Descoperirea unui nou tip de legătură chimică super-puternică
Oamenii de știință au descoperit recent un nou tip de legătură chimică – mult mai puternică decât ceea ce este permis.
Noul tip de legătură arată că ruptura dintre legăturile covalente puternice, care leagă moleculele între ele, și legăturile slabe de hidrogen, care se formează între molecule și pot fi sparte de ceva la fel de simplu precum amestecarea sării într-o ceașcă de apă, nu este foarte clar. După cum sugerează manualele de chimie.
Gândește-te la acest liceu chimie clasa și vă veți aminti că există diferite tipuri de link-uri care leagă Atomi Împreună în molecule și structuri cristaline.
Legăturile ionice leagă metalele și nemetalele împreună pentru a forma săruri. Legăturile covalente puternice sunt legate de molecule precum Dioxid de carbon Si apa. Legături de hidrogen mult mai slabe se formează datorită unui anumit tip de atracție electrostatică între hidrogen și un atom sau o moleculă încărcată negativ, de exemplu, care determină atracția moleculelor de apă să formeze picături de cristal sau zăpadă. Legăturile ionice, covalente și hidrogen sunt toate relativ stabile; Au tendința de a persista perioade lungi de timp și efectele lor sunt ușor de observat. Dar oamenii de știință știu de multă vreme că, într-o reacție chimică, când se formează sau se rupe legături chimice, povestea este mai complexă și include „stări intermediare” care pot exista pentru fracțiuni de secundă și să fie mai dificile. Înștiințare.
În noul studiu, cercetătorii au reușit să păstreze aceste cazuri moderate suficient de mult timp pentru o examinare detaliată. Ceea ce au descoperit este o legătură de hidrogen cu puterea unei legături covalente, care leagă atomii împreună într-o formă asemănătoare unei molecule.
Legate de: Premiul Nobel pentru chimie: 1901 până în prezent
Pentru a face acest lucru, cercetătorii au dizolvat fluorură de hidrogen în apă și au observat cum a fost utilizat hidrogenul Fluor Atomii interacționează. Atomii de fluor sunt atrași de atomii de hidrogen din cauza dezechilibrelor din sarcinile pozitive și negative de pe suprafețele lor, care este structura clasică a unei legături de hidrogen. Fiecare atom de hidrogen tinde să fie intercalat între doi atomi de fluor. Dar aceste sandvișuri se lipeau mai puternic decât legăturile tipice de hidrogen, care se rup ușor. Atomii de hidrogen au sărit între atomii de fluor, formând legături puternice precum legăturile covalente și moleculare, pe care legăturile de hidrogen nu ar trebui să le poată forma. Dar noul mecanism de legătură a fost electrostatic, ceea ce înseamnă că a inclus diferențele de sarcină pozitivă și negativă care definesc legăturile de hidrogen.
Noile legături aveau o putere de 45,8 kcal per mol (o unitate de energie pentru legăturile chimice), mai mare decât unele legături covalente. Moleculele de azot, de exemplu, constau din doi atomi de azot legați între ei cu o forță de aproximativ 40 kcal / mol, conform LibreTexte. Potrivit cărții, energia legăturii de hidrogen este de obicei între 1 și 3 kcal / mol Biochimie.
Ei și-au descris concluziile într-un articol publicat joi, 7 ianuarie în revista Ştiinţă. În acompaniament Articol În revista Science, cercetătorii de la Institutul Max Planck pentru cercetarea polimerilor din Germania, Mischa Boone și Johannes Hunger, care nu au fost implicați în studiu, scriu că această legătură neobișnuită estompează categoriile evidente. chimie.
„Existența unei stări hibride legate covalent nu numai că conduce la o înțelegere actuală a ceea ce este exact o legătură chimică, ci oferă și o oportunitate de a înțelege mai bine reacțiile chimice”, scriu ei, deoarece există „stări de reacție intermediare” care sunt adesea invocate, dar rareori studiate direct.
Legături similare, au scris ei, ar putea exista în apa pură atunci când un atom de hidrogen devine prins între două molecule de apă. Cercetătorii scriu că el crede că aceste legături sunt prezente, dar nu durează mult. Și nu au fost niciodată observați concludent.
Acest studiu, scriu ei, ar putea deschide ușa către o „înțelegere mai profundă a legăturilor puternice” și a reacțiilor intermediare.
Publicat inițial pe Live Science.