Los cient\u00edficos han descubierto recientemente un tipo de enlace qu\u00edmico totalmente nuevo, y es mucho m\u00e1s fuerte de lo que tiene derecho a ser.<\/p>\n\n\n\n
El nuevo tipo de enlace muestra que la divisi\u00f3n entre enlaces covalentes potentes, que unen mol\u00e9culas entre s\u00ed, y enlaces de hidr\u00f3geno d\u00e9biles, que se forman entre mol\u00e9culas y pueden romperse con algo tan simple como mezclar sal en un vaso de agua, no es tan clara. como sugieren los libros de texto de qu\u00edmica.<\/p>\n\n\n\n
Piensa en esa clase de qu\u00edmica de la escuela secundaria y recordar\u00e1s que hay diferentes tipos de enlaces que unen \u00e1tomos para formar mol\u00e9culas y estructuras cristalinas.<\/p>\n\n\n\n
Los enlaces i\u00f3nicos unen metales y no metales para formar sales. Los enlaces covalentes fuertes unen mol\u00e9culas como el di\u00f3xido de carbono y el agua. Los enlaces de hidr\u00f3geno mucho m\u00e1s d\u00e9biles se forman debido a un tipo de atracci\u00f3n electrost\u00e1tica entre el hidr\u00f3geno y un \u00e1tomo o mol\u00e9cula con carga m\u00e1s negativa, por ejemplo, lo que hace que las mol\u00e9culas de agua se atraigan entre s\u00ed y formen gotas o hielo cristalino. Los enlaces i\u00f3nicos, covalentes y de hidr\u00f3geno son todos relativamente estables; tienden a durar per\u00edodos de tiempo prolongados y tienen efectos que son f\u00e1cilmente observables. Pero los investigadores saben desde hace mucho tiempo que durante una reacci\u00f3n qu\u00edmica, a medida que se forman o se rompen enlaces qu\u00edmicos, la historia es m\u00e1s complicada e involucra “estados intermedios” que pueden existir durante peque\u00f1as fracciones de segundo y son m\u00e1s dif\u00edciles de observar.<\/p>\n\n\n\n
En el nuevo estudio, los investigadores lograron mantener estos estados intermedios durante el tiempo suficiente para hacer un examen detallado. Lo que encontraron fue un enlace de hidr\u00f3geno con la fuerza de un enlace covalente, uniendo \u00e1tomos en algo parecido a una mol\u00e9cula.<\/p>\n\n\n\n
Para hacer eso, los investigadores disolvieron un compuesto de fluoruro de hidr\u00f3geno en agua y observaron c\u00f3mo interactuaban los \u00e1tomos de hidr\u00f3geno y fl\u00faor. Los \u00e1tomos de fl\u00faor se sintieron atra\u00eddos por los \u00e1tomos de hidr\u00f3geno debido a los desequilibrios de cargas positivas y negativas en sus superficies, la estructura cl\u00e1sica de un enlace de hidr\u00f3geno. Cada \u00e1tomo de hidr\u00f3geno tend\u00eda a estar intercalado entre dos \u00e1tomos de fl\u00faor. Pero esos s\u00e1ndwiches estaban unidos con m\u00e1s fuerza que los t\u00edpicos enlaces de hidr\u00f3geno, que se rompen f\u00e1cilmente. Los \u00e1tomos de hidr\u00f3geno rebotaron de un lado a otro entre los \u00e1tomos de fl\u00faor, formando enlaces tan fuertes como enlaces covalentes y pareci\u00e9ndose a mol\u00e9culas, que los enlaces de hidr\u00f3geno no deber\u00edan poder formar. Pero el mecanismo del nuevo enlace era electrost\u00e1tico, lo que significa que involucr\u00f3 el tipo de diferencias en la carga positiva y negativa que definen los enlaces de hidr\u00f3geno.<\/p>\n\n\n\n
Los nuevos enlaces ten\u00edan una fuerza de 45,8 kilocalor\u00edas por mol (una unidad de energ\u00eda de enlace qu\u00edmico), mayor que algunos enlaces covalentes. Las mol\u00e9culas de nitr\u00f3geno, por ejemplo, est\u00e1n formadas por dos \u00e1tomos de nitr\u00f3geno unidos con una fuerza de aproximadamente 40 kcal \/ mol, seg\u00fan LibreTexts. Un enlace de hidr\u00f3geno normalmente tiene una energ\u00eda de aproximadamente 1 a 3 kcal \/ mol, seg\u00fan el libro Biochemistry.<\/p>\n\n\n\n
Describieron sus resultados en un art\u00edculo publicado el jueves (7 de enero) en la revista Science. En un art\u00edculo adjunto en Science, Mischa Bonn y Johannes Hunger, investigadores del Instituto Max Planck para la Investigaci\u00f3n de Pol\u00edmeros en Alemania, que no participaron en el estudio, escribieron que este v\u00ednculo inusual desdibuja las categor\u00edas claras de la qu\u00edmica.<\/p>\n\n\n\n
“La existencia de un estado h\u00edbrido de enlace covalente-hidr\u00f3geno no solo desaf\u00eda nuestra comprensi\u00f3n actual de qu\u00e9 es exactamente un enlace qu\u00edmico, sino que tambi\u00e9n ofrece la oportunidad de comprender mejor las reacciones qu\u00edmicas”, escribieron, “donde a menudo se invocan los ‘estados de reacci\u00f3n intermedios’ pero rara vez se estudia directamente”.<\/p>\n\n\n\n
Es probable que existan enlaces similares en el agua pura, escribieron, cuando un \u00e1tomo de hidr\u00f3geno se encuentra entre dos mol\u00e9culas de agua. Pero se cree que esos v\u00ednculos existen pero no son tan duraderos, escribieron los investigadores. Y nunca se han observado de manera concluyente.<\/p>\n\n\n\n
Este estudio, escribieron, podr\u00eda abrir la puerta a una “comprensi\u00f3n m\u00e1s profunda de los v\u00ednculos fuertes” y los estados de reacci\u00f3n intermedios.<\/p>\n\n\n\n