Complejo ión-neutro

En química , un complejo ión-neutro es un agregado de un ión con una o más moléculas neutras en el que al menos uno de los componentes tiene un grado de libertad rotacional alrededor de un eje perpendicular a la dirección intermolecular. ^{[ 1 ]} En química, la disociación de una molécula en dos o más fragmentos puede tener lugar en fase gaseosa , siempre que exista suficiente energía interna para superar las barreras necesarias.

Durante muchos años, se asumió que los fragmentos de una disociación en fase gaseosa simplemente se dispersaban. En 1958, Allan Maccoll sugirió que la descomposición de los haluros de alquilo (RX) podría tener lugar a través de la intermediación de pares iónicos , [R ⁺ X ⁻ ], en los que los fragmentos cargados ya no estaban unidos covalentemente , sino que se mantenían unidos por atracción electrostática . ^{[ 2 ]} Posteriormente, Maccoll y sus colaboradores examinaron los efectos isotópicos del cloro en la descomposición térmica del cloroetano y concluyeron que los datos no respaldaban esa interpretación; ^{[ 3 ]} sin embargo, había proporcionado el germen de una idea que se materializó dos décadas más tarde en el estudio de las descomposiciones de moléculas con carga eléctrica.  

A finales de la década de 1970, tres grupos de investigación —en Inglaterra, ^{[ 4 ]} Estados Unidos, ^{[ 5 ]} y Francia ^{[ 6 ]} — proporcionaron de forma independiente evidencia de la ocurrencia de complejos ión-neutro (a veces llamados complejos ión-dipolo o complejos ión-molécula ) en las disociaciones unimoleculares de iones positivos bajo las condiciones asociadas con la espectrometría de masas (es decir, como especies aisladas en el vacío). La idea general es que una especie cargada, RY ⁺ , puede dar lugar a fragmentos de disociación a través de un complejo transitorio, [R ⁺ Y], en el que el socio cargado eléctricamente, R ⁺ , puede sufrir reordenamientos moleculares al mismo tiempo que rota con respecto al socio neutro, Y. De manera similar, el socio neutro, Y, también puede rotar con respecto al socio cargado, además de tener la capacidad de intercambiar hidrógenos y energía interna con él.  

Más recientemente, varios grupos de investigación han aportado pruebas que reavivan la hipótesis original de Maccoll, pero con la variación de que los fragmentos que coexisten están ambos eléctricamente neutros. ^{[ 7 ]} En otras palabras, las disociaciones de una molécula neutra RX pueden tener lugar en fase gaseosa a través de la intermediación de pares de radicales [R · X · ], donde X · puede ser tan pequeño como un átomo de hidrógeno. En fase gaseosa, estos intermedios se denominan a menudo radicales errantes . ^{[ 8 ]}