Nel diario Natura pubblicato durante la notte, ricercatori dell'Imperial College, Londra ha segnalato un complesso di metalli di transizione con una disposizione geometrica degli atomi che era stata prevista nel 1893 dal vincitore del Premio Nobel del 1913.

Questo importante sviluppo nella chimica inorganica dimostra l'esistenza della geometria planare esagonale in un complesso di metalli di transizione con potenziale significato per la catalisi, sintesi, scienza dei materiali, fotofisica e chimica bioinorganica.

"Sei complessi di coordinate sono onnipresenti nella chimica di coordinazione. Sorprendentemente, Alfred Werner nelle sue ricerche seminali nel XIX e all'inizio del XX secolo, usando solo proprietà osservabili, stabilito l'esistenza di vari possibili isomeri per sei coordinazione e derivato tre geometrie proposte, ", ha affermato la coautrice di ANSTO, la dott.ssa Alison Edwards.

"Questi erano prismatici trigonali, in cui i sostituenti giacciono su due triangoli paralleli ai lati dell'atomo di metallo, ottaedrico in cui i triangoli paralleli non si sovrappongono (la geometria dominante) e una terza possibilità identificata era planare esagonale. Queste osservazioni della fine del XVIII secolo precedettero gli studi sulla diffrazione dei raggi X di 20 anni e Werner ricevette il premio Nobel per i suoi studi l'anno dopo che Laue ricevette il premio Nobel per la sua osservazione della diffrazione dei raggi X da parte dei cristalli.

I ricercatori hanno suggerito che la loro scoperta avrebbe il potenziale per introdurre nuovi principi di progettazione per complessi di metalli di transizione con implicazioni nelle scienze fisiche e biologiche.

I dati del diffrattometro Koala Laue dell'ANSTO hanno verificato l'ambiente di coordinazione piramidale esagonale di un complesso di sette nichel coordinato strettamente correlato al complesso planare esagonale che ha un atomo di palladio circondato da tre idruri e tre atomi di magnesio.

Tutta la spettroscopia, Cristallografia a raggi X e calcoli teorici, utilizzato per caratterizzare le strutture, sono state fatte all'Imperial College.

Il gruppo ha identificato la possibile posizione degli idruri all'inizio del loro lavoro dalla densità elettronica apparente durante la modellazione della struttura dai dati di diffrazione dei raggi X.

"Il mio collega Mark Crimmin ha verificato con attenzione questa nuova geometria di coordinazione sondando come i diversi ligandi agiscono per stabilizzare questa disposizione notevole e precedentemente non osservata. Propone che i donatori sigma alternati e gli accettori sigma diano luogo a una disposizione elettronicamente favorevole.

"Gli esperimenti di diffrazione dei neutroni consentono di verificare che i nuclei di idrogeno si trovano dove suggerisce la densità elettronica dalla diffrazione dei raggi X. Gli esperimenti sono stati piuttosto impegnativi poiché i cristalli erano sensibili all'aria e all'umidità, quindi abbiamo utilizzato un'atmosfera di gas inerte di azoto a bassa temperatura per evitare che il campione L'esperimento di diffrazione di neutroni ha confermato che l'aggiunta di un altro ligando al complesso a sei coordinate spinge i sei ligandi coordinanti lontano dal piano metallico a cui si lega il nuovo ligando, mentre la matrice esagonale viene mantenuta."

"Sarebbe stato emozionante osservare gli idruri nel complesso di palladio planare esagonale con KOALA, ma, ad oggi, solo il relativo complesso di nichel è sopravvissuto al trasporto in Australia, " ha affermato Edwards. È stata un'opportunità eccezionale per il mio dottorando George Sackman, che è supervisionato congiuntamente da Richard Cooper presso l'Università di Oxford, di partecipare a questa ricerca e al finanziamento congiunto della sua borsa di studio da parte di Oxford Cryosystems, L'ANSTO e l'Università sono ringraziati".

Le organizzazioni che hanno collaborato includevano l'Imperial College di Londra, Università di Oxford e ANSTO.

"Con sei articoli di chimica di alto profilo nell'ultimo anno, l'aspirazione di KOALA ad essere una risorsa importante per gli studi cristallografici chimici di nuove strutture è ora una realtà, " disse Edwards.