Espectro infrarrojo de hidrógenos del grupo 14 en hidrógeno sólido: observación experimental de PbH4, Pb2H2 y Pb2H4

Área de la Ciencia:

• Química Inorgánica La Química Inorgánica.
• Química cuántica es la química cuántica.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.

Sus antecedentes:

• Los elementos del grupo 14 (Si, Ge, Sn, Pb) forman hidritos con diversas propiedades.
• Estudios previos se han centrado en los hidruros más ligeros del grupo 14, y los análogos más pesados han sido menos explorados.
• Los cálculos químicos cuánticos predicen la existencia y las propiedades de hidrógenos inestables del grupo pesado 14.

Objetivo del estudio:

• Para sintetizar y caracterizar los nuevos hidritos del grupo 14, en particular los de elementos más pesados como el plomo.
• Para investigar las vías de reacción de los átomos del grupo 14 ablados con láser con hidrógeno.
• Para verificar experimentalmente las predicciones teóricas de los tetrahidritos inestables y explorar nuevas estructuras moleculares.

Principales métodos:

• Co-deposición de los átomos de Si, Ge, Sn y Pb ablados por láser con hidrógeno puro a temperaturas criogénicas (3,5 K).
• Espectroscopia infrarroja para identificar y caracterizar las especies de hidruro formadas.
• Comparación de datos espectroscópicos experimentales con cálculos químicos cuánticos.

Principales resultados:

• Formación de SiH ((4), GeH ((2), SnH ((2), PbH ((2) y sus subsiguientes productos de reacción.
• Observación de tetrahidruro de plomo (PbH) a 1815 cm y su análogo deutero (PbD) a 1302 cm, consistente con las predicciones teóricas.
• Identificación de nuevas especies de hidruro de plomo, Pb{2) H{2) y Pb{2) H{4), con estructuras dibridadas propuestas.

Conclusiones:

• La síntesis y la evidencia espectroscópica confirman la existencia de PbH ((4) y PbD ((4) inestables.
• El estudio proporciona validación experimental para las predicciones químicas cuánticas de los hidruros del grupo pesado 14.
• Se identificaron nuevas estructuras de hidruro de plomo dibridged (Pb(2) H(2), Pb(2) H(4)), expandiendo la química conocida de los elementos del grupo 14.