Отиди на
Форум "Наука"

Открит е нов тип химична връзка


Recommended Posts

  • Глобален Модератор

вибрационна, разбира се доказана при доста екзотични условия:

vibrational-bond_1024.png?itok=SVyR2g0K
Chemistry students around the globe are pretty familiar with ionic, covalent, hydrogen, and van der Waals bonds, but a study has demonstrated the existence of one more: vibrational bonding. The phenomenon was first suggested over 30 years ago, but no evidence existed to support it, until now. Recent work with exotic isotopomers has been the key to finally explaining this peculiar interaction, whose qualities defy traditional chemical explanation. A description of the work was published in the journal Angewandte Chemie International Edition, with Donald Fleming from the University of British Columbia as lead author.

Elements are defined by the number of protons in each atom’s nucleus, though the number of neutrons can vary. These variations are called isotopes, and the respective difference in the atom’s mass influences a number of attributes, including bonding. The vast majority of elements have a number of stable and naturally-occurring isotopes (tin, for example, has 10), but exotic versions can be created in the lab. Beyond merely altering the number of neutrons, other subatomic particles can be added.

Muonium (Mu) is an exotic atom with an antimuon nucleus orbited by one electron, making it considerably lighter than the hydrogen isotope protium (1H), though they have similar chemical attributes. Muonium was involved in a 1989 experiment when vibrational bonding was first unwittingly observed. Reactions between muonium and bromine curiously decreased as temperature increased; the opposite of what normally happens. This did not happen when muonium reacted with chlorine or fluorine, however, so they were at a loss about what happened, and the technology needed to experiment further did not exist yet.

Though the muonium and bromine were expected to interact through van der Waals bonds, the authors of the new paper attempt to explain the odd relationship through the hypothetical vibrational bonding. Muonium, the three naturally-occurring hydrogen isotopes (1H, 2H, 3H), and a heavy hydrogen isotope were each reacted with bromine, with the researchers investigating the quantum mechanics of the interactions.

“The lightest isotopomer, BrMuBr, with Mu the muonium atom, alone exhibits vibrational bonding in accord with its possible observation in a recent experiment on the Mu + Br2 reaction,” the authors write in the paper. "Accordingly, BrMuBr is stabilized at the saddle point of the potential energy surface due to a net decrease in vibrational zero point energy that overcompensates the increase in potential energy.”

Essentially, when the super lightweight muonium is between two heavier bromines, it transitions between the two very rapidly, vibrating and bonding together the BrMuBr structure. This force lowers the total energy and explains why reactions would slow, even when temperatures increase. Future studies may explain if this bonding is limited to muonium and bromine, or can be seen with other elements with similar differences in mass.

"Our calculations on BrMuBr are the first clear evidence for the existence of this new type of bonding," co-author Jörn Manz from Freie Universität Berlin told phys.org. "In addition, they are the first indication that isotopic substitution can change the nature of chemical bonding in a profound manner. The different isotopomers of the radical we have studied and compared here have completely different structures, symmetries, and, most importantly, energetics and mechanisms of chemical bonding."

[Hat tip: Scientific American]

Редактирано от Last roman
Link to comment
Share on other sites

  • Потребител

Заглавието привлича внимание

и както обикновенно няма катеричка в бисквитите "катеричка".

симулация и изотопи, като за начало.

конклюжъна :

"The novel message of this communication is that isotopic substitution can change the nature of chemical bonding in
a profound manner, from vdW bonding to vibrational bonding. This discovery means entirely different structures
and symmetries and, most importantly, energetics and mechanisms of chemical bonding for different isotopomers of the
heavy–light–heavy system discussed here. This conclusion is supported by a mosaic of complementary experimental
results.[20–25] It should also help to stimulate searches for similar phenomena in other systems, including in similarly
weakly bound vdW or hydrogen bonded molecules.
"

aко сте много любопитни :)

fleming2014 Bonding Theory.pdf

Link to comment
Share on other sites

  • 2 месеца по късно...
  • Потребител

Според това, по-долу - май ... отдавна са известни тия сили :grin: , а новото е, че ги доказват?!

