El trianguleno (también conocido como hidrocarburo de Clar) es el polibencenoides más pequeño en estado fundamental triplete . [ 1 ] Existe como un birradical con la fórmula química C22 H12. [ 2 ] Fue planteada por primera vez porel químicochecoErich Claren 1953. [ 3 ] Su primera síntesis confirmada se publicó en un número de febrero de 2017 deNatureNanotechnology, en un proyecto liderado por los investigadores David Fox y Anish Mistry en laUniversidad de Warwicken colaboración conIBM. [ 4 ] Otros intentos dejaponeses, incluidos Yasushi Morita y Takeji Takui, solo han tenido éxito en la obtención de derivados de trianguleno sustituidos. [ 5 ]
Una síntesis de seis pasos produjo dos isómeros de dihidrotrianguleno, que luego se depositaron sobre una base de xenón o cobre . Los investigadores utilizaron un microscopio combinado de efecto túnel y fuerza atómica (STM/AFM) para eliminar átomos de hidrógeno individuales . La molécula de trianguleno sintetizada se mantuvo estable en condiciones de alto vacío y baja temperatura durante cuatro días, lo que dio a los científicos tiempo suficiente para caracterizarla (también utilizando STM/AFM). [ 4 ]
[ n ]Triangulenos
El trianguleno, tal como se define aquí, pertenece a una clase más amplia de [ n ]triangulenos, donde n es el número de hexágonos a lo largo de una arista de la molécula. Por lo tanto, el trianguleno también puede denominarse [3]trianguleno.
Teoría
Una descripción de enlace fuerte de los orbitales moleculares de los [ n ]triangulenos predice [ 6 ] que los [ n ]triangulenos tienen ( n − 1) electrones desapareados, que están asociados a ( n − 1) estados no enlazantes. Cuando se incluyen las interacciones electrón-electrón, la teoría predice [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] que el número cuántico de espín total del estado fundamental S de los [ n ]triangulenos es S = n − 1 / 2. Por lo tanto, se predice que los [3]triangulenos tienen un estado fundamental S = 1. Se predice que la interacción de intercambio intramolecular en el trianguleno, que determina la diferencia de energía entre el estado fundamental S = 1 y el estado excitado S = 0, es la más grande [ 9 ] entre todos los dirradicales de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), debido a la superposición máxima de la función de onda de los electrones desapareados.
El espín del estado fundamental de los [ n ]triangulenos puede racionalizarse [ 6 ] en términos de un teorema [ 10 ] de Elliot H. Lieb , que relaciona, para una red bipartita, el espín del estado fundamental del modelo de Hubbard a medio llenado con el desequilibrio de la subred.
Experimentos
Hasta ahora, se han reportado las síntesis en superficie de ultra alto vacío de [ n ]triangulenos con n = 3, [ 4 ] 4, [ 11 ] 5 [ 12 ] y 7 [ 13 ] (el homólogo de trianguleno más grande hasta el momento). Además, también se ha reportado la síntesis en superficie de dímeros de [3]trianguleno [ 14 ] , donde la espectroscopia de tunelización electrónica inelástica proporciona una evidencia directa de un fuerte acoplamiento antiferromagnético entre los triangulenos. En 2021, un equipo internacional de investigadores reportó la fabricación de cadenas de espín cuánticas basadas en [3]trianguleno en una superficie de oro, [ 15 ] donde se observaron firmas tanto de fraccionamiento de espín como de brecha de Haldane.
Referencias
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