Придется переписать учебники: ученые раскрыли один из секретов углерода

Ученые впервые наблюдали молекулу с двумя атомами углерода, разделяющими один электрон, вопреки учебникам по химии. Недавно были обнаружены примеры атомов из разных элементов, разделяющих одноэлектронные ковалентные связи, но это первый случай, когда подобное наблюдалось между двумя атомами углерода. Учитывая важнейшую роль, которую углеродные связи играют в формировании жизни, новый способ их объединения имеет действительно огромное значение, которое намного превосходит большинство связей между атомами. Исследование опубликовано в журнале Nature, пишет IFLScience.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Ковалентные связи обычно включают пары электронов, которые делятся между двумя атомами, связывая их вместе. Иногда электроны образуют несколько ковалентных связей, что приводит к более трудному процессу разрыва связей.

Одноэлектронные связи были обнаружены между другими атомами, например, когда молекула фосфора теряет один из своих электронов, она не всегда распадается. Но такие связи обычно слабые. Открытие одноэлектронной связи между двумя атомами углерода, достаточно прочной для того, чтобы большая молекула оставалась вместе, позволит химикам исследовать серую зону между связанными и несвязанными состояниями.

Поскольку любая одноэлектронная связь между атомами углерода обязательно будет слабой, химикам нужно было найти способ стабилизировать молекулы, а не заставлять другие реакции разрушать их. При малейшей возможности атомы либо полностью потеряют связь, либо захватят проходящий электрон, чтобы сформировать традиционную ковалентную пару.

Химики сосредоточились на производных гексафенилэтана, которые, по их словам, образуют относительно стабильные карбокатионы и радикалы (атом или молекулу с неспаренным электроном). Эти молекулы имеют растянутую связь между двумя атомами углерода. Их производный продукт имеет оболочку из углеродных колец, окружающую связь между двумя атомами углерода, которая становится растянутой, пока не потеряет один из своих электронов. Обрабатывая обе стороны связи йодом различной концентрации, ученые получили монокристаллы, пригодные для измерений. Ученые говорят, что отличительная геометрия атомов внутри кристалла доказывает одноатомную связь, впоследствии подтвержденную спектроскопией.

По словам ученых, ковалентная связь является одной из важнейших концепций в химии, и открытие новых типов химических связей имеет далеко идущие последствия для науки. О том, что может существовать одноэлектронная связь между двумя атомами углерода, впервые предположил в 1931 году химик Лайнус Полинг, обладатель двух Нобелевских премий. Но в течение почти 100 лет такой связи ученые не могли увидеть.

По словам авторов исследования, выяснение природы одноэлектронных связей между двумя атомами углерода необходимо для более глубокого понимания теорий химических связей и обеспечит дальнейшее понимание химических реакций.

Как уже писал Фокус, огромные черные дыры загадочным образом заставляют звезды взрываться. Пока что неизвестный механизм, связанный со струями сверхмассивных черных дыр, вызывает больше взрывов новых.

Также Фокус писал о том, что на самом деле не все планеты являются круглыми и даже Земля — это не идеальная сфера.