O cloro é um dos elementos ditos halogênios, grupo que inclui o flúor, o bromo e o iodo. Estes produtos químicos são conhecidos por sua desinfecção de desodorização de energia, sendo usados também em alguns medicamentos e processos industriais. A equipe diz que estes hiperhalogênios poderiam ser úteis nas indústrias em que grandes quantidades halogênios são necessárias para a produção de produtos de limpeza.
Alguns químicos e físicos abordam os halogênios em função de sua reatividade, uma característica que elementos de halogênios tem de se vincular a outros elementos ou compostos que contenham um elétron. O cloro, por exemplo, tende a ser emparelhado com o sódio, constituindo o sal de mesa. É como se o sódio "quisesse" doar um elétron, e o cloro "quisesse este elétron - o casamento perfeito.
"Halogênios só precisam de um elétron para alcançar a alergia plena", explica Puru Jena, professor emérito de física na Virginia Comonwealth University. Uma vez que o átomo pega um elétron e se torna estável, um íon negativo, a energia que ele ganha é medida pela sua afinidade eletrônica. Na tabela periódica, o cloro tem a maior afinidade eletrônica, medida em 3,6 elétrons-volt.
Parte do trabalho de Jena consiste em buscar novas classes de compostos com grande afinidade eletrônica.
Em 1962, o químico inglês Neil Bartlett constatou que hexafluoreto de platina reage com xenônio para produzir um composto de gás nobre. Os cientistas ficaram surpresos, porque o xenônio era um dos estáveis - ou "nobres" - que raramente reagem com outros elementos. Mais de uma década depois, dois cientistas soviéticos, Gennady Gustev e Alexander Boldyrev, demonstraram que uma grande classe de moléculas com um átomo de metal no centro e vários átomos de halogênio ao redor, semelhantes ao hexafluoreto de platina, possuía afinidade eletrônica maior do que o cloro. Estas moléculas foram denominadas superhalogênicas.
"Por exemplo: você poderia tomar um átomo de sódio e um átomo de cloro para formar uma molécula de cloreto de sódio e, em seguida, anexar um segundo átomo de cloro. Este composto então quer outro elétron, por causa do cloro extra", explica Jena. "De repente, a afinidade eletrônica, característica vista depois, torna-se quase um fator de dois maior que o átomo de cloro. Ele se torna um superhalogênio". São similares aos halogênios, entretanto, suas propriedades são melhoradas.
Para chegar aos resultados, os pesquisadores partiram da ideia de que eles poderiam forçar a afinidade eletrônica de um aglomerado ou uma molécula ainda maior, usando superhalogênios como blocos de construção no lugar de alogênios ao redor de um átomo de metal. O modelo teórico foi testado por meio de estudos experimentais conduzidos por Gerd Ganteför, da Universidade de Konstanz.
"Usamos o ouro como metal e o cercamos com dois superhalogênios de dióxido de boro, tendo um hiperhalogênio com uma afinidade eletrônica ainda maior", ressalta Jena. A afinidade de elétrons deste experimento foi de 5,7 eV. Os pesquisadores tentam agora construir um hiperhalogênio com quatro superhalogênios de dióxido de boro para atingir chegar a um hiperalogênico com10 eV.