Las propiedades únicas del oro se pueden explicar en gran medida por la Teoría de la Relatividad de Albert Einstein, según han demostrado químicos de la Universidad de Heidelberg.
Algunas propiedades fundamentales en los metales de acuñación están predeterminadas en sus átomos. En sus investigaciones de carbenos de oro, plata y cobre, examinaron con este propósito átomos individuales de cada metal para poder comparar los tres elementos. Los resultados de esta investigación, dirigida por Bernd Straub, fueron publicados en las ediciones alemana e internacional de la revista Angewandte Chemie para la química aplicada y fundamental.
Las propiedades de los elementos químicos son recurrentes periódicamente, ya que los elementos relacionados poseen el mismo número de electrones en la capa exterior correspondiente y sólo se diferencian debido a las capas de electrones internos adicionales.
El cobre, la plata y el oro pertenecen a un grupo de elementos relacionados de esa forma. "La comparación de metal de cobre, metal de plata y metal de oro con sus numerosos átomos de metal vecinos nunca ha sido un problema, ya que los metales puros han existido desde hace miles de años", explica Straub, profesor e investigador en el Instituto de Química Orgánica.
Sin embargo, él y su equipo fueron capaces de determinar las diferencias de los átomos individuales, en una molécula, de otra manera idéntica, con la que los átomos de metal interactúan fuertemente con un átomo de carbono a través de dobles enlaces.
Los científicos de Heidelberg comenzaron sus investigaciones con carbenos de oro, que comprenden un doble enlace habitualmente inestable -por ser altamente reactivo- entre el carbono y el oro. Sin embargo, con el uso de un "truco" químico, el profesor Straub y su equipo encontraron una manera de obtener y aislar un complejo de carbeno de oro estable para fines de investigación.
En otros pasos lograron preparar y caracterizar un carbeno de cobre y un carbeno de plata con estructura por lo demás idéntica, a pesar de que estos dos compuestos eran mucho más sensibles y inestables que el carbeno de oro. Sin embargo, estos complejos permitieron a los científicos hacer una comparación detallada de los tres elementos del grupo de metales de acuñación - cobre, plata y oro - en la escala de una molécula.
A través de la cristalización del carbeno de plata particularmente inestable, fueron capaces de determinar la longitud del enlace entre la plata y el carbono con doble enlace a través de un análisis estructural de rayos x. Luego compararon esto con la unión más corta y fuerte entre el oro y carbono.
EFECTOS RELATIVISTAS EN LAS PROPIEDADES DEL ORO
A partir de sus observaciones, los investigadores concluyen que las propiedades del oro están determinadas fundamentalmente por los "efectos relativistas". Estos efectos entran en juego en la física cuando un fenómeno ya no se puede describirse como "clásico". En química esto se aplica a las propiedades de ciertos elementos.
Los efectos relativistas se derivan de la teoría de la relatividad de Albert Einstein con la conocida fórmula E = mc2 por el que Einstein estableció una conexión entre la energía, la masa y la velocidad de la luz. "De los elementos estables, los efectos relativistas predichos son más notables con el oro", dice el profesor Straub. Un ejemplo bien conocido es la notable diferencia de color entre el metal de oro amarillo y el metal de plata incoloro.
Bernd Straub explica que, debido a la atracción del núcleo de oro con carga positiva 79 veces, los electrones de oro con carga negativa alcanzan velocidades tan altas cerca de la velocidad de la luz (c) que movimientos adicionales de energía (E) no pueden aumentar considerablemente su velocidad. En su lugar, estos electrones aumentan su masa (m). Este efecto se ve en la capa electrónica más externa, que es activa y por lo tanto responsable del comportamiento químico, colores y propiedades de los metales de acuñación.
En el caso del oro, esto favorece un refuerzo de sus enlaces. Los compuestos de oro por lo tanto tienen más posibilidades, por ejemplo, de la activación de un triple enlace entre dos átomos de carbono. La comparación entre los elementos de acuñación de metal de oro, plata y cobre con el carbono del doble enlace en cada caso mostró que el comportamiento atómico de oro es más similar al cobre que a la plata, aunque la plata es su vecino directo en el sistema periódico.
Los resultados de la investigación de los químicos Heidelberg confirman que la teoría de la relatividad de Einstein no sólo jueganun papel crucial en la astronomía y los viajees espaciales con sus enormes distancias. Straub también hace hincapié en su importancia en el mundo de los electrones, los átomos y las moléculas.
