Ученые впервые измерили силу разрыва химической связи

Ученые впервые измерили силу разрыва химической связи

Изображения, полученных с помощью сканирующего зондового микроскопа, до и после разрыва связи между монооксидом углерода и фталоцианином железа

Американские ученые-химики, используя атомно-силовой микроскоп, смогли оценить силу разрыва донорно-акцепторной связи между атомами углерода и железа в комплексном соединении. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

2

Ученые из Принстонского университета вместе с коллегами из Техасского университета в Остине и компании ExxonMobil провели эксперимент, в ходе которого зонд, заканчивающийся единственным атомом меди, постепенно приближали к связи железо-углерод, пока она не разорвалась. Исследователи измерили механические силы, приложенные в момент разрушения, а весь процесс разрыва связи зафиксировали на изображении, полученном с помощью атомно-силового микроскопа высокого разрешения в Центре визуализации и анализа Принстонского университета.

Речь идет о разрыве ковалентной донорно-акцепторной связи между атомом углерода, который был частью молекулы монооксида углерода, и атомом железа, входящим в состав фталоцианина железа, распространенного пигмента и химического катализатора. При взаимодействии этих двух соединений между железом и углеродом возникает ковалентная связь, основанная на общей паре электронов.

Ученые точно контролировали по мере приближения расстояние между наконечником и связанными молекулами с шагом 5 пикометров. На расстоянии 30 пикометров до молекул — это примерно соответствует одной шестой ширины атома углерода — половина молекулы фталоцианина железа стала более размытой на изображении атомно-силового микроскопа, что, по мнению авторов, однозначно указывает на момент разрыва химической связи.

«Это невероятное изображение — возможность увидеть одну небольшую молекулу на поверхности другой, связанной с ней. Это потрясающе», — приводятся в пресс-релизе Принстонского университета слова одного из авторов статьи Крейга Арнольда (Craig Arnold), профессора механической и аэрокосмической инженерии университета и директора Принстонского института науки и технологии материалов.

Ученые впервые измерили силу разрыва химической связи

Источник