С тех пор, как было предложено, что атомы являются строительными блоками мира, ученые давно пытаются понять, как и почему они связаны друг с другом. Будь то молекула (которая представляет собой группу атомов, которые соединены между собой в определенной моде), или блок из материала или целый живой организм, в конечном счете, все зависит от способа скрепления атомов, и путь облигаций перерыв.
Задача состоит в том, что длины химических связей между 0,1 — 0,3 Нм, примерно в полтора миллиона раз меньше, чем ширина человеческого волоса, делая прямой визуализации связи между парой атомов сложно. Предварительная микроскопия методы, такие как атомно-силовой микроскопии (АСМ) и сканирующей туннельной микроскопии (СТМ), может разрешить атомные позиции и мера длин связей напрямую, но снимать химических связей сломать или формой, с пространственно-временной непрерывности, в режиме реального времени, по-прежнему остается одной из важнейших проблем науки.
Эта задача была выполнена группой исследователей из Великобритании и Германии под руководством профессора Уте Кайзер, руководитель отдела электронной микроскопии материаловедения в Университете Ульма, и профессор Андрей Хлобыстов в школе химии в Университете Ноттингема они опубликовали ‘визуализации неподдерживаемый металл-металл Бонд в dirhenium молекулы на атомном уровне В развития науки, журнале Американской ассоциации для продвижения науки, охватывающей все аспекты научной деятельности.
Атомы в тестовой нано трубки
Эта группа исследователей известны своим новаторским использованием трансмиссионной электронной микроскопии (ТЭМ) в фильме ‘фильмы’ химических реакций на одной молекуле уровня и динамики крошечные кластеры атомов металлов в нанокатализаторов использовать углеродные нанотрубки — атомарно тонкие полые цилиндры из углерода с диаметром на молекулярном уровне (1-2 Нм) в виде миниатюрных пробирок для атомов.
Профессор Хлобыстов Андрей, сказал: «нанотрубки помочь нам поймать атомов или молекул, и расположить их именно там, где мы хотим. В этом случае мы в ловушке пара рения (Ре) атомов, соединенных вместе, чтобы сформировать Ле2. Поскольку рений обладает высоким атомным номером, это легче увидеть в Теа, чем более легкие элементы, позволяющие идентифицировать каждый атом металла, как темная точка.»
Профессор Уте Кайзер, добавил: «Как мы изображены эти двухатомных молекул современной хроматической и сферической аберрации исправлены Сальве тем, мы наблюдали атомного масштаба динамика Ле2 адсорбированных на графитовой решетки нанотрубки и обнаружил, что длина связи меняется в RE2 в серии дискретных шагов».
Двойное использование пучка электронов
Группа имеет богатый послужной список с помощью электронного луча в качестве инструмента для двойного назначения: точное отображение атомных позиций и активации химических реакций за счет энергии, передаваемой от быстрых электронов пучка электронов в атомах. «Два-в-один» трюк с тем позволили этим исследователям записать фильмы молекул, реагирующих в прошлом, и теперь они смогли фильм два атома соединяются вместе в RE2 ходьбы вдоль нанотрубки в непрерывное видео. Д-р вкусно и с удовольствием ЦАО, научный сотрудник Университета Ульма, который обнаружил это явление и проведенные эксперименты воображения, сказал: ‘Это было удивительно ясно, каким образом два атома двигаться в парах, четко указывает на связь между ними. Главное, как Ле2 движется вниз нанотрубки, изменения длины связи, указывая на то, что связь становится сильнее или слабее в зависимости от условий вокруг атомов.’
Разорвав связь
После определенного периода времени, атомы Ле2 выставлены колебания искажающие их округлые фигуры на эллипсы и протягивать связь. Как длина облигаций в достижении стоимостью, превышающей сумму атомных радиусов, связь лопнуло и вибрация прекратились, указывая, что атомы стали независимы друг от друга. Чуть позже атомы вновь соединяются вместе, реформирование Ле2 молекулы.
Д-р Стефан Сковрон, докторской научный сотрудник в Университете Ноттингема, которые проводят расчеты за Ле2 приклеивание, сказал: ‘связей между атомами металла имеют очень важное значение в химии, в частности, для понимания магнитных, электронных и каталитических свойств материалов. Что делает его сложным является то, что переходные металлы, такие как re, может образовывать связи различного порядка, от одноместных до пятиместных облигаций. В этом Теа эксперимента мы отметили, что два атома рения связаны в основном с помощью четырехместный облигаций, обеспечивая новое понимание переходных металлов химия’.
Электронный микроскоп как новый аналитический инструмент для химиков
Хлобыстов Андрей, сказал: — По нашим сведениям, это первый раз, когда эволюция Бонда, взлом и образования был записан на пленку на атомном масштабе. Электронная микроскопия-это уже становится аналитическим инструментом для определения структуры молекул, особенно с развитием криогенной ТЭМ признана Нобелевской 2017 премии по химии. Сейчас мы раздвинули границы воображения молекула за рамки простого структурного анализа, и для понимания динамики отдельных молекул в реальном времени. Команда верит, что однажды в будущем электронная микроскопия может стать общим методом для изучения химических реакций, аналогичных спектроскопических методов, широко применяемых в лабораториях химии.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!