Kemikere opnåede ny forbindelse til molekylære maskiner

RUDN-kemikere og deres kolleger har udviklet en innovativ metode til krystallisation for at producere en ny kompleks kviksølvforbindelse med hybride organiske og uorganiske ligander og en meget usædvanlig struktur. Forbindelser som disse kan bruges til at skabe molekylære maskiner - molekyler, der er i stand til mekanisk arbejde. Resultaterne blev offentliggjort i Uorganisk kemi .

I dette arbejde, videnskabsmænd syntetiserede stoffer kaldet koordinationskomplekser, indeholdende koordinationskemiske bindinger skabt mellem acceptor- og donoratomer med et fælles elektronpar. Disse komplekser blev fremstillet ved hjælp af den solvometriske metode ved hjælp af øget tryk, og ved temperaturer over kogepunktet ved normalt atmosfærisk tryk.

For at opnå denne forbindelse, forskerne brugte ikke-kovalente interaktioner (hydrogen- og halogenbindinger) til at samle molekylære byggesten til supramolekylære arkitekturer med præcise dimensioner, topologier og motiver. "Vi demonstrerer samlinger dannet af en kombination af flere ikke-kovalente interaktioner, inklusive stablingsinteraktioner mellem chelatringene og flere anioniske coligander, konventionelle π-π interaktioner, og σ-hulsbaserede kalkogenbindingsinteraktioner, " sagde den førende forfatter Ghodrat Mahmoudi, adjunkt i uorganisk kemi, RUDN Universitet. "Vi udvidede vores forskning og gjorde den mere specifik for at få en bedre forståelse af den rolle, ikke-kovalente interaktioner spiller i kemi. Denne forskning er en logisk fortsættelse af vores arbejde med analyse og karakterisering af anion-π, og π-hul interaktioner i metalkomplekser. Emnet er af stor interesse for eksperter i uorganisk kemi. Vores resultater ville bidrage til at udvide kendskabet til disse interaktioner."

Imidlertid, dette arbejde har anvendelse på et andet område, bortset fra grundlæggende uorganisk koordinationskemi - nemlig i supramolekylær kemi, som vedrører "overmolekylære" interaktioner. Denne gren af ​​kemi studerer mere komplekse systemer bundet af ikke-kovalente interaktioner.

Det bemærkelsesværdige kendetegn ved komplekserne produceret i denne forskning er deres evne til at danne koordinationspolymerer, der ikke stopper processen på dette stadium. Disse polymerer kan danne selvsamlede to- og tredimensionelle supramolekylære retikulære arkitekturer, hvis de er placeret i en anden løsning. Denne egenskab kan finde anvendelse i produktionen af ​​molekylære maskiner.

Forskerne studerede disse nye materialers kemiske egenskaber ved hjælp af elementaranalyse (påvisning af masseindhold af forskellige kemiske grundstoffer i en forbindelse og deres forhold), infrarød spektroskopi (denne metode gør det muligt for forskere at finde bestemte elementer i kombination på grund af deres forskellige lysabsorberende kapacitet), og enkeltkrystal røntgendiffraktometri, som viser strukturen af ​​forbindelsen gennem røntgendiffraktionen af ​​denne struktur.

Udover eksperimentelle målinger, kemikerne udførte beregninger af densitetsfunktionsteori, en metode, der gjorde det muligt for dem at beregne elektronisk molekylær struktur med bølgefunktioner af atomer. Denne teori blev brugt til at undersøge strukturen af ​​de nye forbindelser. En sådan kombination af metoder gjorde det muligt at øge nøjagtigheden af ​​resultaterne.

Holdet har også systematisk undersøgt indflydelsen af ​​halogenid/pseudohalogenid-ligander (de forbindelser, der fungerer som donorer af elektronparret) og metalsalte på produkternes kemiske og strukturelle identitet.