Legături chimiceÎn lumea moleculelor cu cât mai mulţi electroni sunt schimbaţi, cu atât mai strânse vor fi legăturile care se formează. Cele mai detaliate imagini care redau legături chimice ale unei molecule arată clar ceea ce modelele la scară largă au presupus mult timp.

 

 



Şi anume: cu cât mai mulţi electroni schimbă doi atomi, cu atât mai scurtă este legătura. Legăturile care sunt mult mai dense în electroni apar de asemenea mai strălucitoare în imaginile recent surprinse.

În cadrul unei molecule atomii pot contribui cu unul sau mai mulţi dintre electronii lor ultraperiferici într-o legătură covalentă. Tăria unei legături chimice  este un factor important în estimarea structurii moleculare, stabilităţii și reactivităţii acesteia. Această tărie este determinată de numărul de electroni schimbaţi: doi, patru sau șase electroni.

 

Imaginile noi obţinute cu ajutorul unui microscop de forţă atomică (un instrument care poate descrie topografia suprafeţei, utilizând interacțiunea unui vârf cu suprafaţa de analizat) care a fost modificat, marchează primul moment în care oamenii de ştiinţă au fost capabili să observe diferenţele fizice reale dintre aceste tipuri de legături. Acest lucru ar putea conduce la o înţelegere mai temeinică a reacţiilor chimice şi ar putea ajuta, de asemenea, cercetătorii să determine mărimea moleculelor pentru a le putea utiliza pe post de componente electrice în cadrul unor circuite mici.

"Am văzut legături  înainte, dar nu am putut  să facem diferenţa între legături", afirmă Leo Gross de IBM Research din Zurich, Elveția. "Acum putem contura un tablou al acestor diferenţe foarte mici existente între diferitele legături. Acest lucru este foarte interesant pentru mine".


Portretul unei molecule de fulerenă

În 2009 Gross şi colegii săi au realizat primele imagini în care erau redate pentru prima dată legăturile specifice dintre atomii unei molecule. Ei au folosit un tip de microscopie cu forţă atomică în care un vârf vibrator asemeni vârfului unui ac este baleat pe o suprafaţă şi diferențele de frecvenţă de vibraţie datorate prezenţei  electronilor subiacenţi sunt  înregistrate în zone diferite. Rezultatul a fost obţinerea unei imagini a legăturilor de carbon cu atomii de hidrogen care alcătuiesc molecule întinse pentacene.

Dar deşi echipa a observat că unele legături arătau mai strălucitoare şi mai lungi decât altele, membrii ei nu erau siguri dacă ceea ce vedeau erau diferenţe fizice reale sau doar efecte rezultate în procesul de scanare.

De data aceasta ei au folosit aceeaşi tehnică pentru imagistica fulerenelor, molecule alcătuite 60 din atomi de carbon fiecare. Ei au creat de asemenea figura a două molecule plate, hexabenzocoronene şi DBNP, care au fost sintetizate special pentru imagistică.

Simetria structurală în aceste molecule care conţin carbon permit cercetătorilor să realizeze o distincţie reală a diferenţelor regăsite în  legăturile din efectele de fundal cauzate de metoda imagistică.

În plus faţă de diferenţele de luminozitate, Gross şi colegii săi au constatat că legăturile care sunt mai electron dense par mai scurte decât legăturile care au în comun electroni mai puţini chiar dacă este vorba numai de câţiva picometrii sau de 10-12 dintr-un metru.


Tranzistorul molecular

Gross este interesat în mod deosebit de tehnica de imagistică pentru a cerceta răspunsul la unele întrebări fundamentale despre tipul de legături care influenţează proprietăţile unei molecule. De exemplu, întrebări cum ar fi: "Ce se întâmplă cu restul de legături dintr-un lanţ de inele de carbon dacă ataşăm un atom de hidrogen la sfârşit?" sunt foarte dificil de soluţionat dacă nu putem rezolva mici diferenţe dintre legături.

Rezultatele ar putea fi, de asemenea, aplicate în electronica moleculară, care posibil va deveni în viitor o versiune a electronicii în care moleculele singulare servesc drept tranzistori şi comutatori.

"Capacitatea de a determina proprietăţile fundamentale ale legăturilor chimice singulare ar putea afecta multe domenii relevante tehnologic" scrie Ruben Perez,de la Autonomous University din Madrid, Spania care nu a fost implicat în scrierea unui articol care a însoţit lucrarea.

 



Textul de mai sus reprezintă traducerea articolului first-images-of-chemical-bond-differences-captured, publicat de New Scientist. Scientia.ro este singura entitate responsabilă pentru eventuale erori de traducere, Reed Business Information Ltd şi New Scientist neasumându-şi nicio responsabilitate în această privinţă.
Traducere: Ecaterina Pavel

Write comments...
symbols left.
You are a guest ( Sign Up ? )
or post as a guest
Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.

Be the first to comment.