I cluster in chimica sono aggregati di atomi o molecole che si uniscono per formare strutture a grappolo con proprietà intermedie tra molecole singole e solidi. A differenza delle molecole con una stechiometria specifica, la composizione dei cluster può variare in base alle condizioni di sintesi e tendono a fondersi e reagire con i gas dell’ambiente circostante.
Origine e tipi di cluster in chimica
Indice Articolo
Caratteristiche e applicazioni dei cluster
I cluster di metalli di transizione possono contenere diversi tipi di leganti come monossido di carbonio, alogenuri e idruri, arrivando a includere anche centinaia di atomi con una specifica disposizione atomica prevedibile. Queste caratteristiche conferiscono loro proprietà che possono essere sfruttate in reazioni chimiche o proprietà ottiche.
Classificazione dei cluster in chimica
# Atomici
I cluster atomici possono essere puri, composti da una singola specie atomica, o misti e vengono classificati in base al tipo di legame predominante, al numero degli atomi e alle proprietà elettriche e magnetiche. Le proprietà uniche dei cluster atomici, come la ferromagnetizzazione del manganese in contrasto con l’antiferromagnetismo dell’atomo singolo, li rendono utili come catalizzatori. # Molecolari
I cluster molecolari sono classificati in base alle forze che li tengono insieme, come i legami metallici, covalenti o ionici. Questi cluster possono presentare una vasta gamma di applicazioni in chimica, sfruttando le proprietà specifiche delle molecole che li compongono. In conclusione, i cluster in chimica rappresentano interessanti oggetti di studio con un’ampia varietà di applicazioni in diversi campi, dalla catalisi industriale alle proprietà magnetiche e ottiche.
Le Varie Tipologie di Legami Chimici
Ci sono diversi tipi di legami chimici presenti tra gli elementi chimici. Tra i principali possiamo citare i seguenti:
Legami di Van der Waals
Il legame di Van der Waals si verifica quando c’è un’attrazione tra dipoli elettrici indotti e una repulsione tra i nuclei degli elettroni delle configurazioni elettroniche chiuse.
Legami Metallici
Nel legame metallico si ha una condivisione di elettroni di valenza che sono a lungo e parzialmente direzionali.
Legami Ionici
I legami ionici sono caratterizzati da un’attrazione elettrostatica tra particelle cariche di segno opposto.
Metallo Carbonili
I metalli carbonili sono composti che contengono due o più metalli, generalmente di transizione, legati al monossido di carbonio. Alcuni esempi di composti carbonilici includono i Chini cluster e i composti metallorganici.
Di Alogenuri Metallici di Transizione
I composti che contengono alogenuri metallici di transizione sono composti principalmente da metalli come Zr, Hf, Nb, Ta, Mo, W e Re. Questi composti possono essere stabili alle alte temperature e hanno potenziale come catalizzatori.
Zeoball
Lo zeoball è una struttura esotica composta da 192 atomi con la formula [Sn36Ge24Se132]24–. Questo polianione rappresenta il più grande cluster discreto conosciuto, con pori sferici e zeolitici.
In conclusione, esistono varie tipologie di legami chimici, ognuno con caratteristiche e proprietà specifiche che li rendono unici all’interno delle reazioni chimiche.
