Investigadores en China han reportado nueva evidencia que creen que finalmente resuelve un debate de larga data sobre la estructura del selenio raro. Su análisis estructural sugiere que las muestras depositadas en vapor consisten en barras de ocho en lugar de cadenas de átomos, pero otros investigadores no están convencidos de estos recientes hallazgos.
El selenio, perteneciente a la familia de los calcógenos, se descubrió por primera vez hace más de 200 años. Sus alótropos cristalinos están bien caracterizados, pero la forma amorfa es más controvertida, con evidencia de estructura tanto de anillo como de cadena en diversas condiciones. El azufre y el telurio, que se encuentran por encima y por debajo del selenio en la tabla periódica, adoptan el monómero S.8 anillos y t poliméricosnorte Disposición de cadena. Pero distinguir entre estas estructuras es difícil para el selenio utilizando técnicas convencionales.
El equipo chino, dirigido por el químico inorgánico Ding-Jiangxiu del Laboratorio Nacional de Ciencias Moleculares de Beijing, observó que los parámetros estructurales de las cadenas y anillos de selenio (como las longitudes y los ángulos de los enlaces) son tan similares que son difíciles de distinguir. . La composición del selenio inorgánico también depende de los métodos utilizados para su preparación, como la fusión o la deposición de vapor, escriben los investigadores. Trabajos anteriores de los investigadores estadounidenses Sabyasachi Sen y Karel Koviner señalaron que las cadenas predominan en las muestras de selenio fundido, pero la composición del selenio depositado en vapor, un componente clave de los detectores de rayos X, seguía siendo difícil de alcanzar.
El equipo de Xiao utilizó una combinación de técnicas analíticas para sondear la estructura molecular de las muestras depositadas en vapor. Luego, los investigadores compararon estos resultados con los picos espectroscópicos característicos de los alótropos de selenio cristalino: selenio monoclínico con Si ordenado.8 anillos y selenio trigonal con Si polimérico ordenadonorte cadenas – y descubrió que los espectros de deposición de vapor eran casi idénticos a los de la muestra monoclínica.
Con evidencia que apuntaba hacia la estructura de anillos, el equipo intentó determinar el origen de la confusión anterior, utilizando la teoría funcional de la densidad para investigar la formación de estructuras de anillos. Estos cálculos revelaron que los anillos tienen una energía conformacional baja pero pasan fácilmente a una estructura de cadena más estable en presencia de calor o luz. Los investigadores señalan que esto significa que algunas técnicas de caracterización, como la espectroscopia Raman, «pueden activar inadvertidamente el anillo durante el proceso de medición de la transferencia de cadena».
Para probar esta hipótesis, el equipo chino examinó muestras depositadas en vapor bajo una variedad de condiciones Raman, incluyendo baja potencia y altas temperaturas. Ancho de cadena característico de 251 cm.-1 Dominó en la mayoría de los experimentos pero, a medida que el equipo redujo la densidad de potencia y la temperatura, esta señal fue reemplazada por 254 cm.-1 Pico, que indica la estructura del anillo.
Sin embargo, Xiao y sus colegas creen que esta es la prueba definitiva de la forma de anillo, acusada de entrar en conflicto con la fácil transición en la estructura de cadena, pero Sen no está tan convencido.
Los experimentos se llevan a cabo con cuidado; Los resultados son sólidos, pero en mi opinión no son concluyentes», afirma. «Yo diría que el cambio que observan a -40°C se debe a la tensión térmica en las uniones del material».
‘Además, la diferencia entre 251 centavos-1 y 254 centavos-1 El nivel de señal para bandas tan anchas no es fácil a baja potencia o baja temperatura y me preocupa la repetibilidad de estas mediciones», añade.