Alcaluros

A las sales de los metales alcalinos se les suele asociar con un estado de oxidación +1 para el metal, sin embargo, un descubrimiento relativamente reciente demostró la existencia de sales cristalinas que contenían aniones de metales alcalinos, a los que se les llamó alcaluros. La historia de los alcaluros se remonta a 1960 con el estudio de la interacción de metales alcalinos con amoniaco líquido para producir electruros, que son soluciones que contienen un electrón solvatado. Aunque en estas últimas no se puede formar un alcaluro, se encontró que en otro tipo de aminas y éteres si era posible. En 1974 se reportó el primer compuesto caracterizado que contenía un anión de sodio. Este compuesto se obtuvo con el uso del criptando[2.2.2], que es un ligante macrocíclico capaz de estabilizar un catión de metal alcalino formando un ion complejo cuya carga se compensa ya sea con un electrón solvatado o con un anión M-, donde M es un metal alcalino. Hasta la fecha, hay pocos compuestos caracterizados que contienen un alcaluro, y sólo se ha logrado obtener las especies Na-, K-, Rb- y Cs-.

A pesar de que las sales de alcaluros sean pocas y a veces lábiles, su existencia no es sólo una curiosidad química. Una de las observaciones frecuentes al trabajar con este tipo de compuestos es que se descomponen fácilmente por reacciones redox entre el alcaluro y el criptando. Los alcaluros son agentes reductores muy fuertes, ya que pueden donar uno o hasta dos electrones de una sola vez para producir los cationes de metales alcalinos que son mucho más estables. El mecanismo por el que se descomponen los alcaluros consiste en la ruptura de los enlaces C-O y/o C-N de los criptandos o éteres corona. Esta propiedad es inconveniente si se desea trabajar con estas sustancias, pero ha resultado de gran utilidad en síntesis orgánica. Por ejemplo, los alcaluros se ocupan en bioquímica y biotecnología para polimerizar β-lactonas por la ruptura del enlace C-O del acilo para formar aniones o radicales. Sin embargo, una de las aplicaciones más extensas para este tipo de compuestos es la reducción de cationes metálicos para formar partículas nanoestructuradas. En la revista Chemistry of Materials de 2003 se reportó un artículo donde se ocupó una sal de sodiuro para formar una aleación de Y-Eu de tamaño sub-nanocristalino, a partir de la reducción de los cloruros de estos metales. Luego se usó agua con oxígeno disuelto para formar el óxido mixto de esta aleación. Para corregir el tamaño de las partículas y romper el aglomeramiento, se utilizó calentamiento a 1000°C, con lo que se obtuvo un tamaño de partícula nanoestructurado. Esta síntesis en particular fue de interés ya que las partículas de Y2O3:Eu tienen propiedades fosforescentes que se ocupan ampliamente en la industria de las pantallas de televisión. Con este método se lograron sintetizar partículas con casi un 100% de eficiencia de transformación de voltaje a luz fosforescente. La reducción de cationes metálicos con alcaluros para formar partículas nanoestructuradas podría constituir un método interesante, y con la creciente importancia de la nanotecnología podría ser un método viable para muchas otras aplicaciones. Sin embargo, es importante notar que aún no se conoce mucha de la química de los alcaluros, a pesar de que su descubrimiento ya fue hace más de tres décadas. Se necesita aún más conocimiento para determinar si los alcaluros pueden ser sustancias realmente útiles o si sólo serán otra curiosidad de la química.


Bibliografía

Shriver, D.F.; Atkins, P.W.; Langford, C.H. Química Inorgánica. Ed. Reverté.
Jerry L. Atwood, Jonathan W. Steed. Encyclopedia of Supramolecular Chemistry. Ed. CRC Press.
Zbigniew Grobelny, Andrzej Stolarzewicz, Barbara Morejko-Buz, Richard A. Bartsch, Kazuhiro Yamato, Fernando A. Fernandez, and Adalbert Maercker. Preparation and Decomposition of Potassium Alkalide-LipophilicCrown Ether Complexes in Tetrahydrofuran. The Journal of Organic Chemistry. 2002.
Zbigniew Grobelny, Andrzej Stolarzewicz, Barbara Morejko, Wojciech Pisarski, Adalbert Maercker, Andrzej Skibiski, Stanisaw Krompiec, and Jzef Rzepa. C−O and Not C−C Bond Cleavage Starts the Polymerization of β-Butyrolactone with Potassium Anions of Alkalide. Revista: Macromolecules. 2006.
Jennifer A. Nelson, Edward L. Brant, and Michael J. Wagner. Nanocrystalline Y2O3:Eu Phosphors Prepared by Alkalide Reduction. Revista: Chemistry of Materials. 2003.
http://www.cem.msu.edu/~rencsok/info/elealk.html