Немски химици синтезираха молекула, в която въглеродният атом нарушава правилото, известно ни от учебниците, че въглеродът може да образува не повече от четири химични връзки, съобщи Science news.
Резултатите от експериментите и измерванията на екипа на Мориц Малишевски (Moritz Malischewski) и Конрад Зепелт (Konrad Seppelt) са публикувани в списание Angewandte Chemie International Edition.
В този необичаен пример въглеродният атом се свързва с шест други въглеродни атоми. Тази структура, проследена сега за първи път с помощта на рентгенови лъчи, е изключение от това, което знаем от учебниците - че въглеродът заради ограничението на валентността си се свързва в четворки.
Химичната връзка се формира, когато електроните "се ползват" съвместно от два или повече атома. В тази връзка може да не участват всички електрони, които има един атом, а само някои от тях, като броят им е строго определен за всеки елемент. В типичната връзка се споделят два електрона, по един от всеки участващ атом. При въглерода такива споделени електрони са 4 - те участват в образуването на химичните връзки във всички съединения. Заради това, в повечето случаи се казва, че въглеродът е четиривалентен, тоест - може да образува четири химични връзки.
Но това правило не винаги важи. През 1973 г. немските учени откриха необичайна молекула, наречена хексабетилбензен. Тази молекула е плосък шестоъгълен пръстен, съставен от шест въглеродни атома (в сиво), с по един допълнителен въглероден атом, стърчащ извън всеки връх на пръстена. Водородните атоми споделят 3 от електроните си със съседите си в пръстена, а останалите електрони носят около средата на кръга, укрепвайки връзките и правят молекулата стабилна.
Пръстен на въглероден хексабетилбензен (Jynto/Wikimedia Commons)
Когато учените отстраняват два електрона от молекулата, оставяйки я с положителен заряд, някои доказателства показват, че тя може драматично да промени формата си. Изглежда че тя ще се пренареди така, че един въглероден атом да е свързан с други шест въглеродни атома. Но тогава нямаше експериментално потвърждение.
Сега, след четиридесет години други немски учени - Мориц Малишевски и Конрад Зепелт получиха йон и се оказа, че изчисленията на колегите им са верни.
Да се създаде тази заредена версия (катион) на хексабетилбензена е предизвикателство, защото е стабилна само в изключително силни киселини, казва съавторът в проучването Малишевски, химик в Свободния университет в Берлин.
Moritz Malischewski, K. Seppelt/Angewandte Chemie International Edition
Малишевски и Зепелт успяват да кристализират сол на хексаметилбензена от разтвор от флуоросулфонова киселина във флуорид на антимона (C6(CH3)62+(SbF6-)2·HSO3F) и да извършат рентгенов анализ, който показа, че когатоКогато хексабетилбензена загуби два електрона, сам се преподрежда. Един въглероден атом излиза от пръстема и заема нова позиция на върха, превръщайки плоския шестоъгълен пръстен в петостранна въглеродна пирамида. А въглеродът на върха на пирамидата наистина е свързан с други шест въглеродни атома - пет в пръстена долу и един най-горе.
"Тази молекула е изключителна", заяви Малишевски. Въпреки, че учените са открили други изключения в ограничението от четири връзки на въглерода, това е първият път, когато въглеродът доказано се свързва с много други въглеродни атоми.
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
15914
1
07.01 2017 в 19:36
Валентността е нещо безкрайно условно и съм изненадан, че това е първият доказан случай на 6 ковалентни връзки на карбениев йон. Във всеки случай, образуването на 5 такива е доста тривиален случай.
Последни коментари