Tetra-, hexa-, octa- y deca-coordenadas planas Metales alcalino-terrestres más pesados: interacciones covalentes de...

Área de la Ciencia:

• Química inorgánica
• Química computacional
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• Los metales alcalino-terrestres más pesados (Ae = Ca, Sr, Ba) poseen grandes radios atómicos y orbitales d accesibles, expandiendo las posibilidades en la química de coordinación plana.
• La obtención de análogos de baja coordinación de estos metales presenta desafíos sintéticos significativos.
• Las especies hipercoordinadas planas (phAe) representan una frontera en la comprensión del enlace y la estructura.

Objetivo del estudio:

• Investigar las superficies de energía potencial de los complejos de cadena alcalina-tierra-metal-carbono (AeCn) neutros (n = 4-12).
• Identificar las especies metálicas alcalino-terrestres hipercoordinadas planas y sus geometrías de coordinación.
• Para aclarar las características electrónicas y de unión que rigen la formación de estas nuevas estructuras.

Principales métodos:

• Exploración computacional de las superficies de energía potencial para complejos de AEC.
• Análisis de las configuraciones de menor energía y sus simetrías geométricas.
• Investigación de la transferencia de carga y las interacciones orbitales (orbitales d, enlaces σ-delocalizados).

Principales resultados:

• Los complejos AeCn con n = 4, 6, 8 y BaC10 exhiben la energía más baja, con geometrías tetra, hexa, octa y deca-coordinadas planas con simetría C2v.
• Las cadenas de carbono dobladas encapsulan parcialmente el centro de metal alcalino-terrestre hipercoordinado plano.
• Los complejos de AeCn impares aparecen como mínimos locales menos estables o estructuras distorsionadas.
• La transferencia de carga a las cadenas de carbono de número par induce el carácter polínico, mejorando las interacciones electrostáticas.
• Las interacciones covalentes significativas que involucran a los orbitales Ae d y los enlaces σ de carbono contribuyen a la estabilidad termodinámica.

Conclusiones:

• Los orbitales d de los metales alcalino-terrestres más pesados juegan un papel crucial en la estabilización de motivos de enlace hipercoordinados planos únicos.
• Las cadenas de carbono de número par son favorecidas para formar complejos de phAe estables debido a las interacciones electrónicas favorables.
• Este estudio proporciona información fundamental sobre la formación y la estabilidad de estructuras de metal-carbono de baja coordinación sin precedentes.