructuras electrónicas, estos compuestos se consideran generalmente derivados de M⁴⁺ . Adoptan estructuras apiladas, lo cual es relevante para su capacidad de intercalación , por ejemplo, con litio , y sus propiedades lubricantes . Se conocen los diselenuros e incluso los ditelururos correspondientes, por ejemplo , TiSe₂ , MoSe₂ y WSe₂ .

sales de transferencia de carga

Vista lateral de una porción de la estructura cristalina de la sal de transferencia de carga hexametileno TTF /TCNQ, que resalta el apilamiento segregado. [ 2 ]

Una combinación de tetracianoquinodimetano (TCNQ) y tetratiafulvaleno (TTF) forma un complejo de transferencia de carga fuerte denominado TTF-TCNQ . [ 3 ] El sólido muestra una conductancia eléctrica casi metálica. En un cristal de TTF-TCNQ, las moléculas de TTF y TCNQ se disponen independientemente en pilas paralelas separadas, y se produce una transferencia de electrones desde las pilas donadoras (TTF) a las aceptoras (TCNQ). [ 4 ]

Grafito

Vista lateral del apilamiento de capas ABA en grafito

El grafito consiste en láminas apiladas de carbono unido covalentemente. [ 5 ] [ 6 ] Las capas individuales se denominan grafeno . En cada capa, cada átomo de carbono está unido a otros tres átomos, formando una capa continua de hexágonos de carbono con enlaces sp 2 , como una red de panal con una longitud de enlace de 0,142  nm, y la distancia entre planos es de 0,335  nm. [ 7 ] La unión entre capas son enlaces de van der Waals relativamente débiles , lo que permite que las capas tipo grafeno se separen fácilmente y se deslicen unas sobre otras. [ 8 ] En consecuencia, la conductividad eléctrica perpendicular a las capas es aproximadamente 1000 veces menor. [ 9 ]

Compuestos de cadena lineal

Los compuestos de cadena lineal son materiales compuestos por conjuntos apilados de moléculas o iones unidos por enlaces metal-metal . Estos materiales exhiben conductividad eléctrica anisotrópica . [ 10 ] Un ejemplo es Rh(acac)(CO) 2 (acac = acetilacetonato , que se apila con distancias Rh · · · Rh de aproximadamente 326 pm . [ 11 ] Ejemplos clásicos incluyen la sal de Krogmann y la sal verde de Magnus .  

Porción de la red de dicarbonil(acetilacetonato)rodio(I) ( Rh(acac)(CO) 2 ) que muestra el "apilamiento" de las unidades planas individuales a través de interacciones Rh · · · Rh .

El apilamiento π–π es una interacción no covalente entre los enlaces pi de los anillos aromáticos . [ 12 ] Sin embargo, estas "interacciones sándwich" son generalmente repulsivas electrostáticamente . Lo que se observa con mayor frecuencia es un apilamiento escalonado (desplazado en paralelo) o una interacción pi-teeing (en forma de T perpendicular), ambas atractivas electrostáticamente. [ 13 ] Por ejemplo, las interacciones más comunes observadas entre los anillos aromáticos de los residuos de aminoácidos en las proteínas son un apilamiento escalonado seguido de una orientación perpendicular. Las orientaciones sándwich son relativamente raras. [ 14 ] El apilamiento pi es repulsivo, ya que coloca átomos de carbono con cargas parciales negativas de un anillo sobre otros átomos de carbono con cargas parciales negativas del segundo anillo, y átomos de hidrógeno con cargas parciales positivas sobre otros átomos de hidrógeno que también tienen cargas parciales positivas. [ 15 ]

La síntesis de catenano mediante la explotación de interacciones atractivas de apilamiento pi entre arenos ricos en electrones y pobres en electrones.

Las interacciones π–π desempeñan un papel en la química supramolecular , específicamente en la síntesis de catenano . El principal desafío para la síntesis de catenano es entrelazar moléculas de manera controlada. Existen atractivas interacciones π–π entre derivados de benceno ricos en electrones y anillos de piridinio pobres en electrones. [ 16 ] El [2]cateneno se sintetizó tratando bis(piridinio) ( A ), bisparafenileno-34-corona-10 ( B ) y 1, 4-bis(bromometil)benceno ( C ) (Fig. 2). La interacción π–π entre A y B dirigió la formación de un intermedio plantilla entrelazado que posteriormente se cicló mediante reacción de sustitución con el compuesto C para generar el producto [2]catenano.

