Los investigadores han sintetizado una estructura diminuta a partir de 32 átomos de oro. Este nanocluster tiene un núcleo de 12 átomos de oro rodeado por una capa de 20 átomos de oro adicionales. Como informan los científicos en la revista Angewandte Chemie , la estabilidad inusual de este grupo es el resultado de interacciones electrónicas con ligandos de amido y fosfina unidos a su superficie.

Agregados de algunos átomos de metal, conocidos como clústeres, se utilizan cada vez más en catálisis, biociencia, y nanotecnología. Desde el descubrimiento de una estructura piramidal de 20 átomos de oro, las "jaulas de oro" se han convertido en una nueva clase de agrupaciones con propiedades estructurales inusuales. Se predijo que un grupo de 32 átomos de oro debería ser muy estable y se parecería estructuralmente al fullereno C60. C60 es una esfera hueca formada por 60 átomos de carbono dispuestos en una estructura de anillos de 5 y 6 miembros, como las facetas de un balón de fútbol tradicional. Se prevé que los "fullerenos dorados" tengan un amplio espectro de usos potenciales, incluso como transportistas, etiquetas moleculares, y catalizadores.

Un equipo dirigido por Jun Li y Quan-Ming Wang (Universidad de Tsinghua, Beijing, China) ha logrado ahora una síntesis de un nanocluster hecho de 32 átomos de oro en solución. La síntesis implicó la reducción directa de precursores que contienen oro. La fórmula del compuesto es [Au ₃₂ (Ph ₃ PAG) ₈ (dpa) ₆ ] ⁺ [SbF ₆ ^- ] ₂ (donde dpa =2, Ligando 2'-bipiridilamido y Ph ₃ P =ligando de trifenilfosfina). La estructura consiste en una disposición de 12 átomos de oro en una jaula de 20 átomos de oro, descrita como Au12 @ Au20, que está protegida por ocho Ph ₃ P y seis ligandos dpa unidos a la superficie. Con una combinación de métodos analíticos y cálculos informáticos, los científicos pudieron determinar completamente la estructura:su geometría, sus relaciones de enlace químico, y su estructura electrónica.

El "núcleo dorado" del nuevo compuesto de racimo es un icosaedro hueco (una forma con 20 caras triangulares) hecho de 12 átomos de oro rodeado por una "capa" de 20 átomos de oro en forma de dodecaedro (una forma con 12 caras pentagonales ). Los enlaces entre la cáscara y el núcleo son muy fuertes. El ocho Ph ₃ Los ligandos P están unidos a ocho átomos de oro de la capa, formando las esquinas de un cubo. Los ligandos dpa están dispuestos de modo que sus puntos medios formen las esquinas de un octaedro. No están atados por sus grupos amido, sino a través de los dos átomos de nitrógeno en sus dos anillos aromáticos, cada uno de los cuales une dos átomos de oro.

"Las estructuras geométricas y electrónicas del cúmulo de oro dependen en gran medida de las interacciones con los ligandos, como lo confirman nuestros estudios de química cuántica, "afirman los investigadores." Los ligandos dpa, en particular, aseguran la estabilización eficaz del nanocluster de oro. Anticipamos que se puede generar una rica variedad de nanoclusters de metales de acuñación con la protección de ligandos amido ".

Andreas Schnepf y compañeros de trabajo de la Universidad de Tübingen (Alemania), Universidad de Howard (Washington, CORRIENTE CONTINUA., ESTADOS UNIDOS), y la Universidad de Missouri, Kansas City (EE. UU.) Informó de forma independiente la síntesis de un grupo que consta de 32 átomos de oro. Este estudio fue enviado a la revista Angewandte Chemie poco antes de que se recibiera el trabajo del equipo chino. Su ruta sintética simple produjo un compuesto de fórmula Au ₃₂ (R ₃ PAG) ₁₂ Cl ₈ (donde R =etilo, n-propilo, o grupo n-butilo), también con un núcleo de clúster Au32. En este caso, ocho iones de cloruro y doce ligandos de fosfina, cada uno equipado con tres cadenas de alquilo cortas (R3P), se unen a la superficie. Los investigadores observaron que el icosaedro de oro y el dodecaedro de oro están ligeramente distorsionados. The distortion results from the electronic structure and the electrical field within the cluster core (Jahn-Teller effect) as quantum-chemical calculations showed. The length of the alkyl chains did not influence the structure of the cluster.