Glavni Novice Odkrita nova vrsta ultra močne kemične vezi

Odkrita nova vrsta ultra močne kemične vezi

Slika prikazuje vodno kapljico, ki visi z listov praproti. Vodikove vezi vežejo molekule vode med seboj, kar daje kapljici značilno obliko. Ampak oni

Slika prikazuje vodno kapljico, ki visi z listov praproti. Vodikove vezi vežejo molekule vode med seboj, kar daje kapljici značilno obliko. Vendar se zlahka zlomijo. Raziskovalci so pred kratkim odkrili obliko vodikove vezi, ki je tako močna, da je primerljiva s kovalentnimi vezmi, ki vežejo vodik in kisik skupaj v molekule vode v kapljici. (Avtorstvo slike: Louise Docker, Wikimedia Commons/CC BY 2.0)

Znanstveniki so pred kratkim odkrili popolnoma novo vrsto kemične vezi - in je veliko močnejša, kot ima pravico biti.

Nova vrsta vezi kaže, da ločnica med močnimi kovalentnimi vezmi, ki vežejo molekule skupaj, in šibkimi vodikovimi vezmi, ki nastanejo med molekulami in jih je mogoče prekiniti z nečim tako preprostim, kot je mešanje soli v kozarec vode, ni tako jasna kot predlagajo učbeniki za kemijo.

Pomislite nazaj na tisto srednjo šolo kemija razreda, in spomnili se boste, da obstajajo različne vrste vezi, ki povezujejo atomi skupaj v molekule in kristalne strukture.

Ionske vezi povezujejo kovine in nekovine v soli. Močne kovalentne vezi povezujejo molekule, kot soogljikov dioksidin vodo. Precej šibkejše vodikove vezi nastanejo zaradi elektrostatične vrste privlačnosti med vodikom in bolj negativno nabitim atomom ali molekulo, kar na primer povzroči, da se molekule vode med seboj privlačijo in tvorijo kapljice ali kristalni led. Ionske, kovalentne in vodikove vezi so razmeroma stabilne; ponavadi trajajo dlje časa in imajo učinke, ki so zlahka opazni. Toda raziskovalci že dolgo vedo, da je med kemično reakcijo, ko se kemične vezi tvorijo ali zlomijo, zgodba bolj zapletena in vključuje 'vmesna stanja', ki lahko obstajajo le majhne delčke sekunde in jih je težje opazovati.

V novi študiji je raziskovalcem uspelo ohraniti ta vmesna stanja dovolj dolgo, da so opravili podroben pregled. Odkrili so vodikovo vez z močjo kovalentne vezi, ki povezuje atome skupaj v nekaj podobnega molekuli.

Sorodno: Nobelova nagrada za kemijo: 1901-danes

Da bi to naredili, so raziskovalci raztopili spojino vodikovega fluorida v vodi in opazovali, kako vodik influoratomi medsebojno delovali. Atome fluora so privlačili vodikovi atomi zaradi neravnovesja pozitivnih in negativnih nabojev na njihovih površinah, kar je klasična struktura vodikove vezi. Vsak atom vodika je bil običajno stisnjen med dva atoma fluora. Toda ti sendviči so bili povezani z večjo močjo kot običajne vodikove vezi, ki se zlahka zlomijo. Atomi vodika so se odbijali naprej in nazaj med atomi fluora, pri čemer so tvorili vezi, tako močne kot kovalentne vezi in podobne molekulam, ki jih vodikove vezi ne bi smele tvoriti. Toda mehanizem nove vezi je bil elektrostatičen, kar pomeni, da je vključeval razlike v pozitivnem in negativnem naboju, ki določajo vodikove vezi.

Nove vezi so imele moč 45,8 kilokalorij na mol (enota energije kemične vezi), večjo od nekaterih kovalentnih vezi. Molekule dušika so na primer sestavljene iz dveh dušikovih atomov, povezanih skupaj z močjo približno 40 kcal/mol, glede na LibreTexts . Glede na knjigo ima vodikova vez običajno energijo približno 1 do 3 kcal/mol Biokemija .

Svoje rezultate so opisali v članku, objavljenem v četrtek (7. januarja) v reviji Znanost . V spremstvu Članek v znanosti sta Mischa Bonn in Johannes Hunger, raziskovalca z Inštituta Max Planck za raziskave polimerov v Nemčiji, ki nista sodelovala pri študiji, zapisala, da ta nenavadna vez zamegljuje jasne kategorije kemija .

'Obstoj hibridnega stanja s kovalentno vodikovo vezjo ne izpodbija le našega trenutnega razumevanja, kaj točno je kemična vez, ampak ponuja tudi priložnost za boljše razumevanje kemičnih reakcij,' so zapisali, 'kjer se pogosto sklicujejo na' vmesna reakcijska stanja '. le redko preučuje neposredno.'

Podobne vezi verjetno obstajajo v čisti vodi, so zapisali, ko se vodikov atom znajde stisnjen med dvema molekulama vode. Vendar se verjame, da te vezi obstajajo, vendar niso tako dolgožive, so zapisali raziskovalci. In nikoli niso bili dokončno opaženi.

Ta študija, so zapisali, bi lahko odprla vrata 'globljemu razumevanju močne vezi' in vmesnih reakcijskih stanj.

Zanimivi Članki