Boro y clústeres deficientes en electrones
El boro forma una notable familia de hidruros y clústeres deficientes en electrones, cuyas formas poliédricas y enlaces de tres centros se unifican mediante las reglas de conteo de pares de electrones esqueléticos.
Definition
Los clústeres deficientes en electrones son especies, ejemplificadas por los boranos, en las que hay muy pocos electrones de valencia para los enlaces convencionales de dos centros y dos electrones, por lo que los átomos comparten electrones a través de enlaces multicéntricos para formar estructuras de jaula poliédricas.
Scope
Este tema abarca la química de clústeres de grupos principales deficientes en electrones: los hidruros de boro (boranos) y sus enlaces de tres centros y dos electrones, las familias estructurales closo, nido y arácnido, los carboranos y metalaboranos, y las reglas de pares de electrones esqueléticos poliédricos de Wade-Mingos que predicen sus formas a partir del conteo de electrones. Se centra en el enlace y la estructura de los clústeres, más que en la química descriptiva general del bloque p.
Core questions
- ¿Cómo pueden ser estables los boranos a pesar de tener muy pocos electrones para los enlaces clásicos?
- ¿Qué es un enlace de tres centros y dos electrones?
- ¿Cómo predicen las reglas de Wade las geometrías closo, nido y arácnido?
- ¿Cómo extienden los carboranos y metalaboranos las familias estructurales de los boranos?
Key concepts
- Hidruros de boro (boranos)
- Enlaces de tres centros y dos electrones
- Clústeres closo, nido y arácnido
- Reglas de Wade
- Carboranos
- Metalaboranos
Key theories
- Enlace de tres centros y dos electrones
- Lipscomb demostró que los boranos utilizan enlaces en los que un solo par de electrones se comparte entre tres átomos, lo que permite que las moléculas deficientes en electrones se mantengan unidas sin suficientes electrones para los enlaces ordinarios de dos centros.
- Reglas de pares de electrones esqueléticos de Wade-Mingos
- El conteo del número de pares de electrones de enlace esqueléticos predice si un clúster adopta una geometría closo, nido o arácnido derivada de un poliedro padre, unificando boranos, carboranos y muchos clústeres metálicos.
- Carboranos y extensión isolobal
- La sustitución de los vértices de los boranos por carbono o por fragmentos metálicos isolobales da lugar a carboranos y metalaboranos que siguen las mismas reglas de conteo de electrones, lo que demuestra la generalidad del enlace en clústeres.
Clinical relevance
Los clústeres de boro sustentan la terapia de captura de neutrones de boro para el cáncer, sirven como aniones y ligandos débilmente coordinantes en catálisis, y proporcionan modelos para el enlace deficiente en electrones en toda la química.
History
Alfred Stock preparó y caracterizó por primera vez los boranos a principios del siglo XX, y su desconcertante deficiencia de electrones fue resuelta por el análisis de enlaces de tres centros de Lipscomb, reconocido con el Premio Nobel de 1976. Las reglas de conteo de electrones de Wade de 1971, generalizadas por Mingos, proporcionaron entonces un marco unificado para las estructuras de los clústeres.
Key figures
- Alfred Stock
- William Lipscomb
- Kenneth Wade
- Michael Mingos
Related topics
Seminal works
- wade1971
- lipscomb1963
- greenwood1997
Frequently asked questions
- ¿Qué significa que una molécula sea deficiente en electrones?
- Una molécula deficiente en electrones tiene menos electrones de valencia de los necesarios para formar los enlaces habituales de dos electrones entre cada par de átomos enlazados, por lo que debe deslocalizar los electrones sobre enlaces multicéntricos, como hacen los boranos con los enlaces de tres centros y dos electrones.
- ¿Cómo predicen las reglas de Wade la forma de un clúster?
- Al contar los pares de electrones de enlace esqueléticos y comparar ese número con el número de vértices, las reglas indican si el clúster es un poliedro completo (closo) o si le falta uno (nido) o dos (arácnido) vértices, fijando su geometría.