luckyea77 (luckyea77) wrote,
luckyea77
luckyea77

Ученые-химики подтвердили существование еще одного вида химических связей

В начале 1980-х годов ученые-химики выдвинули предположение о том, что в определенных переходных состояниях система, состоящая из одного атома легкого химического элемента, зажатого между двумя атомами тяжелых элементов, может быть связана не силами Ван-дер-Ваальса, а некой "колебательной" связью, возникающей в результате колебательных движений легкого атома. Однако, несмотря на то, что поисками такого вида химической связи занимались несколько групп ученых, эти поиски закончились неудачно из-за нехватки подтверждающих экспериментальных данных, что, в свою очередь, было обусловлено несовершенством и малой точностью исследовательских методов квантовой химии.

А недавно группа, возглавляемая Йорном Манцем (Jorn Manz), ученым из Свободного университета в Берлине и университета Шаньси в Китае, объявила о том, что им удалось собрать все необходимые теоретические и экспериментальные данные, демонстрирующие существование устойчивых колебательных связей. Все эти данные были собраны в ходе ряда экспериментов реакции бромоводорода (BrH) с бромом (Br), в результате которой получился радикал BrHBr. Ключом, который обеспечил успех экспериментов, стало использование в реакциях различных изотопов водорода, в частности мюония (Mu), полученного из массивного мюонного гелия.

В ходе экспериментов ученые составили своего рода карту, на которой было отражено распределение поверхностной потенциальной энергии системы, некого энергетического "пейзажа" со своими возвышениями и впадинами, и распределение так называемой энергии нулевых колебаний (vibrational zero point energy, ZPE). Классические химические связи образуются с целью максимально возможного снижения потенциальной энергии системы. Однако, при определенных условиях снижения потенциальной энергии не происходит, а вместо этого снижается количество колебательной ZPE-энергии, в результате чего химическая система стабилизируется не традиционной, а колебательной химической связью, на что и указали данные составленной карты.



Для определения значений энергий и других величин ученые использовали множество приемов из области квантовой химии. Изучение поведения атомов, как квантовых частиц, показало, что атомы тяжелых изотопов, сцепляющиеся в трехатомное соединение, удерживаются при помощи сил Ван-дер-Ваальса. Однако, сверхлегкий атом мюония, участвующий в химической реакции вместо одного из тяжелых атомов, приводит к кардинальному изменению всей картины, несмотря на увеличение общей потенциальной энергии системы, она, эта система, стабилизируется и удерживается посредством колебательной связи.

"Получив стабильный радикал BrMuBr, мы показали первую химическую систему, связанную при помощи колебательной связи" - рассказывает Манц, - "Собранные об этом радикале данные указывают на необычную изотопную природу этого химического соединения. И именно эта необычная природа может послужить объяснением некоторых экзотических эффектов, которые оставались непонятными для ученых по нынешний день".

Tags: химия
Subscribe
promo luckyea77 june 21, 2015 20:04 30
Buy for 10 tokens
В этой записи я буду давать ссылки на посты с лекциями и уроками в этом блоге: Учебные материалы и тесты: 11 ресурсов для бесплатного образования Проект "Лучшие кадры лучшей страны" Онлайн-курсы по высоким технологиям и инновациям Дистанционное образование в России (среднее профессиональное…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 2 comments