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Un estudio revela que los átomos pueden unirse

400_1210902085_3d1548.jpgLa molécula de berilio diatómico (Be2) ha desconcertado a la comunidad química desde hace muchos años. Mediciones recientes habían permitido identificar once niveles de vibración, y ahora un equipo de científicos checos y estadounidenses acaba de descubrir un duodécimo nivel. Los descubrimientos de su estudio se han publicado en la revista Science.

Compuesto por dos átomos, el berilio diatómico es un metal sólido y tóxico procedente de minerales que se puede utilizar en aleaciones con otros metales para aplicaciones muy diversas, como por ejemplo componentes de armas nucleares, según explicaron los Drs. Krzysztof Szalewicz y Konrad Patkowski de la Universidad de Delaware (Estados Unidos) y el químico Vladimir Spirko de la Academia de las Ciencias de la República Checa.

Desde hace mucho tiempo se conjetura que los dos átomos que conforman el berilio diatómico se repelen mutuamente. El Dr. Patkowski, autor principal del estudio, indicó que estas ideas se basaban en una teoría básica de la química según la cual los electrones de una molécula se sitúan en distintas órbitas. Sin embargo, hace más de cuarenta años se descubrió que estos dos átomos están unidos entre sí.

Los intentos de estudiar las fuerzas de unión que mantienen los átomos de berilio unidos han deparado resultados muy distintos. No fue hasta mayo de 2009 cuando un equipo de la Universidad de Emory (Estados Unidos) descubrió once niveles de energía de vibración en átomos unidos, un hallazgo que logró reconciliar los modelos teórico y experimental.

«Una molécula vibra, por consiguiente la distancia entre sus átomos cambia con el tiempo. Una molécula no puede detenerse y dejar de vibrar», indicó el Dr. Patkowski. «Cuanto mayor es la energía de vibración de una molécula, tanto más se distancian sus átomos con respecto a sus posiciones de equilibrio.»

En este estudio, los investigadores confirmaron la existencia de un duodécimo estado de vibración de la molécula de berilio superior a los demás. La clave de su descubrimiento fue el trabajo de «morfismo» llevado a cabo por el Dr. Spirko. Según los autores, es posible realizar cambios sencillos en la curva teórica de energía de interacción para que coincida con los resultados experimentales. «Las versiones de esta energía potencial a las que se ha aplicado “morfismo”, ajustadas a los datos experimentales, reproducen con precisión el espectro observado», explicaron.

«Los resultados [del equipo de Emory] coinciden con los de nuestro estudio. Es reconfortante eliminar la contradicción que se daba entre las cifras teóricas y las experimentales», declaró el Dr. Patkowski. «Su trabajo indicaba que íbamos bien encaminados.»

«El berilio diatómico se utiliza con asiduidad en evaluaciones comparativas de física experimental y teórica, pero no es una molécula común en absoluto», indicó. «Se trata de un sistema prototipo pequeño e incómodo, tanto para los estudios experimentales por su toxicidad y reactividad, como para los teóricos debido a que los métodos convencionales de química cuántica no se ajustan a él», añadió.

«Lo más curioso de esta molécula es que los conocimientos de química fundamental indican que los átomos no van a unirse, pero en realidad lo hacen, y en un enlace muy fuerte. Es un modelo interesante para desarrollar nuevas teorías de física molecular.»

Parte de la financiación del estudio provino de la Academia de Ciencias de la República Checa y el Ministerio checo de Educación, Juventud y Deporte.

Para más información: Universidad de Delaware y Science. Fuente: Cordis

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