Yalnız karbon-elektron çiftlerinin ilk örneği ders kitaplarını yeniden yazabilir

Tek bir elektronu paylaşan iki karbon atomu içeren bir molekül, kimya ders kitaplarına meydan okuyan bir şekilde ortaya çıkarıldı. Tek elektronlu kovalent bağları paylaşan farklı elementlerin atomlarının örnekleri yakın zamanda rapor edilmiştir, ancak bu, iki karbon atomu arasında meydana gelen ilk durumdur. Karbon bağlarının yaşamın oluşumundaki merkezi yeri göz önüne alındığında, karbon bağlarının bir araya gelme şekli, atomlar arasındaki çoğu bağın çok ötesinde bir öneme sahiptir.

Kovalent bağlar tipik olarak iki atom arasında paylaşılan ve onları birbirine bağlayan elektron çiftlerini içerir. Bazen elektronlar birden fazla kovalent bağ oluşturur ve bu da bir şeyin kırılmasını özellikle zorlaştırır. Gerçek elbette daha karmaşıktır; her zaman öyle değil mi? Ancak bir yüzyıldan fazla bir süredir elektron çiftlerine ihtiyaç olduğu fikri büyük ölçüde doğru kaldı.

Tek elektron bağları diğer atomlar arasında bulunur; örneğin bir fosfor molekülü elektronlarından birini kaybettiğinde her zaman parçalanmaz. Ancak bu bağlar genellikle zayıftır. Büyük bir molekülü bir arada tutmaya yetecek kadar güçlü iki karbon atomu arasında tek bir atomun keşfi, kimyagerlerin bağlı ve bağlı olmayan durumlar arasındaki gri alanı keşfetmesine olanak tanıyacak.

Karbon atomları arasındaki herhangi bir elektronik bağın zayıf olması gerektiğinden, örnek arayan kimyagerlerin, diğer reaksiyonların onları yok etmesi yerine molekülleri stabilize etmenin bir yolunu bulması gerekiyor. En ufak bir fırsatta atomlar ya bağlarını tamamen kaybederler ya da geçen bir elektron kazanarak geleneksel bir kovalent çift oluştururlar.

Araştırmacılar, nispeten kararlı karbokatyonlar ve radikaller (eşlenmemiş elektrona sahip bir atom veya molekül) oluşturduğunu söyledikleri hekzafeniletan (HPE) türevlerine odaklandılar. HPE’ler iki karbon atomu arasında genişletilmiş bir bağa sahiptir. Ürünleri, bir karbon-karbon bağını çevreleyen ve elektronlarından birini kaybedene kadar gerilen bir karbon halkaları kabuğu içerir. Ekip, bağın her iki tarafını da farklı konsantrasyonlarda iyotla işleyerek; “X-ışını kırınım ölçümleri için uygun koyu mor tek kristaller.”

Yazarlar, kristal içindeki atomların farklı geometrisinin, daha sonra Raman spektroskopisi kullanılarak doğrulanan tek bir atom bağının varlığını kanıtladığını iddia ediyor.

Çalışmanın ortak yazarı Tokyo Üniversitesi’nden Dr. Takuya Shimagiri şunları söyledi: “Kovalent bağ kimyadaki en önemli kavramlardan biridir ve yeni kimyasal bağ türlerinin keşfi, kimyasal alanın geniş alanlarını genişletmek için büyük umut vaat ediyor.” Doğa Haberleri.

Santa Barbara’daki Kaliforniya Üniversitesi’nden Profesör Guy Betrand (bu çalışmanın yazarı değildir), fosfor atomları arasında tek bir elektron bağının varlığını gösteren bir ekibin parçasıydı. Nature News’a verdiği demeçte, yeni keşif için ilgililerin övgüsünü sunarak şunları söyledi: “Karbonla bir şey yaptığınızda, etki diğer elementlerden daha büyüktür.”

İki karbon atomu arasında tek bir elektronik bağın var olma olasılığı Önerildi 1931’de Linus Pauling tarafından. Pauling, iki Nobel Ödülü kazanan birkaç bilim adamından biri olarak onurlandırıldı, ancak aynı zamanda yanlış bir DNA modeli öne sürdü ve daha sonra yüksek dozda C vitamini teşvik ettiği için alay konusu oldu.

Henüz herhangi bir başvuru önerilmedi ancak ortak yazar Haikkaido Üniversitesi’nden Profesör Yusuke Ishigaki şunları söyledi; “İki karbon atomu arasındaki tek elektronlu sigma bağlarının doğasını açıklamak, kimyasal bağ teorilerinin daha derin anlaşılması için gereklidir ve kimyasal reaksiyonlara ilişkin daha fazla bilgi sağlayacaktır.” ifade.

Makale dergide yayınlandı doğa.