پیوند هیدروژنی با قدرت پیوند كووالانسی
نوع جدیدی از پیوند شیمیایی كشف شد
به گزارش بیست و یکم دانشمندان اخیرا نوع جدیدی از پیوندهای شیمیایی را یافته اند که به طرز غیرقابل باوری قوی است.
به گزارش بیست و یکم به نقل از ایسنا و به نقل از لایوساینس، این پیوند جدید نشان داده است که شکاف بین پیوند کووالانسی که مولکول ها را در کنار هم قرار می دهد و پیوند هیدروژنی ضعیف در میان مولکول ها که به راحتی (صرفا با هم زدن نمک در لیوانی آب) شکسته می شود، آنطور که در کتاب های شیمی دیده می شود واضح و روشن نیست.
اگر شیمی دوران دبیرستان خویش را به یاد بیاورید پیوندهای مختلفی را به یاد خواهید آورد که سبب اتصال عناصر مختلف می شود. مانند پیوندهای یونی که با اتصال فلزات و غیرفلزات سبب ایجاد نمک می شوند.
پیوندهای کووالانسی قوی مولکول هایی مانند دی اکسیدکربن و آب را به یکدیگر متصل می کنند. پیوندهای هیدوژنی بسیار ضعیف تر هستند و به علت جذب الکترواستاتیکی بین هیدروژن و اتم و مولکول هایی با بار منفی ایجاد می شوند و برای مثال سبب ایجاد قطرات آب و یا تشکیل یخ می شود. همه ی این پیوندها پایدار هستند و تمایل به ماندگاری طولانی مدت دارند و تاثیرات آنها به سادگی قابل مشاهده می باشد اما دانشمندان مدت هاست که می دانند هنگام رخ دادن واکنش های شیمیایی زمانی که پیوندها تشکیل یا شکسته می شوند مبحث پیچیده تر می شود. در این شرایط حالتی "میانی" وجود دارد که در کسری از ثانیه اتفاق می افتد و مشاهده آن دشوار است.
در این مطالعه جدید محققان موفق شدند تا این حالت میانی را برای مدت کافی ثابت نگه دارند تا بتوانند آنرا به صورت دقیق بررسی نمایند. آنچه آنها یافتند پیوندی هیدروژنی بود با قدرت یک پیوند کووالانسی که اتم ها را در ساختاری شبیه به مولکول کنار یکدیگر قرار می دهد.
برای انجام این کار محققان ترکیب هیدروژن- فلوراید را در آب حل کردند. نحوه ی تعامل و رفتار اتم های هیدروژن و فلوراید را مشاهده نمودند.
اتم های فلوراید به علت تفاوت بار الکتریکی سطحی جذب اتم های هیدروژن شدند و هر هیدروژن بین دو اتم فلوراید قرار گرفت اما پیوند بوجود آمده قویتر از پیوند هیدروژنی معمول بود. اتم های هیدروژن پیوندی با قدرت پیوند کووالانسی تشکیل دادند و ساختاری شبیه به مولکول ها گرفتند. مکانیسم این پیوند جدید الکترواستاتیک بود به آن معنا که پیوندهای بوجود آمده به علت بار متفاوت منفی و مثبت اتم ها بوجود آمد.
استقامت این پیوندهای جدید ۴۵.۸ کیلوکالری در هر مول(واحد انرژی پیوند شیمیایی) بود. میزانی بیشتر از برخی پیوندهای کووالانسی.
بر طبق سایت شیمی LibreTexts قدرت پیوند میان مولکول های نیتروژن که از دو اتم نیتروژن ساخته شده اند در حدود ۴۰ کیلوکالری در مول است و بر طبق یک کتاب بیوشیمی پیوند هیدروژنی به صورت معمول دارای انرژی حدود یک تا سه کیلوکالری در مول است.
محققان نتایج تحقیقات خویش را در هفتم ژانویه در مجله ی "ساینس"(science) منتشر کردند.
میشا بون(Mischa Bonn) و جوناس هانگر (Johannes Hunger)، محققان موسسه ی تحقیقات پلیمر "ماکس پلانک" در آلمان که در این تحقیقات شرکت نداشتند در مقاله ای با مبحث مشابه نوشتند که کشف این پیوند غیرمعمول دسته بندی واضح پیوندها در شیمی را از بین خواهد برد.
وجود یک حالت پیوندی کووالانسی-هیدروژنی ترکیبی نه تنها درک فعلی ما از اینکه پیوند شیمیایی دقیقاً چه چیزی است را به چالش می کشد، بلکه فرصتی برای درک بهتر واکنش های شیمیایی فراهم می آورد. بیشتر این واکنش های میانی حین رخ دادن واکنش های شیمیایی اتفاق می افتند اما به ندرت مورد مطالعه قرار می گیرند. پیوندهای مشابه در مولکول آب هم وجود دارد اما این پیوندها پایدار نیستند و هیچ وقت به صورت قطعی مشاهده نشدند.
این تحقیقات می تواند دریچه ای برای درک عمیق تر پیوندهای قوی و حالات میانی در واکنش ها باشد.
منبع: 21th.ir
این مطلب بیست و یکم را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب