کشف یک پیوند شیمیایی جدید توسط دانشمندان
دانشمندان اخیراً نوع جدیدی از پیوند شیمیایی را کشف کرده اند، و بسیار قوی تر از آن است که دانشمندان فکرش را میکردند. نوع جدید این پیوند نشان می دهد که شکاف بین پیوندهای کووالانسی قدرتمند ، که مولکول ها را به یکدیگر متصل می کنند ، و پیوندهای هیدروژنی ضعیف، که بین مولکول ها تشکیل می شوند می توانند توسط چیزی ساده مانند هم زدن نمک در یک لیوان آب شکسته شوند ، همانطور که کتابهای شیمی در این مورد تفکرات ونظرات بسیاری را بررسی نموده اند.برای آشنایی کامل با این پیوند شیمیایی جدید تا انتهای مقاله با مجله آندرومدا مگ همراه باشید.
به کلاس شیمی دبیرستان فکر کنید و به یاد خواهید آورد که انواع مختلفی از پیوندها وجود دارد که اتم ها را به یکدیگر متصل کرده و مولکول ها و ساختارهای بلوری را بوجود می آورند.
نوع جدیدی از پیوند شیمیایی توسط دانشمندان به کشف رسیده است
پیوندهای یونی فلزات و غیر فلزات را به هم پیوند داده و نمک تشکیل می دهند. پیوندهای کووالانسی قوی ، مولکول هایی مانند دی اکسید کربن و آب را بهم متصل می کنند. پیوندهای هیدروژنی بسیار ضعیف تر به دلیل نوع جذب الکترواستاتیکی بین هیدروژن و اتم یا مولکول با بار منفی تر تشکیل می شوند، به عنوان مثال باعث می شود که مولکول های آب یکدیگر را جذب کرده و قطرات یا یخ بلوری تشکیل دهند. پیوندهای یونی ، کووالانسی و هیدروژنی همه نسبتاً پایدار هستند.
آنها تمایل به مدت طولانی دارند و تأثیراتی دارند که به راحتی قابل مشاهده هستند. اما محققان مدتهاست می دانند که در طی واکنش شیمیایی ، در حال شکل گیری یا شکستن پیوندهای شیمیایی ، داستان پیچیده تر است و شامل “حالت های میانی” است که ممکن است برای مقدارهای کم زمانی وجود داشته باشد و مشاهده آنها دشوارتربه نظر میرسد.
در مطالعه جدید ، محققان موفق به نگه داشتن این حالتهای میانی به مدت کافی برای بررسی دقیق شدند. آنچه آنها یافتند پیوند هیدروژنی با قدرت پیوند کووالانسی است که اتم ها را به هم شبیه می کند و به چیزی شبیه یک مولکول آنها را تبدیل میکند. برای انجام این کار ، محققان یک ترکیب هیدروژن-فلوراید را در آب حل کردند و نحوه تعامل اتم های هیدروژن و فلوئور را مشاهده کردند. اتمهای فلوئور به دلیل عدم تعادل بارهای مثبت و منفی در سطح آنها ، و بر طبق ساختار کلاسیک پیوند هیدروژن ، جذب اتمهای هیدروژن شدند.
هر اتم هیدروژن تمایل دارد که بین دو اتم فلوئور قرار گیرد. اما این بخشها از قدرت بیشتری نسبت به پیوندهای معمول هیدروژنی که به راحتی شکسته می شوند ، به هم پیوند خورده اند. اتمهای هیدروژن بین اتمهای فلوئور به عقب و جلو حرکت میکردند و پیوندهایی به اندازه پیوندهای کووالانسی و شبیه مولکول هایی را تشکیل دادند که پیوندهای هیدروژن نمی توانند آنها را تشکیل دهند.
اما مکانیسم پیوند جدید قدرت الکترواستاتیک را دارابود ، به این معنی که شامل نوعی تفاوت در بار مثبت و منفی است که پیوندهای هیدروژن را تعریف می کند. پیوندهای جدید دارای استحکام 45.8 کیلو کالری در هر مول (واحد انرژی پیوند شیمیایی) ، بیشتر از برخی پیوندهای کووالانسی قدرت داشتند. به گفته LibreTexts ، به عنوان مثال ، مولکول های نیتروژن از دو اتم نیتروژن ساخته شده اند که قدرت آنها در حدود 40 کیلوکالری در مول است. طبق یک کتاب بیوشیمی ، پیوند هیدروژنی به طور معمول دارای انرژی حدود 1 تا 3 کیلوکالری در مول است.
آنها نتایج خود را در مقاله ای منتشر کردند که روز پنجشنبه (7 ژانویه) در مجله Science منتشر شد. در یک مقاله در مجله science ، میشا بون، یوهانس هونگر ، محققان موسسه تحقیقات پلیمرهای ماکس پلانک در آلمان بودند، که در این مطالعه مشارکت نداشتند ، نوشتند که این پیوند غیرمعمول پیوندهای شیمیایی را با حالت تیرگی مواجه میکند .
وجود یک حالت پیوندی کووالانسی-هیدروژنی ترکیبی نه تنها درک فعلی ما از اینکه یک پیوند شیمیایی دقیقاً چیست را نشان میدهد ، بلکه فرصتی را برای درک بهتر واکنشهای شیمیایی فراهم می کند ، “جایی که” حالتهای واکنش متوسط “اغلب مورد استناد قرار می گیرند اما به ندرت به طور مستقیم مطالعه می شود. ”
پیوندهای مشابهی که احتمالاً در آب خالص وجود دارد ، هنگامی که یک اتم هیدروژن خود را در بین دو مولکول آب قرار می دهد ، وجود دارد. محققان نوشتند که اعتقاد بر این است که این پیوندها وجود دارند اما عمر طولانی ندارند. و هرگز به طور قاطع مشاهده نشده اند.
بر اساس این مطالعه ، آنها نوشتند ، می توان دریچه ای برای “درک عمیق تر از پیوند قوی” و حالات واکنش میانی را به عموم نشان داد.