¿Qué son los superátomos?

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Ciertos elementos de la tabla periódica tienen una interesante propiedad: sus átomos se pueden unir unos a otros formando racimos que tienen características semejantes a las de un átomo elemental de algún otro elemento.

Por ejemplo, el aluminio forma racimos de 7 átomos (Al7) cuyas propiedades son similares a las de los átomos de germanio; grupos de 13 átomos (Al13) semejantes en ciertas variables físicoquímicas a los átomos de cloro, y racimos Al14 similares a los metales alcalinotérreos. También se conocen las agrupaciones Al23 y Al37.

Se han identificado superátomos formados por átomos de más de un elemento, como la familia de los Al14Ix, donde x=1–14.

Se pueden obtener superátomos por distintos procedimientos. Por ejemplo, al enfriar vapor de sodio se forman condensados que contienen 2, 8, 20, 40, 58 y otros números de átomos bien identificados. Estos números son análogos a los “números mágicos” de la química nuclear y parecen relacionados con los números de electrones que van ocupando capas completas en los átomos individuales (al menos los dos primeros: 2 y 8). Por esa razón, se cree que en los superátomos hay electrones que ocupan orbitales que pertenecen a todo el grupo o racimo.

Si estos orbitales están completos, el superátomo tienden a comportarse químicamente como un átomo elemental con su orbital de valencia completo (como un gas noble). Si al orbital superatómico le falta un electrón para estar completo, entonces el superátomo se comporta como un halógeno. Y si el orbital esta lleno y empieza a llenarse uno nuevo con un electrón, este electrón actúa como el de los elementos alcalinos, es decir, se puede donar fácilmente.

Desde este punto de vista se puede hablar de la afinidad electrónica, el poder reductor, el potencial de ionización, la electronegatividad de los superátomos del mismo modo que se habla de estas propiedades en los átomos individuales.

En algunos casos se ha comprobado que los superátomos tienen una electronegatividad especialmente alta; entonces se les llama superhalógenos. Se han descubierto recientemente elementos de una electronegatividad extraordinaria a los que se les ha dado el nombre de hiperhalógenos.

Algunos superátomos tienen estructuras complicadas como el Li(HF)3Li, el VSi16F, el racimo de aproximadamente 2000 átomos de rubidio o los llamados superátomos complejos, que contienen un núcleo metálico estabilizado por ligandos orgánicos. Por ejemplo, ciertos superátomos de oro con tiolato.

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