Clatrato

  Un clatrato, estructura de clarato o compuesto de clatrato (del latín clathratus, "rodeado o protegido, enrejado") es una substancia química formada por una red de un determinado tipo de molécula, atrapando y reteniendo a un segundo tipo diferente de molécula.

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Un hidrato de clatrato es, por ejemplo, un tipo especial de hidrato donde la molécula de agua forma una estructura capaz de contener un gas. Un clatrato es, por tanto, un material con moléculas del tamaño conveniente, capturadas en los espacios que son dejados por los otros compuestos. El agua congelada puede crear celdas capaces de contener moléculas de gas, enlazadas mediante puentes de hidrógeno. Numerosos gases de bajo peso molecular (O₂, N₂, CO₂, CH₄, H₂S, Argón, Criptón, Xenón...) forman clatratos en ciertas condiciones de presión y temperatura. Estas celdas son inestables si están vacías, colapsándose para formar hielo convencional.

La historia de los compuestos de clatrato es relativamente reciente. Su estudio fue iniciado por P. Pfeiffer en 1927; en 1930, E. Hertel definió como "compuestos moleculares" a las sustancias descompuestas en los componentes individuales que seguían la ley de acción masiva en estado de solución o de gas. La investigación sobre los compuestos del clatrato se desarrolló a partir del análisis de la estructura cristalina de Powell quien, en 1945, empezó a utilizar la expresión "componente de clatrato" para para referirse a la estructura de inclusión de la hidroquinona. Aplicados a la separación de la parafina usando como anfitrión la urea y, adoptándose recientemente para complejos consistentes en una molécula del anfitrión (que forma el marco básico de la red) y una molécula del huésped (que se fije en la molécula del anfitrión por interacción).

Los complejos del clatrato son varios e incluyen, por ejemplo, la interacción de fuertes enlaces químicos entre las moléculas del anfitrión y las moléculas del huésped, o las moléculas del huésped fijadas en el espacio geométrico de las moléculas del anfitrión mediante una fuerza intermolecular débil. Los ejemplos típicos de los compuestos anfitrión-huesped son: compuestos de inclusión y compuestos de intercalación. Una molécula que ha sido muy investigada como anfitrión es el compuesto de Dianin (4-p-hidroxifenil-2,2,4-trimetilcromano).

Por un lado, se han empezado a investigar las posibles propiedades semiconductoras y superconductoras de los clatratos de silicio. Por otro, se cree científicamente que los fondos marinos han “atrapado” grandes cantidades de metano en configuraciones similares (clatratos de metano) y son lanzados repentinamente ya sea por efectos mecánicos o físicos (hipótesis del fusil de clatratos).

Referencias

• (en inglés)Nature.International weekly journal of ciences
• (en francés)Science et Vie, febrero 2006, Explication du rôle qu'auront les clathrates sur le réchauffement climatique futur