Aquí hay uno interesante, y también un descubrimiento muy reciente. El carbono tiene cuatro electrones de valencia y, por lo tanto, forma hasta cuatro enlaces. Puede tener menos de cuatro (carbenos, por ejemplo), pero nunca puede tener más. Usar esos electrones internos de 1s es demasiado alta energía.
Muy recientemente (2015), la enzima nitrogenada, que cataliza la conversión de nitrógeno en amoníaco en las raíces de las plantas, finalmente se cristalizó y se determinó su estructura. Los científicos han estado discutiendo sobre cómo se ve el sitio activo durante décadas. Podían decir que contenía Fe y Mo, y qué aminoácidos lo rodeaban, pero más allá de eso estaban perplejos. Todo lo que se les ocurrió fue solo parcialmente correcto, o no se ajustaba a sus modelos, y por supuesto, nadie ha convertido el nitrógeno en amoníaco catalíticamente. *
Una vez que se determinó la estructura cristalina, en el medio del sitio activo de FeMo había un átomo de carbono con SEIS BONOS. ¡No es de extrañar que nadie pueda predecirlo!
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Ahora que sabemos que hay un átomo de carbono solitario, los científicos han podido determinar cómo funciona la nitrogenasa. En un punto del ciclo catalítico, el átomo de carbono tiene cuatro enlaces, pero cuando realiza la conversión de nitrógeno en amoníaco tiene seis. Con suerte, pronto podremos eliminar el proceso de Haber-Bosch, que utiliza toneladas de energía, y reemplazarlo con un sistema catalítico que imite la naturaleza.
* Hay un ejemplo de un compuesto de Mo que técnicamente puede catalizar la fijación de nitrógeno, pero solo tiene 6 pérdidas de balón. Por lo general, los catalizadores tienen pérdidas de balón en el rango de 10,000–100,000.
