Химици пренаредиха атомните връзки в една молекула за първи път
Ако химиците правеха коли, те щяха да изпълнят една фабрика с автомобилни елементи, да я подпалят и най-после да претърсят останките за части, които незадълбочено наподобяват автомобилните.
Когато си имаме алъш-вериш с автомобилни елементи с размерите на атоми, сходен метод е изцяло подходящ. Въпреки това химиците се стремят да сведат отпадъците до най-малко и да създадат реакциите надалеч по-прецизни.
Сега откриватели от Университет Сантяго де Компостела в Испания, Регенсбургския университет в Германия и IBM Research Europe направиха забележителен напредък в областта на химичното инженерство. Те принудиха една-единствена молекула да претърпи поредност от трансформации само и единствено благодарение на напълно малко електричество.
Обикновено химиците реализират точност при реакциите, като трансформират параметри от порядъка на pH и даже прибавят или отстраняват наличните донори на протони, с цел да управляват метода, по който молекулите биха могли да споделят или да разменят електрони, с цел да образуват връзки.
„ Посредством тези способи обаче изискванията на реакциите се трансформират дотам, че главните механизми, ръководещи селективността, постоянно ни се изплъзват “, пишат откривателите в своя отчет, оповестен в Science.
С други думи, доста е мъчно да се извършат прецизни измервания на нещата, които се случват във всяка една връзка.
Ето за какво учените вземат решение да трансформират това. Те стартират своите опити със субстанция, наречена 5,6,11,12-тетрахлоротерацен (с формула C18H8Cl4) – това е основана на въглерода, която наподобява на медена пита с четири хлорни атома (по 2 от двете ѝ страни), надвиснали над нея като гладни пчели.
След като вкарват тъничък слой от този материал в студено и покрито със сол парче мед, откривателите съумяват да прогонят хлорните „ пчели “. Така те получават няколко възбудени въглеродни атоми, придържащи се към несвдоени електрони в едни свързани между тях структури.
Източник: Alabugin & Hu, Science, 2022
Два от тези електрона в някои от структурите се свързват между тях и надлежно трансформират формата на молекулата, наподобяваща медена пита. Втората двойка също взема решение да се сдвои – само че освен между тях, само че и с който и да е различен електрон, който се изпречи на пътя ѝ.
Обикновено сходна конструкция би имала много временен живот. Учените обаче откриват, че тази съответна система изобщо не е елементарна. След като подават напълно малко електричество към нея, те съумяват да принудят една-единствена молекула да се свърже с тази въпросна втора двойка електрони по подобен метод, че четирите кафези се разбъркват и образуват деформиран алкин.
Ако бъдат разбъркани малко по-енергично, тези електрони се сдвоят по по-различен метод и изкривяват формата на структурата дотам, че тя към този момент наподобява на циклобутадиенен пръстен.
Накрая всеки един от тези артикули се връща в истинската си форма чрез подтик от електрони – в подготвеност да се трансформират още веднъж по команда.
Сега, когато учените могат да принудят една-единствена молекула да одобри разнообразни форми (или изомери) благодарение на съответно количество електричество, откривателите биха могли да научат повече за държанието на електроните и стабилността на съответни конфигурации от органични смеси.
Впоследствие те биха могли да намерят подобаваща катализатор, който да провокира широкомащабна реакция, която да тласне безчет молекули в една съответна посока и надлежно – да направи реакцията доста по-конкретна.
Изследването е оповестено в Science.
Източник: Science Alert
