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Ya teníamos la tabla periódica de los elementos: es el momento de tener la de las moléculas

Ya teníamos la tabla periódica de los elementos: es el momento de tener la de las moléculas
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En aras de construir una tabla periódica para moléculas con múltiples tipos de simetrías, investigadores del Tokio Institute of Technology han presentado un nuevo enfoque proponiendo reglas periódicas para predecir la existencia de ciertas moléculas.

El nuevo enfoque se basa en una observación aguda del comportamiento de los electrones de valencia de átomos que forman grupos moleculares.

Cuatro dimensiones

La tabla periódica de elementos se propuso en 1869, y luego se convirtió en una de las piedras angulares de las ciencias naturales. Esta tabla fue diseñada para contener todos los elementos que se encuentran en la naturaleza en un diseño especial que los agrupa en filas y columnas de acuerdo con una de sus características más importantes, la cantidad de electrones.

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La nueva tabla para las moléculas en realidad serían de cuatro dimensiones, porque las moléculas se organizarían de acuerdo con cuatro parámetros: grupos y períodos (basados en sus electrones de "valencia", similar a la tabla periódica normal), especies (en función de los elementos constitutivos) y familias (en función del número de átomos). Según Kimihisa Yamamoto, coautor del estudio:

Entre las infinitas combinaciones de elementos constitutivos, la tabla periódica propuesta será una contribución significativa al descubrimiento de nuevos materiales funcionales.

El camino a seguir ahora consiste en expandir aún más estas tablas a grupos moleculares con otras formas y simetrías y predecir moléculas estables que aún no se han desarrollado.

Nudos moleculares

Otra tabla que se ha presentado hace poco es la de los nudos moleculares. Consideremos un trozo corto de cuerda: ¿podríamos adivinar qué nudos tienen más probabilidad de formarse si se arrugan y se sacuden? Los químicos sintéticos han estado trabajando durante mucho tiempo en una versión molecular de este problema y, hasta ahora, han logrado sintetizar media docena de tipos de nudos utilizando técnicas de autoensamblaje molecular.

Pero ¿qué otros tipos de nudos podrían realizarse en el futuro? Esta es la pregunta que los científicos de SISSA, en asociación con la Universidad de Padua, han abordado utilizando simulaciones por ordenador en este nuevo trabajo publicado en Nature Communications.

Según Mattia Marenda, investigadora principal de este estudio, existe un creciente interés científico en las moléculas complejas. En este contexto, la posibilidad de diseñar y sintetizar nuevos tipos de nudos moleculares es particularmente atractiva:

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Con estos modelos, nuestro objetivo era descubrir qué nuevos tipos de nudos moleculares, si los hubiera, serían más fáciles de obtener con las técnicas de química sintética actuales, particularmente el autoensamblaje. Encontramos que estos tipos de nudos privilegiados existen, pero son muy raros. Solo se pueden realizar una docena de topologías diferentes entre millones de tipos de nudos simples.

La lista reducida es similar a una tabla periódica, ya que está organizada en filas y columnas que reflejan diferentes aspectos de la dificultad esperada de la realización práctica. Los resultados están respaldados por experimentos recientes y esto sugiere que la tabla podría ser útil para los químicos experimentales para elegir las topologías objetivo para futuros estudios y aplicaciones

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