לראשונה בהיסטוריה, התגלה קשר פחמן-פחמן של אלקטרון אחד, מדענים חיפשו את הקשר הזה במשך זמן רב, ולבסוף הגיע לסיומו החיפושים שלהם. לפני כ-90 שנה הציע המהנדס הכימי האמריקאי לינוס פאולינג קונספט ייחודי. הוא הניח שיצירת קשר בין שני אטומים לא מצריכה בהכרח שני אלקטרונים או יותר, גם קשר קוולנטי עם אלקטרון אחד יכול להתקיים. באותה תקופה, לא הייתה לפולינג גישה לכלים הדרושים כדי לצפות בקשרים כאלה. התיאוריה שלו הוכחה ב-1998, כאשר מדענים גילו לראשונה קשר של אלקטרון אחד בזרחן.
עקבו אחרי הערוץ שלנו לחדשות האחרונות Google News באינטרנט או דרך האפליקציה.
מאז, קשרים כאלה נמצאו גם במימן וביסודות אחרים, אבל אף מדען לא נתקל מעולם בקשר פחמן-פחמן של אלקטרון אחד. עם זאת, צוות חוקרים מאוניברסיטת הוקאידו ביפן גילה לראשונה קשר קוולנטי של אלקטרון אחד בין שני אטומי פחמן. כמה מומחים רואים בתגלית זו נס.
שני אטומי פחמן נוטים ליצור קשרים עם שני אלקטרונים משותפים. קשרים קוולנטיים של אלקטרון בודד הם מאוד פעילים מבחינה כימית ופחות יציבים מכיוון שיש להם חוזק קשר נמוך. כל הגורמים הללו הופכים את הבידוד של אטומי פחמן הקשורים באלקטרון אחד למשימה קשה מאוד. זו הסיבה, "למרות שמספר מחקרים חלוציים דיווחו על קשרים של אלקטרון בודד בין הטרואטומים, עדויות ישירות לקשרים אלקטרון בודד בין אטומי פחמן נותרו חמקמקים", מציינים מחברי המחקר.
הדרך היחידה לעשות זאת היא ליצור תרכובת שיכולה לייצב את הקשר הזה. לשם כך ערכו מחברי המחקר תגובת חמצון של נגזרת ההקספנילטאן בעזרת יוד. נגזרת זו הכילה קשר קוולנטי זוג-אלקטרוני מוארך מאוד בין שני אטומי פחמן.
נוצרו גבישים סגולים כתוצאה מהתגובה. כאשר החוקרים השתמשו בדיפרקציה בקרני רנטגן כדי לחקור את הגבישים, הם הבחינו ששני אטומי הפחמן המוארכים חוברו יחד על ידי יצירת קשר קוולנטי של אלקטרון אחד ביניהם. תוצאות אלו אומתו עוד יותר באמצעות ספקטרוסקופיה של ראמאן, טכניקה המשמשת לחקר ההרכב המולקולרי וסידור החומרים. תוצאות ניתוח זה אישרו את נוכחותו של קשר C-C בעל אלקטרון אחד.
"לפיכך, תוצאות אלו מספקות את ההוכחה הניסויית הראשונה לקיומו של קשר קוולנטי פחמן-פחמן אחד, שצפוי לסלול את הדרך להמשך התפתחות הכימיה של סוג הקשר המעט שנחקר זה", אמר טקויה שימאג'ירי. , מחבר ראשון של המחקר ופרופסור חבר באוניברסיטת טוקיו
פחמן הוא המרכיב החשוב ביותר לחיים ולרוב הדברים התומכים בחיים על פני כדור הארץ. מהתאים בגוף שלך למכונית שאתה נוהג לאוכל שאתה אוכל, כמעט כל מה שאתה רואה ומשתמש מכיל פחמן.
מחקר זה חשוב מכיוון ש"הבהרת טבעם של קשרי הסיגמה האלקטרון האחד בין שני אטומי פחמן חשובה להבנה מעמיקה יותר של תיאוריות של קשרים כימיים ותספק תובנה נוספת לגבי תגובות כימיות", אמר יוסוקה אישיגאקי, אחד ממחברי המחקר. ופרופסור באוניברסיטת הוקאידו.
עם זאת, מחברי המחקר לא בטוחים שלמחקר שלהם יכולים להיות יישומים מעשיים, אבל הם מניחים ש"זה יהיה בספרי הלימוד".
אם אתם מתעניינים בכתבות וחדשות בנושאי תעופה וחלל, אנו מזמינים אתכם לפרויקט החדש שלנו AERONAUT.media.
קרא גם: