Отиди на
Форум "Наука"
Last roman

Химията не е това, което беше...

Recommended Posts

Carbon seen bonding with six other atoms for the first time

Molecule

TEAR up that old textbook. A pyramid-shaped carbon molecule that contradicts one of the most basic chemistry lessons we learn at school has been studied for the first time. It contains a carbon atom that bonds to six other atoms instead of the four we have been told carbon is limited to.

Atoms form molecules by sharing electrons. Carbon has four electrons that it can share with other atoms. But in certain conditions, carbon can be stretched beyond this limit, says Moritz Malischewski, a chemist at the Free University of Berlin who synthesised and studied the molecule, called hexamethylbenzene.

Typically, this compound resembles a ship’s wheel, consisting of six carbon atoms arrayed in a hexagonal ring, with extra carbon-atom arms protruding from the ring’s outer edge. In an experiment in 1973, German chemists took away two of the compound’s electrons, and evidence suggested that the positively charged version then collapsed in on itself and formed a pyramid. In this arrangement, there are six electrons available to connect the top of the pyramid to the five carbons in the rest of the ring and the extra arm, Malischewski says. But no one double-checked the molecule’s shape, until now.

It is an unusual, unstable arrangement that exists only at low temperatures inside extremely acidic liquids. So Malischewski spent six months tinkering with a potent acid to produce the compound and derive a few milligrams of crystals that could then be viewed using X-rays.

The X-ray diffraction pattern showed the unmistakeable five-sided pyramidal shape (Angewandte Chemie, dx.doi.org/f3s9kw).

Quantum calculations and other experiments suggested a six-bond carbon atom was possible, but the crystal structure serves as photographic proof, says Dean Tantillo at the University of California, Davis. “It sheds light on the nature of bonding and the limits of our understanding of organic chemical structures,” he says.

“It is all about the challenge and the possibility to astonish chemists about what can be possible”

In normal temperature and humidity, the molecule would break down immediately, so it is unlikely to have any practical applications, such as producing new types of carbon nanotubes.

But Malischewski says he was just intrigued by the question of whether the molecule could even exist. “It is all about the challenge and the possibility to astonish chemists about what can be possible,” he says.

https://www.newscientist.com/article/mg23331084-900-carbon-seen-bonding-with-six-other-atoms-for-the-first-time/?utm_medium=Social&utm_campaign=Echobox&utm_source=Facebook&utm_term=Autofeed&cmpid=SOC|NSNS|2017-Echobox#link_time=1484212064

Share this post


Link to post
Share on other sites

Химици завързаха най-стегнатия "възел" в света (видео)

Новият молекулярен възел е най-сложният, описван някога. Той образува тройна оплетка, с железни йони (сребристосини) и хлорни йони (зелени) като опорни за формирането на "възела".

Вериги от въглеродни, водородни, кислородни и азотни атоми са оплетени заедно в тройна плетка, формирайки най-сложния молекулярен възел, описван някога. Това успяха да направят химици от Университета в Манчестър, съобщава Science News.

Доклад за експеримента е публикуван на 13 януари в списание Science.

Възелът е образуван от азотосъдържащи органохлорни молекули с обща дължина от 20 нанометъра, състоящи се от 192 атома.

Всяка точка в структурата е разположена една от друга на разстояние от 24 атома.

Според изследователите, те са успели да създадат най-сложния вариант на възел - келтския. Получената структура е създадена в резултат на самоорганизация на самостоятелно сглобяване - нишките се увиват около металните йони и така се формира пресечната точка.

1484318913_2_559x*.jpg

Екипът на Дейвид Лий (David Leigh) смесват заедно изграждащите елементи, съдържащи въглеродни, водородни, кислородни и азотни атоми с железни и хлоридни йони. "Трябва да ги нарежете, нагреете и те ще се самоорганизират," - разказва ученият. 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Създаден е метален водород при свръхвисоко налягане (видео)

Близо 100 години учените мечтаят да превърнат най-лекият от всички елементи, водородът, в метал.

И сега в зашеметяващ акт на съвременните алхимия, учени от Университет на Харвард най-накрая успяха да създадат малко количество от един от най-редките и вероятно най-ценните, материали на планетата, пише Independent

Статия за постижението е публикувана в списание Science.

Металният водород е създаден в  лаборатория при условия на екстремно високо налягане, по-голямо, отколкото това, което е в центъра на Земята, и свръхниска температура.

Използвайки два диаманта, между които е притиснат водорода, налягането е упражнявано, докато се достигне такава степен, че атомите да се уплътняват толкова, че да започват да споделят електрони. Споделеният облак от електрони означава, че е извършен преход към метално състояние, при което водородът започва да блести като метал и става електропроводим, обяснява изданието NewScientist .

1485514180_8_559x*.jpg

Авторите наричат резултата от експеримента "Светия Граал на физиката на високите налягания".

