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Tema: Química
01:45:27Habla: Juan Carlos Gil
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Daniel MarínJuan Carlos GilFrancis VillatoroHéctor SocasGastón Giribetestructura teórica hexanitrógeno n6espectroscopía infrarroja bandas observadasfiguras artículo científico n6bromo molecular sustituye clorofotólisis elimina guarreerías muestraestructura n6 sin cloro bromoexperimentos isotópicos estructura n6nitrógeno 15 en el extremo n6isómeros n15 acidas combinadasproporciones bandas compatibles n6n6 molécula razonablemente pequeñamétodo csdt correlaciones electrónicas doblesrecursos computacionales empleados n6cálculos vinicio derroche ordenadorhexanitrógeno n6 simulaciones costosasccpvtz funciones base gaussianasdistribución electrónica molecular alta fidelidadniveles electrónicos perfiles de reacciónteoría funcional densidad híbridovinicio confirma simetría c2h n6isómero trans del hexanitrógeno n6orden de enlace sencillo 1 1 nitrógenosorden de enlace dos centrales casi 2orden de enlace intermedio 1 4 nitrógenosdistribución de carga en n6nitrógenos 2 y 5 compensan cargaanálisis topológico densidad electrónicamapa completo densidad electrónicamolécula de hexanitrógeno n6nitrógenos 2 y 3 rompiéndoseorden de enlace entre nitrógenos centralesenlace débil no siempre fácil rompern6 estable durante 35 milisegundosvida media n6 a 77 kelvininvestigador principal observa peliculilla transparentetécnicas teóricas calculan vida media n6n6 vida media milisegundos añostemperatura n6 kelvin añostnt acusado fabricación n6fabricación n6 difícilestabilidad n6 130 añosaplicaciones tecnológicas n6vídeo youtube periodic videosperiodic videos profesor químicapeter schreiber entrevista n6n6 análogo dicloro tricloruro nitrógenoesvástica brazos nitrógeno centraln10 posible enlace grupos acidan10 síntesis química sugeridaquímico sugiere existencia n10youtube algoritmo testeadosíntesis caracterización n6molécula nitrógeno más allá n2estabilidad inesperada molécula n6polinitrógenos neutros desafían estabilidadCCSDTJuan CarlosJuan Carlos Gilnitrógeno 15Gastón GiribetCl2hexanitrógeno (N6)YouTubeViniciosimetría C2HN3AG77 KelvinNatureWei Yu QianC2HPeriodic VideosPeter SchreiberN10CarbonoDioxígenoNitrógenoTNTKelvinCCPVTZ

N6 molécula razonablemente pequeña

Ep522: China a la Luna; Hexanitrógeno; Computación Cuántica; Espacios de Klein

4 de septiembre de 2025
7 momentos
Con
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Juan Carlos Gil comenta sobre los cálculos realizados para estudiar el hexanitrógeno (N6), expresando sorpresa por la cantidad de recursos computacionales empleados.

