Cascada de protones en un sólido molecular

El movimiento de protones en el interior de espacios reducidos es un tema de gran interés en numerosas áreas de investigación. A pesar de que la mayoría de materiales empleados para el transporte y almacenaje de moléculas e iones suelen ser materiales porosos, se ha logrado obtener sustancias sintéticas no porosas capaces de ceder y capturar pequeñas moléculas, entre las cuales se encuentra el agua. Por otro lado, el transporte de protones implica la ruptura y formación de enlaces dentro del sólido, convirtiéndolo en algo más que un simple espectador. Este proceso, conocido como alambre de protones, se explica en base al mecanismo de Grotthuss. A pasar de su simplicidad conceptual, la mayoria de resultados se basan o necesitan el apoyo de cálculos teóricos. En este trabajo se presenta un polímero 1-D basado en manganeso y citrato. El ploímero esta formado por unidades [Mn4(citrato)4] propagadas a traves de unidades [Mn4(H2O)6]2+. La carga negativa de la cadena polimérica está compensada con unidades [Mn(H2O)5]2+ que cuelgan de ella y [Mn4(H2oO)6]2+ que se localizan entre las cadenas poliméricas. Asi pues el complejo consta, por monómero, de 21 moléculas de agua coordinadas y 9 libres alojadas entre las cadenas poliméricas. Este compuesto experimenta una pérdida de 3 moleculas de agua cuando se deja al aire a pesar de no presentar canales o poros en su estnructura. Cuando el cristal se expone a una atmósfera húmeda, estas tres moléculas de agua son reabsorbidas regenerando completamente la estructura inicial. Sin embargo, al llevar a cabo la rehidratación bajo atmósfera de D2O se ha observado un intercambio total de todos los H de las moléculas de agua (coordinadas y libres) por deuterio. Las estructuras antes y después del intercambio fueron caracterizadas por difracción de neutrones. Esto se explica gracias a la observación de cadenas de moléculas de agua unidas por puentes de hidrógeno que atraviesan la estructura completa. El desorden observado en los átomos de h