Vibrační vazba - Vibrational bond - Wikipedia

A vibrační vazba je chemická vazba to se děje mezi dvěma velmi velkými atomy, jako bróm a velmi malý atom vodík, při velmi vysokých energetických stavech. Vibrační vazby existují pouze pro několik milisekundy. Toto pouto je detekovatelné prostřednictvím moderních analytická chemie a je významný, protože ovlivňuje rychlost, jakou mohou nastat další reakce.

Dějiny

Vibrační vazby byly matematicky předpovídali téměř třicet let, než byly experimentálně pozorovány. Originál teoretický výpočty provedl D.C. Clary a J.N.L Connor na začátku 80. let. Společně předpokládali, že s velmi velkými atomy a malými atomy ve stavech s vysokou energií by se prvky stabilizovaly a vytvářely dočasné vazby na velmi krátkou dobu. Vibrační vazba by byla slabší než jakákoli v současné době známá vazba, jako je obecně známá iontový nebo kovalentní vazby.[1]

Jeden rok po teoretickém objevu vibračních vazeb J. Manz a jeho tým potvrdili výpočty, které byly dříve provedeny, a rozpracovali je tím, že prokázali, že vibrační vazby se s největší pravděpodobností vyskytují během symetrických reakcí, ale uvedl, že vibrační vazby mohou také možné s asymetrickými reakcemi.[2] Jejich tým vysvětlil, že ačkoli se teorie vibračních vazeb ukázaly jako správné, zjistily určité nesrovnalosti s „klasickým modelem“ a zjistily, že symetrické reakce se projeví rezonance, ale jen jistě přechodové stavy. Klasický model by však stále bylo možné použít k předpovědi vibračních vazeb.[2]

V roce 1989 Donald Fleming si všiml, že reakce mezi bróm a muonium zpomalil s rostoucí teplotou. Tento jev byl znám jako „vibrační vazba“ a znovu by upoutal pozornost Donalda Fleminga v roce 2014. V roce 1989 neexistovala technologie pro shromažďování dostatečných údajů o reakci a Donald Fleming a jeho tým se od výzkumu vzdálili.[3]

Objev

Donald Fleming a jeho tým nedávno zahájili vyšetřování vibračních vazeb a jak očekávali od výsledků jejich experimentů v roce 1989, reakce BrLBr se při vysokých teplotách zpomalila, nyní využívá moderní instrumentální analýzu z oddělení fotek elektronová spektroskopie byla detekována vibrační vazba, ale trvala jen několik milisekund.[4] Vibrační vazba působila jinak než van der Waalsovy síly reakce, protože energie byla vyvážena odlišně.

Pouto

v chemie je známo, že se zvýšil teplota zvyšuje rychlost nebo reakci experimentu, ale vibrační vazby se netvoří jako kovalentní vazby kde elektrony jsou sdíleny mezi dvěma vazebnými atomy. Vibrační vazby se vytvářejí při vysoké energii, kde se muonium skáče k atomům bromu a od atomů bromu „jako pingpongová koule odrážející se mezi dvěma bowlingovými koulemi“, tvrdí Donald Fleming.[5] Tato skákací akce snižuje potenciální energii molekuly BrMuBr, a proto zpomaluje rychlost reakce.[3]

Tento typ vazby byl potvrzen u molekul BrMuBr, ale u těžších izotopy z vodík (protium, deuterium, a tritium ), vibrační vazba může nastat pouze při překonání van der Waalsových sil a vytvoření vibrační vazby.

Relevantnost

Tento objev mění chápání chemických vazeb s van der Waalsovými interakcemi a nedávno objevená vibrační vazba ukáže, že existují různé mechanismy a energie pro různé vazby, a experimentální objev vibrační vazby má potenciál povzbudit více výzkum v izotopových interakcích.[3]

Reference

  1. ^ D.C. Clary a J.N.L. Connor, „Izotopové a potenciální energetické povrchové efekty ve vibračním spojování.“ Journal of Physical Chemistry. 1984
  2. ^ A b J. Manz, E. Pollak, J. Romelt „Klasická analýza kvantových rezonancí v izotopových kolineárních reakcích H + H2 Reactions“, Chemická fyzika, 1982.
  3. ^ A b C Donald G. Fleming, Jorn Manz, Kazuma Sato a Toshiyuki Takayanagi „Zásadní změna v povaze chemických vazeb pomocí izotopové substituce“ Angewandte communications 2014
  4. ^ Tibi Puiu „Byl potvrzen nový typ chemické vazby - vibrační vazba“ ZMEscience.com 2015
  5. ^ Amy Nordrum „Chemici potvrzují existenci nového typu dluhopisu“ Scientific American. 20. ledna 2015