3.3. Дисперсионни сили. Диполните и индукционните сили имат електростатична
природа. Както показва опитът, сили на взаимно привличане действат същи и между
частици със сферично симетрично разпределение на заряда, каквото е характерно
например за благородните газове. Това взаимодействие се дължи също на електрични
сили, но вече не на електростатични. Такива сили се наричат дисперсионни, или сили на
Лондон. Произходът на дисперсионните сили се изяснява в квантовата механика, но с
помощта на класическата теория може да се създаде представа за тяхното възникване и да
се получи приближена формула за енергията на дисперсионно взаимодействие.
При обяснението на дисперсионното взаимодействие възниква следното
противоречие: от една страна се твърди, че дисперсионните сили имат електрична
природа, а от друга страна е известно, че молекули със сферично симетрично
разпределение на заряда не създават електрично поле. Противоречието се отстранява ако
се допусне, че молекулата представляват бързо въртящи се дипол, образуван от
положително ядро и отрицателен заряд, равен по големина на сумата от зарядите в
електронната обвивка на молекулата. При въртене този дипол създава променливо
електрично поле. Средната по време стойност на интензитета на това поле в произволна
точка ще бъде равна на нула, както е при молекула със сферично симетрично
разпределение на заряда. Но моментната стойност на интензитета периодино ще се
изменя. Това променливо електрично поле действа на съседните молекули. Така
възникват сили на привличане, които се наричат дисперсионни.
Съгласно елементарната теория средната потенциална енергия на взаимодействие
между две еднакви молекули със сферично симетрично разпределение на заряда е от вид

E дисп = -3/4* aлфа^2*I / r^6 ,

където α е поляризуемостта на молекулата, а I – потенциална на йонизация.
Дисперсионното взаимодействие възниква не само при молекули със сферично
симетрично разпределение на заряда, но и при произволни молекули.

Пълната потенциална енергия на взаимно привличане на молекулите е сума от
енергиите на диполно, индукционно и дисперсионно взаимодействие

Eр = Eдип + Еинд + Едисп
Всички потенциални енергии зависят по еднакъв начин от разстоянието. Поради
това потенциалната енергия на междумолекулно привличане може да се представи с обща
формула

Ep = - М/r^6,
М е константа, която се определя експериментално.
Оказва се, че при много вещества енергията на диполно и индукционно
взаимодействие е много по-малка от енергията на дисперсионно взаимодействие. Поради
това в болшинството случаи може да се счита, че пълната енергия на междумолекулно
привличане е равна на дисперсионната енергия.

пп. Не можах да намеря линк за текста, ама:

http://web.uni-plovdiv.bg/marudova/Mol_Phys/tema_10_ppt.pdf

Само това намерих ... :grin:

Link to comment
Share on other sites

  • 10 месеца по късно...
  • Глобален Модератор

Открит е нов тип водородна връзка:

NewHydrogen-bond_630m.jpg

An entirely new class of hydrogen bond that forms between a boron–hydrogen group and the aromatic, π-electron system of a benzene ring has been discovered. The non-classical B–Hπ bond can be seen in the gas phase locking together diborane and benzene with a strength comparable to the hydrogen bonds that hold water dimers together.

http://www.rsc.org/chemistryworld/2016/03/new-hydrogen-bond-non-classical-boron-aromatic-benzene

Link to comment
Share on other sites

Напиши мнение

Може да публикувате сега и да се регистрирате по-късно. Ако вече имате акаунт, влезте от ТУК , за да публикувате.

Guest
Напиши ново мнение...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Зареждане...

За нас

Вече 15 години "Форум Наука" е онлайн и поддържа научни, исторически и любопитни дискусии с учени, експерти, любители, учители и ученици.

 

За контакти:

×
×
  • Create New...