Trianguleno - Triangulene
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| Nomes | |
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Nome IUPAC preferido
Dibenzo [ cd , mn ] pireno-4,8-diil |
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| Identificadores | |
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Modelo 3D ( JSmol )
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| ChemSpider | |
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PubChem CID
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| Propriedades | |
| C 22 H 12 | |
| Massa molar | 276,338 g · mol −1 |
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Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). |
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| Referências da Infobox | |
O trianguleno (também conhecido como hidrocarboneto de Clar) é o menor polibenzenoide tripleto de estado fundamental . Existe como um biradical com a fórmula química C
22H
12. Foi formulada pela primeira vez pelo químico tcheco Erich Clar em 1953. Sua primeira síntese confirmada foi publicada na edição de fevereiro de 2017 da Nature Nanotechnology , em um projeto liderado pelos pesquisadores David Fox e Anish Mistry na Universidade de Warwick em colaboração com a IBM . Outras tentativas de pesquisadores japoneses tiveram sucesso apenas em fazer derivados de trianguleno substituídos.
Uma síntese de seis etapas rendeu dois isômeros de dihidrotrianguleno que foram então depositados em xenônio ou base de cobre . Os pesquisadores usaram um túnel de varredura combinado e um microscópio de força atômica (STM / AFM) para remover átomos de hidrogênio individuais . A molécula sintetizada de trianguleno permaneceu estável em condições de alto vácuo e baixa temperatura por quatro dias, dando aos cientistas bastante tempo para caracterizá-la (também usando STM / AFM).
[n] Triangulenos
O trianguleno, conforme definido no parágrafo anterior, é membro de uma classe mais ampla de [n] triangulenos, onde n = 1, 2, 3 etc. é o número de hexágonos ao longo de uma aresta da molécula. Assim, o trianguleno também pode ser referido como [3] trianguleno.
Teoria
Uma descrição de ligação forte dos orbitais moleculares de [n] triangulenos prevê que [n] triangulenos têm (n-1) elétrons desemparelhados, que estão associados a (n-1) estados de não ligação. Quando as interações elétron-elétron são incluídas, a teoria prevê que o número quântico total de spin S do estado fundamental de [n] triangulenos é S = (n-1) / 2. Assim, prevê-se que [3] triangulenos tenham um estado fundamental S = 1. A interação de troca intramolecular no trianguleno, que determina a diferença de energia entre o estado fundamental S = 1 e o estado excitado S = 0, é prevista como a maior entre todos os diradicais de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAH), devido à sobreposição máxima da onda função dos elétrons desemparelhados.
O spin do estado fundamental de [n] triangulenos pode ser racionalizado em termos de um teorema de Elliot H. Lieb , que relaciona, para uma rede bipartida, o spin do estado fundamental do modelo de Hubbard na metade do preenchimento ao desequilíbrio da sub-rede.
Experimentos
Até agora, as sínteses superficiais de ultra-alto vácuo de [n] triangulenos com n = 3, 4, 5 e 7 (o até agora maior homólogo de trianguleno) foram relatadas. Além disso, a síntese na superfície de [3] dímeros de trianguleno também foi relatada, onde a espectroscopia de tunelamento de elétrons inelástica fornece uma evidência direta de um forte acoplamento antiferromagnético entre os triangulenos. Em 2021, uma equipe internacional de pesquisadores relatou a fabricação de [3] cadeias de spin quânticas baseadas em trianguleno em uma superfície de ouro, onde assinaturas de fracionamento de spin e gap de Haldane foram observadas.