Los enlaces covalentes pueden contener dos, cuatro, seis u ocho electrones (o sólo uno).
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No es frecuente que los químicos creen un nuevo tipo de enlace químico, pero acaban de hacerlo. Un enlace covalente que depende de un solo electrón se formó casi un siglo después de que se propuso por primera vez.
Takuya Shimajiri en la Universidad de Tokio y sus colegas han estado probando los límites de los enlaces químicos durante años. Anteriormente, experimentaron con enlaces inusualmente largos y flexibles, y ahora han adoptado una idea propuesta por primera vez en 1931 por el químico Linus Pauling: un enlace químico formado por un solo electrón.
Todos los enlaces covalentes conocidos, en los que los átomos se conectan compartiendo electrones, contienen dos, cuatro, seis u ocho electrones, pero Pauling teorizó que podría existir un enlace covalente con un solo electrón compartido entre dos átomos. Para crear esto, los investigadores utilizaron un reacción química para eliminar un electrón de un enlace covalente de dos electrones existente entre dos átomos de carbono. Utilizaron un hidrocarburo de gran tamaño que tiene enlaces excepcionalmente largos entre sus átomos de carbono, lo que significa que sería energéticamente costoso para un electrón de otra parte de la molécula reemplazar al que eliminaron.
Shimajiri dice que experimentos anteriores que intentaron tal sustracción de electrones dejaron enlaces débiles que se rompieron demasiado rápido para un análisis químico definitivo. Pero la molécula de su equipo se mantuvo lo suficientemente estable como para poder analizarla con rayos x y varios tipos de luz. Según cómo esta radiación rebotó o fue absorbidodeterminaron que tenía un enlace estable de un electrón.
“No es frecuente encontrar una molécula con un nuevo tipo de enlace”, dice Henry Rzepa en el Imperial College de Londres. Dice que la molécula tenía un total de 278 electrones, por lo que fue una verdadera hazaña eliminar el correcto y evitar que todos los demás lo reemplazaran inmediatamente. Rzepa dice que se trata de un “descubrimiento importante” que podría llevar a los químicos a crear familias de moléculas completamente nuevas.
Los químicos ahora pueden estudiar cómo los enlaces covalentes de un electrón pueden cambiar las reacciones químicas, dice Shimajiri. Pero él y sus colegas también tienen preguntas más importantes.
“Nuestro objetivo es aclarar qué es un enlace covalente; específicamente, ¿en qué momento un enlace califica como covalente y en qué momento no? Nuestro objetivo es explorar una amplia gama de vínculos que aún están por descubrir”, afirma.
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