Véase también

Referencias

  1. ↑ Wells, AF (1984) Química inorgánica estructural, Oxford: Clarendon Press. ISBN 0-19-855370-6.
  2. ↑ D.Chasseau; G. Comberton; J. Gaultier; C. Hauw (1978). "Réeexamen de la estructura del complejo hexamétilène-tétrathiafulvalène-tétracyanoquinodiméthane". Acta Crystallographica Sección B. 34 (2): 689. Código Bib : 1978AcCrB..34..689C . doi : 10.1107/S0567740878003830 .
  3. ↑ PW Anderson; PA Lee; M. Saitoh (1973). "Comentarios sobre la conductividad gigante en TTF-TCNQ". Solid State Communications . 13 (5): 595– 598. Bibcode : 1973SSCom..13..595A . doi : 10.1016/S0038-1098(73)80020-1 .
  4. ↑ Van De Wouw, Heidi L.; Chamorro, Juan; Quintero, Michael; Klausen, Rebekka S. (2015). "Los opuestos se atraen: sales orgánicas de transferencia de carga". Journal of Chemical Education . 92 (12): 2134– 2139. Bibcode : 2015JChEd..92.2134V . doi : 10.1021/acs.jchemed.5b00340 .
  5. ↑ Delhaes, Pierre (2000). «Polimorfismo del carbono». En Delhaes, Pierre (ed.). Grafito y precursores . Gordon & Breach. pp. 1–24 . ISBN  9789056992286.
  6. ↑ Pierson, Hugh O. (2012). Manual de carbono, grafito, diamante y fullerenos : propiedades, procesamiento y aplicaciones . Noyes Publications. pp. 40–41 . ISBN   9780815517399.
  7. ↑ Delhaes, P. (2001). Grafito y precursores . CRC Press. ISBN 978-90-5699-228-6.
  8. ↑ Chung, DDL (2002). "Revisión del grafito". Journal of Materials Science . 37 (8): 1475– 1489. doi : 10.1023/A:1014915307738 . S2CID 189839788 . 
  9. ↑ Pierson, Hugh O. (1993). Manual de carbono, grafito, diamante y fullerenos : propiedades, procesamiento y aplicaciones . Park Ridge, NJ: Noyes Publications. ISBN  0-8155-1739-4OCLC 49708274​​ 
  10. ↑ Bera, JK; Dunbar, KR (2002). "Compuestos en cadena basados ​​en esqueletos de metales de transición: una nueva vida para un tema antiguo". Angew. Chem. Int. Ed. 41 (23): 4453– 4457. doi : 10.1002/1521-3773(20021202)41:23 < 4453::AID-ANIE4453 > 3.0.CO ; 2-1 . PMID 12458505 . 
  11. ↑ Huq, Fazlul; Skapski, Andrzej C. (1974). "Refinamiento de la estructura cristalina del acetilacetonatodicarbonilrodio(I)". J. Cryst. Mol. Struct . 4 (6): 411– 418. doi : 10.1007/BF01220097 . S2CID 96977904 . 
  12. ↑ Smith, Michael B.; March, Jerry (2007), Química orgánica avanzada: reacciones, mecanismos y estructura (6.ª ed.), Nueva York: Wiley-Interscience, pág. 114, ISBN   978-0-471-72091-1
  13. ↑ Lewis M, Bagwill C, Hardebeck L, Wireduaah S (2016). «Enfoques computacionales modernos para comprender las interacciones de los compuestos aromáticos» . En Johnson DW, Hof F (eds.). Interacciones aromáticas: fronteras del conocimiento y la aplicación . Inglaterra: Royal Society of Chemistry. pp. 1–17 . ISBN  978-1-78262-662-6.
  14. ↑ McGaughey GB, Gagné M, Rappé AK (junio de 1998). "Interacciones de apilamiento pi. Vivas y coleando en las proteínas" . The Journal of Biological Chemistry . 273 (25): 15458–63 . doi : 10.1074/jbc.273.25.15458 . PMID 9624131 . 
  15. ↑ Martínez CR, Iverson BL (2012). "Repensando el término "pi-stacking"" . Ciencia Química . 3 (7): 2191. doi : 10.1039/c2sc20045g . hdl : 2152/41033 . ISSN 2041-6520 . S2CID 95789541 .  
  16. ^ Ashton PR, Goodnow TT, Kaifer AE, Reddington MV, Slawin AM, Spencer N, et al. (1989). "Un [2] catenano hecho por encargo". J. Angew. Química. Int. Ed . 28 (10): 1396–1399 . doi : 10.1002/anie.198913961 . 
  • Luo R, Gilson HS, Potter MJ, Gilson MK (enero de 2001). "La base física del apilamiento de bases de ácidos nucleicos en agua" . Biophysical Journal . 80 (1): 140– 148. Bibcode : 2001BpJ....80..140L . doi : 10.1016/S0006-3495(01)76001-8 . PMC 1301220. PMID 11159389 .  
  • Larry Wolf (2011): Interacciones π-π (π-Stacking): origen y modulación