Ученые впервые засняли на видео химическую связь между двумя атомами металлов

2 531

17 янв,

23:46

Они смогли пронаблюдать, как эта связь несколько раз распадалась и формировалась заново, а также подробно рассмотреть, как она менялась со временем.

Снимки того, как вела себя химическая связь между атомами рения

© Kecheng Cao, Stephen T. Skowron, Johannes Biskupek, Craig T. Stoppiello, Christopher Leist, Elena Besley, Andrei N. Khlobystov,Ute Kaiser/CC BY-NC 4.0/AAAS

ТАСС, 17 января. Ученые из Великобритании и Германии впервые сняли на видео то, как возникает связь между двумя атомами тяжелого металла рения. Также на видео попало то, как она разрывается или деформируется под действием соседних молекул. Снимки опубликовал научный журнал Science Advances.

"Насколько мы знаем, мы впервые проследили и сняли на видео формирование, эволюцию и разрушение химической связи на уровне отдельных атомов. Изучение связей между атомами тяжелых металлов крайне важно для химии, особенно для понимания магнитных, электронных и каталитических свойств тех материалов, в состав которых они входят", - прокомментировал результаты работы один из ее авторов, профессор Ноттингемского университета (Великобритания) Андрей Хлобыстов.

Почти все молекулы во Вселенной состоят из атомов, которые связаны между собой тремя разными путями. Они могут быть соединены прочными ковалентными или ионными связями, которые основаны на "обобществлении" или "экспроприации" электронов между двумя атомами, а также слабыми водородными связями.

Структура и свойства этих связей химики теоретически изучили достаточно давно, их предсказания в целом совпадают с тем, как эти реакции происходят в реальности. С другой стороны, в последние годы ученые начали использовать атомно-силовые микроскопы и другие приборы для того, чтобы получать фотографии реальных связей между атомами и проверять эти расчеты на практике.

В частности, три года назад физики из Японии и Швейцарии смогли впервые "пощупать" и измерить силу водородной связи с помощью атомно-силового микроскопа, молекулы угарного газа и ароматических углеводородов. Эти опыты полностью подтвердили предсказания теоретиков и исключили, что в формировании этой связи участвуют какие-либо неизвестные науке силы.

Атом в нанопробирке

Хлобыстов и его коллеги изучали еще один тип химических связей, которые объединяют атомы всех чистых металлов. Ее называют металлической, в целом эта связь напоминает взаимодействия между ионами, однако в этом случае в ее формировании участвуют не атомы с положительным и отрицательным зарядом, а облака электронов и положительно заряженных атомов.

Металлические связи, как отметил химик, почти не изучали в прошлом, в том числе и потому, что за подобными цепочками атомов крайне тяжело наблюдать. Дело в том, что их свойства сильно меняются в зависимости от того, какие другие соединения или вещества их окружают. Авторы статьи нашли остроумное решение этой проблемы, упаковав два атома рения в своеобразную защитную оболочку из углеродных нанотрубок.

"Нанотрубки помогали нам вылавливать атомы или молекулы и располагать их там, где нужно. В данном случае мы захватили два атома рения и соединили их друг с другом, сформировав молекулу Re2. Рений можно легко увидеть в атомный микроскоп – он намного темнее окружающих его легких атомов благодаря его большому зарядовому числу", - пояснил Хлобыстов.

Поместив подобную молекулу в "пробирку" из нанотрубки, ученые начали обстреливать ее пучками электронов, наблюдая при помощи трансмиссионного электронного микроскопа за тем, где находились атомы рения, а также как была устроена связь между ними. В результате они смогли проследить за тем, как менялось ее устройство по мере движения рения через нанотрубку, как она несколько раз распалась и затем заново сформировалась, а также подсчитать число пар электронов, которые участвовали в ее формировании.

Как оказалось, в этом процессе участвует четыре пары частиц, которые образуют четверную связь между атомами рения. За несколько мгновений перед распадом молекулы эти электроны вели себя совсем не так, как предсказывала теория. Эти сведения, как отмечают исследователи, помогут их коллегам уточнить каталитические свойства рения и найти ему другие полезные применения.

Источник: https://nauka.tass.ru/nauka/75...

По существу и без дипломатии. Свежий взгляд на старую проблему. Разрешима ли эта проблема в принципе: https://cont.ws/@bernardshaw17... - Божества, которым беззаветно поклоняются почти все жители планеты Земля

Пётр Толстой: нам плевать на Макрона. Убьём…

Французы в шоке, таким жёстким журналисты его ещё не видели. Впрочем, им не привыкать, в том числе и к реакции своих зрителей. Из раза в раз приглашать в эфир ведущего канала BFMTV и бр...

Почему Собчак пропала с радаров
  • pretty
  • Сегодня 08:29
  • В топе

КВАДРАТУРА   КРУГАЛистаю ленту новостей и думаю: «Чего-то не хватает, что-то в стране изменилось. А что?». И вдруг понял: нет Собчак. Пропала. Еще буквально пару месяцев назад ее фамилия обя...

Шчо вы к нам прысталы?!

- Какие мы вам братьтя, хто вам это сказал?! Мы сами по себе! А вы лизеты й лизэтэ. Вы понимаете, шо мы не хотымо з вамы жыты?! Мы хотим отдильно, без вас, сами по себе!- Понимаем. И по...

Обсудить
  • Безусловно, что это очень интересное событие в мире ученого сообщества. Но если вспомнить знаменитое четверостишье Омара Хайма, то тогда можно совершено иначе посмотреть на эту информацию: В качестве эпиграфа о цели и смысле жизни. В этом мире ты мудрым слывешь? Ну и что? Всем пример и совет подаешь? Ну и что? До ста лет ты намерен прожить? Допускаю. Может быть, до двухсот проживешь. Ну и что? То есть, а где здесь польза в познании Природы человека и цели его жизни на Земле? Слона снова никто не замечает. Самая большая загадка для материалистической науки так и остается нераскрытой. Детсадовские игры взрослых дядей и тёток с дипломами докторов наук и званиями профессоров и академиков продолжаются, несмотря на наличие самых современных средств, как для изучения микромира, так и для изучения макромира. А ларчик-то просто открывается. Но за это могут лишить всех регалий и званий и с позором изгнать из так называемого ученого сообщества. ТАБУ!!! Увы. https://cont.ws/@bernardshaw17/1559278 - 15 лучших афоризмов Омара Хайяма – мудрость через века
  • :thumbsup: