Formación de los dímeros Te-Te debido a la desproporción de cargas en los sitios de Au. Crédito:S. V. Streltsov et al./ PNAS
Científicos de Rusia y Alemania han arrojado luz sobre la estructura cristalina de la calaverita, prediciendo la existencia de un nuevo compuesto de oro previamente desconocido para los químicos. Los resultados de su estudio se publicaron en la procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .
Un telurito de oro con la fórmula química AuTe. 2 muestra una alta modulación en las posiciones de los átomos de oro y telurio en sus cristales. Esto significa que la red cristalina de calaverita no puede explicarse por la ley de Haüy, que describe los cristales de la mayoría de los minerales. La calaverita y otros cristales inconmensurables han sido durante mucho tiempo un misterio para los cristalógrafos. En los 1970s, Los científicos encontraron una manera de describir sus estructuras utilizando el espacio 4-D en lugar del espacio 3-D habitual en sus cálculos. Sin embargo, Los investigadores no han tenido ni idea de las razones del extraño comportamiento de los cristales de calaverita.
Equipos de investigación del Instituto RAS de Física del Metal (dirigido por el profesor Sergey Streltsov), la Universidad de Colonia (dirigida por el profesor Daniil Khomsky), Skoltech y el Instituto de Tecnología Física de Moscú (MIPT) (dirigido por el profesor Artem Oganov) descifraron el misterio de los cristales de calaverita inconmensurables, obteniendo conocimientos sobre los espectros electrónicos obtenidos en los experimentos y su capacidad superconductora creada por presión o aditivos.
"El razonamiento simple sugiere que el oro debería ser divalente en este compuesto de la misma manera que el hierro lo es en FeS 2 , conocido como "oro de los tontos". Cualquier químico entiende que el oro divalente es extremadamente inestable y tiende a volverse monovalente y trivalente. pero ahí está el problema:primero, 3+ es una valencia demasiado alta. Segundo, no hay forma de colocar oro monovalente o trivalente (asumiendo que existe en primer lugar) en la celosía triangular de calaverita con el patrón repitiéndose en cada dirección. Por lo tanto, la naturaleza dicta el compromiso cambiando suavemente la valencia del oro en el cristal. El entorno del telurio responde al cambio y esto da como resultado extrañas redes de cristal, "explica Sergey Streltsov
Los científicos también confiaron en la USPEX, un algoritmo evolutivo avanzado creado por Artem Oganov y utilizado intensamente por cristalógrafos de todo el mundo para predecir todos los telururos de oro estables conocidos y un nuevo telururo, AuTe, desconocido hasta ahora.
"Hay una gran historia detrás de la calaverita. Aparte de su marcado impacto en la fiebre del oro, el mineral ha sido un dolor de cabeza y una gran paradoja para los cristalógrafos durante décadas. Cuanto más profundizaste en ello, surgieron más preguntas nuevas. Nuestro equipo ha logrado entrelazar todas las rarezas de calaverita en un modelo simple, para que los experimentadores ahora puedan buscar el nuevo compuesto que predijimos, AuTe, que estoy seguro está lleno de nuevos acertijos, "dice el profesor de Skoltech y MIPT Artem Oganov.