Химики впервые перестроили атомные связи в одной молекуле

Исследователи из Университета Сантьяго-де-Компостела в Испании, Университета Регенсбурга в Германии и IBM Research Europe несколько раз изменили одну молекулу с помощью небольшого напряжения.

Команда работала с веществом под названием 5,6,11,12-тетрахлортетрацен — C18H8Cl4 — это молекула на основе углерода, которая выглядит как ряд из четырех сотовых ячеек, окруженных четырьмя атомами хлора.

Ученые добавили материал к покрытому соляной коркой куску меди: в результате вместо атомов хлора остались возбудимые атомы углерода.

Два из этих электронов изменили общую сотовидную форму молекулы. Вторая пара также стремилась объединиться не только друг с другом, но и с любым другим доступным электроном.

Обычно такая структура была недолговечной, поскольку оставшиеся электроны быстро объединялись в пары. Но исследователи обнаружили, что эта конкретная система была необычной.

Команда использовала напряжения от электрошокера размером с атом, чтобы заставить одну молекулу соединить эту вторую пару электронов таким образом, что четыре ячейки были смещены в так называемом изогнутом алкине.

При встряхивании эти электроны соединяются по-другому, искажая структуру в циклобутадиеновое кольцо. Затем все возвращалось в исходное состояние с помощью импульса электронов.

Команда смогла превратить молекулу в различные формы или изомеры, используя точные напряжения и токи. В результате они узнали больше о поведении ее электронов, а также о стабильности и предпочтительных конфигурациях органических соединений.