Los investigadores del grupo de excelencia Unisyscat de Tu Berlín sintetizaron un ácido Super Lewis basado en silicio que contenía átomos de halógenos adicionales por primera vez.
Estos compuestos se ubican entre los ácidos Lewis más potentes conocidos hasta la fecha y son capaces de atacar enlaces químicos muy estables, como los enlaces fluoróforos de carbono de PFA.
No se consumen nuevos compuestos durante la reacción y se pueden regenerar en su lugar. Por lo tanto, actúan catalíticamente y presentan ventajas críticas para posibles aplicaciones en procesos de reciclaje y química verde.
¿Por qué es tan difícil que los enlaces PFA se rompan?
La dificultad extrema de los enlaces PFA de descomposición da como resultado un enlace químico único e increíblemente fuerte, a saber, un enlace de fluoróforo de carbono (CF). Este enlace es una de las químicas orgánicas más potentes debido a la alta electronegatividad de la fluorina, lo que permite la creación de enlaces covalentes cortos muy estables con carbono.
Esta estabilidad química única requiere una cantidad considerable de energía para romperla. Los procesos tradicionales de degradación química y biológica que pueden degradar muchos otros compuestos orgánicos simplemente no son lo suficientemente fuertes.
Es por eso que PFA se conoce como un «químico eterno». Esto se debe a que ha estado en el medio ambiente durante décadas, lo que lleva a una contaminación extensa del suelo y el agua. La fortaleza de los Bonds CF es un tema clave para los científicos que desarrollan nuevas tecnologías de reparación.
El hambre electrónica permite la degradación de PFA
La estabilidad de los PFA se debe particular a los fuertes enlaces de carbono, y para romperlos, se requieren sustancias con muy alta afinidad por los pares de electrones.
El recién desarrollado ácido Super Lewis cumple con este requisito. La combinación de átomos de silicio y halógeno produce deficiencia de electrones extrema, lo que permite la descomposición de los enlaces PFA.
El proceso de síntesis es complicado porque el material debe tratarse en condiciones inertes para prevenir la contaminación. Ni el oxígeno ni el agua encontrarán ningún complejo.
El avance se logró utilizando la descomposición de fabricación, que se aplicaba previamente a la química del carbono y ahora se adapta para su uso en química de silicio.
La regeneración de ácido de Lewis proporciona energía predictiva
Además del trabajo experimental, los cálculos teóricos jugaron un papel importante. La química cuántica permite a los investigadores predecir puramente la acidez de las moléculas de su estructura, y estas predicciones se verificaron más tarde experimentalmente usando la espectroscopía de RMN.
Según el equipo, los nuevos ácidos Super Lewis son extremadamente prometedores al abordar la contaminación por PFA en contextos ambientales e industriales.
Debido a que se están regenerando, incluso pequeñas cantidades de ácidos pueden ser suficientes para neutralizar grandes cantidades de estos contaminantes persistentes.
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