Eksperimenter med bifluoridioner viser tegn på hybridbindinger

Et team af forskere fra University of Chicago og Emory University har fundet tegn på en hydrogenbinding/kovalent bindingshybrid. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab , gruppen beskriver eksperimenter, de udførte med bifluoridioner, der slørede grænsen mellem hydrogenbindinger og kovalente bindinger. Mischa Bonn og Johannes Hunger med Max Planck Institute for Polymer Research har udgivet et stykke Perspectives i samme journaludgave, der beskriver teamets arbejde med denne nye indsats.

En af de grundlæggende forståelser af kemi er, at bindingerne mellem brintatomer er elektriske og svage, og er således ikke sande kemiske bindinger. Kovalente bindinger, på den anden side, er sande kemiske bindinger og er derfor stærke - og det er det, der typisk holder molekyler sammen. Kovalente bindinger får deres styrke ved at dele elektroner mellem de involverede atomer. I denne nye indsats, forskerne har fundet, hvad der ser ud til at være en undtagelse fra denne regel - en hybrid type binding.

Forskerne arbejdede med grupperinger af bifluoridioner - hver blev fremstillet ved at placere et hydrogenatom mellem to fluoratomer i en vandopløsning. I henhold til reglerne for kemi, trillingerne skulle have været holdt sammen ved at hydrogenatomet dannede en kovalent binding med et af fluoratomerne og en hydrogenbinding med det andet. Men da forskerne testede trillingerne ved hjælp af infrarødt lys for at få dem til at vibrere, de fandt noget overraskende. I stedet for det forventede fald mellem energiniveauerne, da atomerne steg op på energistigen, de fandt en stigning - et tegn på, at brintatomet blev ligeligt delt mellem de to fluoratomer. Computerberegninger viste, at den adfærd, de havde observeret, afhang af, hvor stor afstand der var mellem atomerne. Det var først, da fluoratomerne var tættest på hinanden, at hybridbindingen blev observeret. Da fluoratomerne blev trukket længere væk fra hydrogenatomet, den normale binding tog over.

Forskerne har kaldt hybriden en brint-medieret kemisk binding, og bemærk, at det ikke kan beskrives som hverken en hydrogenbinding eller en kovalent binding - det er virkelig en hybrid af de to. De bemærker også, at deres fund har konsekvenser for forståelsen af ​​grundlæggende kemi og den sande natur af kemiske bindinger.

© 2021 Science X Network