Órdenes de enlace químico fraccionarios (II/II)

(Este artículo es continuación de Órdenes de enlace químico fraccionarios (I/II). Te recomiendo que lo leas primero).

El método de Leo Gross, Gerhard Meyer y sus colaboradores de IBM en Zúrich utiliza la microscopía de fuerza atómica (AFM por sus siglas en inglés) para distinguir experimentalmente entre enlaces de diferente orden. Esta técnica es capaz de caracterizar los enlaces de dos formas: a través de diferencias en la densidad electrónica y mediante diferencias en la longitud del enlace.

Para evitar que el proceso de medida afectara a las moléculas, el equipo acopló una sola molécula de monóxido de carbono a la punta de cobre del microscopio, creando así una punta de escala atómica bien definida y químicamente inerte. Además, tomaron las medidas en un régimen en el que las fuerzas repulsivas debidas al principio de exclusión de Pauli dominaban sobre las fuerzas de van der Waals y las electrostáticas.

Usaron diferentes alturas de la punta del AFM: 3,6 Å y 3,4 Å. Y, en efecto, encontraron que los enlaces hexágono-hexágono eran más brillantes (es decir, más ricos en electrones) que los enlaces hexágono-pentágono. La diferencia era más clara con las puntas de alturas mayores.

Fullereno, con forma de balón de fútbol.
(Modelo creado por Michael Ströck (mstroeck)
el 6 de febrero de 2006 en iMol para Mac OS X y
Photoshop CS2. Publicado bajo licencia GFDL)

Pero con las alturas menores encontraron algo inesperado. Se sabe que los enlaces de mayor orden hexágono-hexágono son más cortos que los de menor orden hexágono-pentágono; pero la diferencia real (unos 0,07 Å) sería prácticamente invisible en una imagen de AFM, incluso a las resoluciones a las que trabajaba el equipo. No obstante, debido a que la imagen tomada presentaba distorsión, la diferencia de longitud de los enlaces aparecía como diez veces su valor real, permitiendo así la confirmación experimental de este resultado teórico.

Hasta ahora, los investigadores de IBM sólo han mirado enlaces paralelos a la superficie de su sustrato, lo que hace que esta técnica sea especialmente apropiada para estudiar defectos en la estructura plana del grafeno. El siguiente paso sería aplicarlo a moléculas mayoritariamente planas, pero con algunos picos y valles. Sin embargo, esta técnica siempre estaría limitada a explorar los enlaces en la superficie de una molécula; los que se encuentren dentro de una estructura tridimensional estarían fuera de su alcance.
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Fuente:
http://www.physicstoday.org/resource/1/phtoad/v65/i11/p14_s1