Distancias sorprendentemente largas de C...C en ortocarboranos 1,2-disubstituidos y sus dianiones

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Los ortocarboranos closo son compuestos en jaula con propiedades electrónicas únicas.
• Las distancias carbono-carbono (C-C) dentro de las jaulas de carborano son críticas para su estructura y reactividad.
• Comprender los efectos de los sustituyentes en los enlaces C-C es clave para diseñar nuevos materiales basados en carborano.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el impacto de varios sustituyentes en las distancias C-C en 6 y 12 vértices closo orto-carboranes.
• Explorar el rango de variaciones en la longitud de los enlaces C-C alcanzables en los sistemas de carborano neutro y dianiónico.
• Para analizar la relación entre las distancias C-C y las características de enlace.

Principales métodos:

• Cálculos de la Teoría Funcional de Densidad (DFT) utilizando el nivel teórico B3LYP/6-31G//B3LYP/6-31G.
• Análisis de los orbitales de Kohn-Sham para comprender la estructura electrónica.
• Cálculo de los índices de enlaces C-C de Wiberg y aplicación del método de los átomos de Bader en las moléculas (AIM).

Principales resultados:

• Se observaron variaciones extremadamente grandes en las distancias de la jaula C-C (más de 1 Å), que van desde 1,626 Å hasta 2,638 Å.
• Se encontró que las distancias C-C son generalmente más grandes en los carboranos icosaédricos (12-vértice) que octaédricos (6-vértice).
• Se demostró una dependencia significativa de las distancias C-C en la naturaleza de los sustituyentes, con dianiones que muestran una mayor variabilidad.

Conclusiones:

• La elección de sustitutos ofrece una poderosa estrategia para modular las distancias C-C en ortocarboranos.
• El rango continuo observado de longitudes C-C sugiere que no hay discontinuidades abruptas de enlace.
• Los carboranos de racimo presentan oportunidades únicas para ajustar las longitudes de los enlaces C-C y las propiedades relacionadas.