El átomo de cesio se coordina a 16 átomos de flúor para formar un complejo que bate récords

El cesio, situado en la esquina inferior izquierda del sistema periódico, y el flúor, en la esquina superior derecha, están entre los elementos químicos más grandes y electropositivos y los más pequeños y electronegativos, respectivamente. Cuando los químicos contemplan posibles formas de juntar los dos elementos, es seguro que algo interesante va a pasar. Y ha pasado.

Klaus-Richard Pörschke, David Pollak y Richard Goddard, del Instituto Max Plank de Investigaciones sobre el Carbono, han preparado una molécula en la que el átomo central de cesio está coordinado a 16 átomos de flúor, consiguiendo un resultado perfecto para el máximo número de enlaces posibles y creando un nuevo precedente para el enlace químico. Pörschke ha anunciado el descubrimiento de su grupo en un simposio de la División de Química Inorgánica, dentro de la reunión nacional de la American Chemical Society que tuvo lugar la semana pasada en San Diego (California, EE.UU.).

Es raro ir más allá de un índice de coordinación 12, puesto que hay un espacio limitado alrededor del átomo central de un complejo y hay repulsiones electrostáticas entre los ligandos. Los químicos han coqueteado durante años con compuestos con índice de coordinación 16, llegando a describir moléculas aisladas Th-H con índices de coordinación 15 y 16, y una especie Co-B en fase gas con índice de coordinacion 16.

Para Pörschke y sus colaboradores, emparejar el catión Cs⁺, grande y monocatiónico, con el anión [H₂NB₂(C₆F₅)₆]^-, débilmente coordinante, les ha permitido por primera vez ir más allá del índice de coordinación 12 sin utilizar hidrógeno como ligando. El grupo preparó el compuesto Cs[H₂NB₂(C₆F₅)₆] agitando por ultrasonidos una disolución de [Na(O[CH₂CH₃]₂)₄][H₂NB₂(C₆F₅)₆] y CsF en diclorometano. Los investigadores concentraron la disolución y aislaron cristales para su estudio por cristalografía de rayos-X.

La pobre solubilidad en agua del nuevo compuesto sugirió a los investigadores que el anión [H₂NB₂(C₆F₅)₆]^- podría ser un buen agente secuestrante de Cs⁺ en agua, lo que demostraron con una serie de experimentos. Por tanto, Pörschke propuso que el anión podría ser útil para extraer los isótopos ¹³⁴Cs y ¹³⁷Cs de las aguas residuales nucleares, como tratamiento por envenenamiento con radiación de ¹³⁴Cs y ¹³⁷Cs, o para preparar fuentes implantables de ¹³¹Cs y ¹³⁷Cs para radioterapia.

"Pörschke y sus colaboradores han llegado a los límites de la química de la coordinación mediante una cuidadosa combinación de las propiedades del catión y del anión" opinaba Warren E. Piers, de la Universidad de Calgary (Calgary, Canadá), un experto en química de la coordinación. "Además de la abrumadora belleza de la molécula, han demostrado fascinantes posibilidades para el secuestro de iones radiactivos de cesio".

Traducción al español producida por Esteban Urriolabeitia de Divulgame.org para C&EN. La versión original (en inglés) del artículo está disponible aquí.