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Que si para los huevos de la mañana o para la fruta con limón, todos conocemos la sal de mesa porque, a presión ambiental, está bien caracterizada. Pero, cuando se le pone bajo altas presiones, surgen nuevos materiales que pueden contradecir las reglas más fundamentales de la química.
Artem Oganov, uno de los autores de este estudio realizado por investigadores de muchas partes del mundo, mencionó que cuando se abre un libro de texto y se lee que la existencia de cierto compuesto es imposible, resulta inevitable preguntarse “¿qué significa imposible?”. Lo que él explica es que, computacionalmente, se puede acomodar átomos en ciertas posiciones y en ciertas proporciones y, por tanto, computar la energía. Así que imposible significa que será mucha energía. “¿Qué tan alta será? ¿Habrá alguna manera de bajar esa energía y hacer a estos compuestos estables?”.
Si uno está en un laboratorio o en cualquier lugar junto a su salero, a una presión ambiental, el Cloro y el Sodio, compuestos químicos que conforman la sal de mesa, son perfectamente estables. Los libros de química dicen que el Cloro y el Sodio tienen electronegatividades diferentes (la electronegatividad es una medida para conocer la tendencia de un átomo para atraer un par de electrones y formar un enlace químico). Es decir, el Sodio tiene una carga de +1, mientras que la carga del Cloro es de -1. Esto significa que el Sodio está dispuesto a donar un electrón y el Cloro se muere por tomarlo, por lo que pueden formar un enlace y, por tanto, un compuesto iónico bien definido.
Estos autores lograron que los enlaces entre el Sodio y el Cloro violen las reglas de los libros de texto y que, aun así, sean termodinámica estables. Una vez formado el nuevo enlace, no importa a qué presión se encuentren pues permanecerá formado de manera indefinida. La química clásica prohíbe su mera existencia. Otra regla derrumbada por este trabajo es que se debe completar la regla del octeto. Esto es que los elementos ganen o pierdan electrones para mantener una configuración electrónica del gas noble más cercano, y así ser más estables.
Esta nueva investigación abre todo tipo de posibilidades, ya que se han cambiado puntos angulares de las reglas de la química. Además, da paso a que se generen nuevos materiales con propiedades exóticas y que incluso se pueda predecir las propiedades de un objeto nuevo, algo que ha comenzado a utilizarse mundialmente para descubrir material computacional.
Esta investigación demuestra que existen compuestos que violan la intuición química y pueden ser termodinámicamente estables, incluso en sistemas simples bajo condiciones nanoambientales. Las aplicaciones son en las ciencias planetarias, donde los fenómenos a altas presiones abundan. Además, podrá explicar por qué otras investigaciones a altas presiones han dado resultados que no se entendían.
Así que imposible no es algo absoluto. Este estudio ha demostrado que las reglas de la química pueden romperse porque "imposible" simplemente significa parcialmente imposible, y porque se pueden encontrar condiciones donde las reglas no sean permanentes.
Bibliografía: Artículo original en Science | Nota en ScienceDaily (de la que se tomó la declaración de uno de los autores) | Nota en el blog de Historias Cienciacionales