Металният водород теоретично може да направи революция в технологиите. Той ще позволи създаването на супермощно ракетно гориво, супербързи компютри, високоскоростни влакове и ултраефективни превозни средства и драстично усъвършенстване на почти всичко, включващо електричество. 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ето Гугъл превод на статията от английски   

Чрез Лия Crane

Метален водород е бил създаден в лабораторията за първи път, чрез изстискване на проба от елемента за натиск отвъд това, което съществува в центъра на Земята. Създаването на вещество първо прогнозира преди повече от 80 години един ден може да доведе до супербързи компютри или souped-нагоре ракетно гориво.

Двама учени от Харвардския университет, постигнати подвига използвайки диаманти да прокара твърд водород при ниски температури, докато атомите са толкова опаковани, че те започнаха да споделят електрони. Споделеното облак от електрони посочено преход в метално състояние, което водородът лъскава и електропроводим.

"Ако този експеримент е възпроизводими, тя решава експериментално една от основните нерешени проблеми в цялата физика", казва Джефри Макмеън в Washington State University в Pullman.

,

"На фундаментално ниво, ние сме за това, най-простият атомна система в периодичната таблица на елементите, така че ние бихме искали да се разбере, че системата и всички негови свойства", казва Исак Silvera в Харвардския университет, който направи пробив със своя колега Ranga Dias.
Landmark прогнози

През 1935 г., Юджийн Уигнър и Hillard Bell Хънтингтън прогнозира, че при налягане от 25 gigapascals (GPA), твърдо молекулярно водород ще се превърне в метал. От 25 GPa е налягане над 200 пъти, че в дъното на изкопа Мариана, че аргументът е невъзможно да се провери.

Както нашите познания за квантовия свят и неговото приложение към материалите подобрило, че праг налягане продължих нагоре, пребиваващи добре от всеки, на гама може да се създаде в лаборатория. По-новите изчисления на налягането за водород, за да отидат металик на между 400 и 500 GPa.

Когато Silvera и Dias успя да превърне водород металик, че е при налягане от 495 GPa, далеч отвъд 360 GPA на земното ядро.

Те са били в състояние да получи такова високо налягане чрез раздробяване на твърдо водорода между сплескан върховете на два синтетични диаманти. За да се предотврати диамантите от напукване, върховете бяха внимателно полирани за отстраняване на повърхностни дефекти, отопляеми да се премахне всички остатъчни вътрешни напрежения, и обвити в алуминиев оксид, изключително трудно съединение на алуминий и кислород, че водородът да не може да проникне през.

При относително ниско налягане, за сгъстен твърдо водород прозрачен. Тъй като компресията интензивно, тя започна да се върти непрозрачен и черно.

Но при 495 за GPA, водородът е лъскава и отразяващи, което показва, превръщането му в метал (въпреки че учените не могат да бъдат сигурни дали е твърдо или течно).
Графика на преход, включващ три вида водород, вариращи от изолационен до метален проводник
Водородът в преход

R. Dias и I.F. Silvera

"Това не е твърде изненадващо, че това се случва - Искам да кажа, това е било предсказано от теорията за 80 години - но това е хубаво, че те най-накрая го видял и сега те могат да започнат да получават повече количествени данни", казва Дейвид Ceperley в Университета на Илинойс в Урбана-Шампейн.

Учените прогнозират, че метален водород може да е със стайна температура свръхпроводник и би могла да съществува, след като е създаден, при нормални налягания. Това би означавало, че може да бъде потенциално би могло да се използва за направата на свръхпроводими проводници, които пренасят електроенергия на големи разстояния, без да разсейва всяко мощност. Екипът също спекулира, че метален водород е толкова енергия-гъста, че един ден може да се използва за създаване на ракетно гориво значително по-силен от всичко, което сме в момента - революционизира начина, по който да постави нещата в пространството.

Вестник справка: Наука, DOI: 10.1126 / science.eaal1579
 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Водата не е същата вода

Водната молекула се разглежда в две различни форми с почти идентични физични свойства. За първи път е възможно да се разделят двете форми и да се покаже, че те могат да проявят различни химични реактивоспособности. Докладват изледователи от университа в Базел и колегите им от Хамбург в списание Nature Communications.

Малко известно на молекулярно ниво е, че молекулата на водата може да съществува в две различни форми (изомери) - орто и пара. Иследването показва, че пара-водата с 25 % по бързо реагира от орто- водата.

За подробности тук:  http://www.chemie.de/news/1155407/wasser-ist-nicht-gleich-wasser.html https://www.unibas.ch/de/Aktuell/News/Uni-Research/Wasser-ist-nicht-gleich-Wasser.html

За англоговорящите: https://www.nature.com/articles/s41467-018-04483-3

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Всъщност това не са изомери в класическия химически смисъл. Става въпрос за т.нар. спин-изомерия. Двете форми са орто с паралелни спинове на протоните (или водородните ядра) и пара с не паралелни. Протонния обмен (а с това и смяната на спина) за всяка молекула протича под половин мс. Това значи, че практически за химията няма значение тази изомерия. Освен може би за процесите при леда, където обмена става понякога с месеци.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

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

Всяка помощ за нас е ценна и се надяваме с общи усилия да успеем да поддържаме това място на научни дискусии живо. Форум "Наука" е сред малкото активни форуми в България, изключително полезно и нужно място за свободна обмяна на мисли и знания.

baner_event_marco

За контакти:

×
×
  • Create New...