Доведеться переписати підручники: вчені розкрили один із секретів вуглецю

Вчені вперше спостерігали молекулу з двома атомами вуглецю, що розділяють один електрон, всупереч підручникам з хімії. Нещодавно було виявлено приклади атомів з різних елементів, що розділяють одноелектронні ковалентні зв'язки, але це перший випадок, коли подібне спостерігалося між двома атомами вуглецю. З огляду на найважливішу роль, яку вуглецеві зв'язки відіграють у формуванні життя, новий спосіб їхнього об'єднання має справді величезне значення, яке набагато перевершує більшість зв'язків між атомами. Дослідження опубліковано в журналі Nature, пише IFLScience.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Ковалентні зв'язки зазвичай включають пари електронів, які діляться між двома атомами, зв'язуючи їх разом. Іноді електрони утворюють кілька ковалентних зв'язків, що призводить до важчого процесу розриву зв'язків.

Одноелектронні зв'язки були виявлені між іншими атомами, наприклад, коли молекула фосфору втрачає один зі своїх електронів, вона не завжди розпадається. Але такі зв'язки зазвичай слабкі. Відкриття одноелектронного зв'язку між двома атомами вуглецю, досить міцного для того, щоб більша молекула залишалася разом, дасть змогу хімікам дослідити сіру зону між зв'язаними і незв'язаними станами.

Оскільки будь-який одноелектронний зв'язок між атомами вуглецю обов'язково буде слабким, хімікам потрібно було знайти спосіб стабілізувати молекули, а не змушувати інші реакції руйнувати їх. За найменшої можливості атоми або повністю втратять зв'язок, або захоплять прохідний електрон, щоб сформувати традиційну ковалентну пару.

Хіміки зосередилися на похідних гексафенілетану, які, за їхніми словами, утворюють відносно стабільні карбокатіони та радикали (атом або молекулу з неспареним електроном). Ці молекули мають розтягнутий зв'язок між двома атомами вуглецю. Їхній похідний продукт має оболонку з вуглецевих кілець, що оточує зв'язок між двома атомами вуглецю, який стає розтягнутим, поки не втратить один зі своїх електронів. Обробляючи обидві сторони зв'язку йодом різної концентрації, вчені отримали монокристали, придатні для вимірювань. Вчені кажуть, що відмінна геометрія атомів всередині кристала доводить одноатомний зв'язок, згодом підтверджений спектроскопією.

За словами вчених, ковалентний зв'язок є однією з найважливіших концепцій у хімії, і відкриття нових типів хімічних зв'язків має далекосяжні наслідки для науки. Про те, що може існувати одноелектронний зв'язок між двома атомами вуглецю, вперше припустив 1931 року хімік Лайнус Полінг, володар двох Нобелівських премій. Але протягом майже 100 років такого зв'язку вчені не могли побачити.

За словами авторів дослідження, з'ясування природи одноелектронних зв'язків між двома атомами вуглецю необхідне для глибшого розуміння теорій хімічних зв'язків і забезпечить подальше розуміння хімічних реакцій.

Як уже писав Фокус, величезні чорні діри загадковим чином змушують зірки вибухати. Поки що невідомий механізм, пов'язаний зі струменями надмасивних чорних дір, викликає більше вибухів нових.

Також Фокус писав про те, що насправді не всі планети є круглими і навіть Земля — це не ідеальна сфера.