Clúster (química)
conjunto de átomos o moléculas enlazadas que tienen un tamaño intermedio entre una molécula y un sólido masivo / De Wikipedia, la enciclopedia encyclopedia
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En química, un clúster,[1] cúmulo o rácimo (en inglés: cluster; en francés: agrégat atomique) es un conjunto de átomos o moléculas enlazados que tienen un tamaño intermedio entre una molécula y un sólido masivo. Los clústeres existen en diversas estequiometrías y nuclearidades. Por ejemplo, los átomos de carbono y de boro forman clústeres de fullereno y borano, respectivamente. Los metales de transición y los principales elementos de un grupo pueden formar clústeres especialmente robustos.[2] Los clústeres también pueden consistir únicamente en una cierta clase de moléculas, como los cúmulos de agua.
El término clúster fue acuñado por el químico estadounidense F.A. Cotton a principios de los años 1960 para referirse a los compuestos que tienen enlaces metal-metal. Se pueden definir como un compuesto de «un grupo de dos o más átomos metálicos donde están presentes, directa o sustancialmente, enlaces metálicos.»[3] Los adjetivos "nuclear" y "metálico" en relación con los clústeres se usan con diferentes significados. Por ejemplo, polinuclear se refiere a un clúster con más de un átomo de metal, independientemente de la identidad del elemento; y heteronuclear se refiere a un clúster con al menos dos elementos metálicos diferentes.
Los principales tipos de clústeres son clústeres «desnudos» (sin ligandos estabilizantes) y clústeres con ligandos. Los clústeres de metales de transición tienen como ligandos estabilizantes más comunes el monóxido de carbono, los halogenuros, los isocianuros, los alquenos y los hidruros. En los elementos principales de grupo los ligandos estabilizantes suelen ser hidruros.
Los clústeres de metales de transición están compuestos habitualmente por átomos de metales refractarios. En general, los centros metálicos con extensos orbitales d forman grupos estables debido a la superposición favorable de orbitales de valencia. Por ello los metales con un estado de oxidación bajo para los metales finales y estados de oxidación medios para los primeros metales tienden a formar clústeres estables. Los carbonilos metálicos polinucleares se encuentran generalmente en los últimos metales de transición con bajos estados de oxidación. La teoría de los pares de electrones esqueléticos de un poliedro, o reglas de cómputo de electrones de Wade, predice tendencias en la estabilidad y estructuras de muchos clústers metálicos. Las reglas ''mno'' de Jemmis han proporcionado más información sobre la estabilidad relativa de los clústeres metálicos.