Открытие новых химических связей – очень редкое, даже немыслимое событие в профессиональной деятельности. Недавно группе японских ученых посчастливилось совершить выдающийся подвиг, подтвердив существование одноэлектронной ковалентной связи углерод-углерод, тем самым подтвердив гипотезу, выдвинутую столетие назад.
Ковалентные связи, при которых два атома соединяются друг с другом путем обмена парой электронов, составляют основу большинства органических соединений. В 1931 году лауреат Нобелевской премии Лайнус Полинг предположил, что ковалентные связи, образованные одним неспаренным электроном, могут существовать, но эти связи могут быть намного слабее, чем стандартные ковалентные связи с парой электронов. С тех пор наблюдались различные одноэлектронные связи, но ни разу в углероде или водороде. Поэтому поиск связей между атомами углерода, имеющими общие электроны, уже давно озадачивает ученых.
Недавно группа ученых из Университета Хоккайдо выделила соединение, в котором два атома углерода имеют общий электрон в очень стабильной ковалентной связи, называемой сигма-связью. Подробности открытия описаны в журнале .
«Понимание природы одноэлектронной сигма-связи между двумя атомами углерода имеет решающее значение для дальнейшего понимания теории химической связи и нового понимания химических реакций», — объясняет профессор Юсуке Исигаки с факультета химии Университета Хоккайдо, один из авторов исследования,в пресс-релизе.
Одноэлектронные связи образуются при окислении производных гексафенилэтана, содержащих вытянутые ковалентные связи между двумя атомами углерода, в присутствии йода. Результатом реакции является образование темно-фиолетовых кристаллов йодистой соли.
Команда использовала рентгеновский дифракционный анализ для изучения кристаллов и обнаружила, что атомы углерода расположены очень близко друг к другу, что указывает на существование одноэлектронных ковалентных связей между атомами углерода.
Обратите внимание: Быстрая и прочная связь между мозгом и кишечником может привести к возникновению нового «шестого чувства».
Затем они подтвердили это с помощью химического анализа, называемого рамановской спектроскопией.«Эти результаты предоставляют первые экспериментальные доказательства существования одноэлектронной ковалентной связи между углеродом и углеродом, что может проложить путь к новым разработкам в химии для этого редко изучаемого типа химической связи», — сказал ведущий автор Такуя Симаджири в Токийском университете.
Изучение широкого спектра химических связей
В своем исследовании ученые объяснили, что они провели кристаллографический анализ молекулы с помощью дифракции рентгеновских лучей, чтобы понять структуру кристаллов. Проецируя разные типы света на разных длинах волн, команда обнаружила, что атомы углерода расположены очень близко друг к другу. Исследователи говорят, что такая близость предполагает существование стабильной одноэлектронной связи. Затем они подтвердили свои наблюдения с помощью рамановской спектроскопии.
«Очень редко можно найти молекулы с новыми типами связей», — говорит Генри Рзепа из Имперского колледжа Лондона. Он называет исследование Шимаджири и его команды «важным открытием», которое открывает путь к новым семействам молекул. Теперь Шимадзири и его команда планируют сделать следующий шаг – выяснить природу этой ковалентной связи. «Наша цель — изучить широкие связи, которые еще не обнаружены», — заключает Симаджири.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Открытие нового типа химической связи — очень редкое, даже немыслимое событие в профессиональной деятельности.