…eje de simetría C2 de 180 grados, un centro de inversión y un plano especular. Esto es muy difícil de visualizar, salvo que si te digo que es el grupo de la letra S mayúscula o de la Z mayúscula o del 5 de los displays estos de 7 segmentos, ¿no? Son 8, ¿vale? De hecho, la propuesta teórica del N6 ya era así y es como la que estoy mostrando en YouTube. Bueno, pues es como una Z o un 5 estirado un poquito, ¿vale? Y eso corresponde a estas cuatro; es congruente con estas cuatro bandas en infrarrojo, ¿vale? Esta figura que yo he mostrado de forma también aparece en las figuras 3 y 4 del artículo. Tenemos cuatro. bandas, ¿cómo las asociamos a esta estructura que no existe? Bueno, pues aquí ya se pegan la imaginación química y lo que, en fin, una de las cosas que me han gustado especialmente hasta cinco cositas se les ocurren. Primero, en vez de utilizar cloro molecular, utilizan bromo molecular y obtienen exactamente las mismas bandas, por lo tanto, nuestro culpable, nuestro asesino, no tiene ni cloro ni bromo, está claro, eso ya lo hemos quitado, por lo tanto, es una forma de saber que lo que sea, que ahí, lo que haya, no contiene aloje. Segundo, irradian la muestra con luz un poquito energética, visible con alto componente de violeta, de tal forma que todas estas guarrerías desaparecen porque son fotolábiles, sufren fotolisis, ¿vale? Lo que, bueno, pues es otra pista que acompaña a que estas bandas corresponden a algo que puede ser el N6, es algo nuevo, esto se ve bien en la figura 3 Tercero, siguiente paso, pues se meten con experimentos isotópicos, en vez de partir de una acida normal, parten de una acida con un nitrógeno 15, un isotopo en el extremo, de tal forma que al combinar dos acidas existen tres isómeros Los N15 en ambos extremos, los N15, los dos pegaditos en los nitrógenos 3 y 4 o en un extremo y en el centro y la molécula con N15 en el extremo y en el centro es el doble de probable que las otras dos, simplemente por dos combinaciones y así es, obtienen bandas con unas proporciones 1, 2 y 1, lo que es compatible de nuevo con este N6 Y cuarto, pues se pegan ya a la pasada con cálculos a vinicio, que yo no he visto tanto derroche de tiempo de ordenador ¿vale? El N6 es una molécula razonablemente pequeña, accesible y bueno, pues utilizan un método brutal: el método CCSDT utiliza correlaciones electrónicas completas hasta las dobles excitaciones e incluye las triples. Esto no, me río porque cuando yo estudié la carrera esto ni lo soñábamos, vamos. Incluye las correlaciones triples mediante de forma perturbativa y no solo eso, sino que el conjunto de bases, de funciones base que utilizan, que se llama CCPVTZ es brutal; por ejemplo, describe el nitrógeno con 30, 30 gaussianas, es un numerazo increíble. Esto te permite describir la distribución electrónica molecular con muy alta fidelidad: un método fabuloso, tremendamente costoso, con ello calculan los niveles electrónicos y los perfiles de reacción. Luego utilizan otra forma distinta para optimizar la geometría y el análisis vibracional; no lo voy a describir, es un híbrido de la teoría del funcional de la densidad. El caso es que con toda esta sopa de letras. de métodos a Vinicio confirman perfectamente las frecuencias del espectro, confirman la simetría C2H y confirman que el isómero del que estamos hablando, porque podría haber dos, podría haber cis y trans, ¿de acuerdo? Este y este, bueno, estoy intentando hacerlo con el modelo en YouTube, este con los dos ácidas hacia el mismo lado, os podéis imaginar que se molestan entre ellas, o sea, el más probable era el trans y así resulta ser Una vez que tienes los modelos a vinicio ya le puedes preguntar cualquier cosa, calculan por ejemplo el orden de enlace entre los distintos nitrógenos que resultan ser casi sencillo, 1 ,1 de orden de enlace entre los dos centrales, casi 2 entre los terminales e intermedio 1,4 entre los Centrales también la distribución de carga que resulta tener 0,2 unidades electrónicas positivas aproximadamente en los nitrógenos 2 y 5, que se compensan con los nitrógenos 4 y 3. Y los dos nitrógenos centrales son neutros. Y quinta técnica que usan: análisis topológico de la densidad electrónica. Calculan el mapa completo de densidad electrónica y obtienen que el talón de Aquiles, si queréis, de esta molécula, que es el Punto más probable donde se rompa es entre los nitrógenos 2 y 3 y 4 y 5, que curiosamente no corresponden al orden de enlace más bajo que estaba entre los nitrógenos centrales. Bueno, es complicado de explicar, pero que quede la idea de que en química un enlace débil no significa siempre fácil de romper. Alrededor de un enlace hay otros átomos, otras moléculas y nubes de electrones, ¿vale? Y existen rutas químicas que son inaccesibles y resulta que en este caso es más fácil romper los nitrógenos que tienen un orden de enlace un poquito superior. Calcula, de estas técnicas teóricas, no medidas, de estas técnicas teóricas calculan las vidas medias y resulta que a temperatura ambiente estiman que este N6 es estable durante 35, casi 36 milisegundos que por lo menos es compatible con el hecho de que la corriente de argón sea capaz de capturarlo antes de que se desmonte y a 77 Kelvin, este que ven, ven con sus ojos, lo cuenta el investigador principal, ve la peliculilla transparente, bueno, pues dice el método teórico, estima que tiene una vida media de 130 años, 130 años, vaya diferencia, ¿no? Valdría. O sea, de milisegundos a años. Fíjate, de 36 milisegundos a 130 años al pasar de 10 Kelvin a 77. Impresionante. Este comentario sobre el TNT lo tendré que quitar en la versión... ¿Por qué? Te lo demonetizo. No nos vayan a acusar de que estamos aquí diciéndole a la gente cómo fabricar N6. Chicos, si consiguen fabricar N6, que no ha sido fácil. Exacto. Como decíamos antes, buena suerte con eso, ¿no? Buena suerte, buena suerte. Sí, Gastón, el hecho de que aguante estos 130 años es una de las subidas de cejas que nos permiten soñar con las posibles aplicaciones tecnológicas de este bicho. Por cierto, hay un vídeo de YouTube en el canal. Periodic Videos es un profesor que ya tiene 77 años, delicioso, que cuenta cosas sobre química, en el que entrevistan o hacen, bueno, discuten el artículo, entrevistan a Peter Schreiber y por sugerencia del señor de 77 años que hace este canal él dice que este N6 podría ser un análogo del dicloro y por tanto igual que existe el tricloruro de nitrógeno él especula con la posibilidad de que tres de estos grupos acida, cada uno de ellos N3, se podría enlazar a un único nitrógeno central, una suerte de esvástica pero con tres brazos, con lo cual sería N10. Vamos mejorando el vídeo, estamos tocando todas las palabras clave para que nos hagan una inspección. Bueno, si no nos bajan este episodio en breve, es que algo nos están dando bien en la enseñanza. Estamos testeando el algoritmo de YouTube. El olfato químico de este señor sugiere que podría existir el N10 y por lo visto se lo han tomado en serio y están intentando sintetizarlo. Bueno, voy concluyendo porque es importante yo creo lo. ¿Qué cuenta este artículo? Primero, porque logra la síntesis y caracterización experimental de un al otro pó molecular neutro del nitrógeno, más allá del manido N2, que ha sido una aspiración teórica desde hace muchísimos años. Además, esta molécula tiene una estabilidad inesperada, lo que decíamos: 77 Kelvin podría almacenarse durante muchísimos años, lo cual es sorprendente y, desde luego, desafía la idea tradicional de que los polinitrógenos neutros deberían ser intrínsecamente inestables y explosivos. Luego, el trabajo es una delicia, es un Ejemplo brillante de depuración experimental, combina química eso en fase gaseosa, la técnica del atrapamiento criogénico y una caracterización espectroscópica brutal junto a un todo respaldado por unos cálculos cuánticos de muy alto nivel. Esto abre la…
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