Identificación de la primera molécula con un elemento con un estado de oxidación IX

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El Estado de Oxidación (EO) es un indicador del grado de oxidación de un átomo en un compuesto químico. Es la carga eléctrica hipotética o formal que el átomo tendría si todos sus enlaces a elementos distintos fueran 100% iónicos. El EO puede ser positivos, negativos o cero. Aunque en algunos casos, el EO promedio de un elemento es una fracción, el hierro (Fe) en Fe3O4 (magnetita) tiene un estado de oxidación +8/3 (aquí).

Es un concepto muy importante en química. Por ejemplo una rama de la química donde el EO es importante es la electroquímica. Esta rama estudia, entre otras cosas, reacciones donde se produce transferencias formales de electrones. Una ganancia neta de electrones es una reducción y el EO del átomo que gana electrones disminuye. En cambio, una pérdida neta de electrones es una oxidación como consecuencia el EO del átomo que pierde electrones aumenta.

Reducción: 2e + Cu2+ → Cu0

Oxidación: Fe0 → Fe2+ + 2e

Por lo que la preparación y caracterización de compuestos que contengan elementos con estados de EO inusuales es de gran interés. El EO más elevado experimentalmente conocido es VIII (XeO4 , XeO3F2 , RuO4 y OsO4) aunque se ha postulados EO superiores. Si miramos la tabla periodica (aquí) podemos encontrar, cerca del Ru y Os, Iridio o Ir que cuenta con 9 electrones de valencia y del que se prevé que tiene más posibilidades de ser oxidado más allá del EO VIII.  El Ir del IrO4 , cuyo EO es VIII, tiene aún un electrón en su capa de valencia que puede dar. La configuración electrónica del Ir en IrO4 es 5d1. La eliminación del electrón restante de la capa d conduciría al catión tetróxido de iridio ([IrO4] +) y donde el Ir tiene el EO formal IX.

Este catión no se ha consegido hacer hasta ahora. Un grupo de investigadores de diferentes universidades, lo han conseguido irradiando con un láser de pulsos un objeto de Ir en una atmósfera de argón enriquecido con oxígeno. En la gráfica podéis ver las estructuras optimizadas calculadas de los tres isomeros que identificaron con un tipo de espectrometría de infrarojos (infrared photodissociation spectroscopy) , al igual que su ordenación energética. El isómero energéticamente más favorecido es el de la izquierda.

Fuentes:

Información Adicional:

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