En pasta de dientes, Teflón LED y medicamentos, el flúor elemental muestra su valor, pero es muy tóxico. Los intentos de determinar la estructura cristalina del flúor sólido mediante rayos X terminaron con explosiones hace 50 años. Un equipo de investigación ahora ha aclarado la estructura real del flúor utilizando neutrones de la Fuente de Neutrones de Investigación Heinz Maier Leibnitz (FRM II).

En el primer intento de determinar las distancias atómicas del flúor sólido en 1968, un equipo de investigación en los Estados Unidos utilizó rayos X. Una tarea dificil, porque el flúor solo se vuelve sólido a aproximadamente menos 220 ° C. Y enfriar el elemento agresivo resultó en explosiones. El premio Nobel Linus Pauling se mostró escéptico sobre los resultados, y en 1970, propuso un modelo estructural alternativo sin entregar la prueba experimental. Durante 50 años, ningún otro químico se atrevió a asumir la delicada tarea.

Usando neutrones de la fuente de neutrones de investigación Heinz Maier-Leibnitz en Garching, científicos de la Universidad de Marburg, la Universidad Técnica de Munich (TUM) y la Universidad Aalto en Finlandia finalmente han aclarado la estructura.

Neutrones:las sondas ideales

Los neutrones son especialmente adecuados para localizar átomos de flúor con alta precisión. Dado que pueden penetrar incluso recipientes de muestras de paredes gruesas, los neutrones proporcionaron el método elegido por el profesor Florian Kraus y su equipo en Marburgo. Utilizaron el difractómetro de polvo SPODI en el FRM II con el científico de TUM Dr. Markus Hölzel y sus colegas.

Por sus investigaciones, los investigadores implementaron una configuración de medición especial para estudiar el flúor a temperaturas muy bajas. Para tal fin, desplegaron materiales que son particularmente resistentes al flúor y garantizan una manipulación segura.

"Las mediciones extremadamente precisas con neutrones son importantes para facilitar los cálculos para una amplia variedad de aplicaciones, "dice Florian Kraus." Para otros elementos, Las estructuras de cristal de alta precisión han estado disponibles durante años. La estructura cristalina del oxígeno, por ejemplo, ha sido investigado 35 veces y el carbono 108 veces ".

Pero el flúor también es una parte esencial de la vida cotidiana. Entre otras cosas, Los fluoruros se utilizan como aditivos para la pasta de dientes. Se utilizan en bombillas LED para convertir la luz LED fría en un blanco cálido. Los compuestos de flúor también se agregan a muchos productos farmacéuticos para aumentar su eficacia.

Las mediciones de neutrones confirman las sospechas del premio Nobel

Aunque los resultados de las mediciones de la década de 1960 no fueron precisos, Sin embargo, Florian Kraus se sorprendió bastante por la gran diferencia:"Utilizando mediciones de neutrones, pudimos resolver la distancia atómica con un 70% más de precisión, "dice el químico." Y la estructura cristalina muestra que el premio Nobel Linus Pauling acertó con sus dudas ".