Describen reacciones químicas a partir de las transferencias de electrones de los enlaces

Investigadores del Departamento de Química Física de la Universitat Jaume I de Castelló (UJI) y de la Universidad Pierre y Marie Curie de París han descrito una nueva metodología que permite, basándose en observables físicos que se pueden medir, recuperar la descripción de una reacción química a partir de las transferencias de electrones que forman los enlaces, dotando, así, de fundamento las descripciones tradicionales de los mecanismos de las reacciones. El trabajo se ilustra con algunos ejemplos paradigmáticos.

La naturaleza del vínculo químico, uno de los conceptos fundamentales dentro de la química, es, hoy en día, muy controvertida, porque no existe una definición única y precisa en la que estén de acuerdo químicos y físicos. Sin embargo, conocer la distribución de la densidad de electrones durante una reacción química puede proporcionar datos fundamentales para comprenderla y controlarla y es, al fin, uno de los objetivos principales de la química.

En el trabajo, los investigadores han aplicado la teoría de la evolución del enlace (Bonding Evolution Theory-BET), que tiene como objetivo explicar los procesos de formación y rotura de los enlaces químicos, y han recuperado las flechas usadas para describir los reordenamientos electrónicos, proporcionando bases físicas detalladas para este tipo de representación en el marco de la mecánica cuántica.

La investigación ha requerido la extensión de las relaciones entre los conceptos de química tradicionales y los de mecánica cuántica y han encontrado que la BET, que combina el análisis topológico de la función de localización de electrones (ELF) y la teoría de catástrofes (CT) de Thom, proporciona un sólido método que ofrece información sobre el mecanismo molecular de los procesos de formación de enlaces químicos.

El artículo Curly arrows, electron flow, and reaction mechanisms from the perspective of the bonding evolution theory de los profesores Juan Andrés, Patricio González-Navarrete y Vicent Sixte Safont de la Universitat Jaume I de Castelló y Bernard Silvi de la Universidad Pierre y Marie Curie de París ha sido elegido como hot article 2017 por la revista Physical Chemistry Chemical Physics, una de las revistas líderes de este ámbito, donde ocupa el tercer lugar en la lista de los artículos de investigación particularmente interesantes o significativos.

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) es una revista internacional para la publicación de trabajos originales de vanguardia en química física, fisicoquímica y química biofísica editada por la Royal Society of Chemistry. Para ser publicados, los artículos tienen que incluir nuevos conocimientos significativos sobre la química física, y este es el criterio más importante evaluado por revisores y editores.

Referencia bibliográfica

Juan Andrés, Patricio González-Navarrete, Vicent Sixte Safont i Bernard Silvi (Departament de Química Física i Analítica. Universitat Jaume I i Laboratoire de Chimie Théorique de la Université Pierre et Marie Curie de París, UPMC). Curly arrows, electron flow, and reaction mechanisms from the perspective of the bonding evolution theory. Physical Chemistry Chemical Physics, 2017, 19, 29031-29046. DOI: 10.1039/ C7CP06108K.

Fuente: UJI

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