Undersøgelse viser, at zinks oxidationstilstand kan laves +3, fundamentalt ændre grundstoffernes kemi

Zink har traditionelt en valens på to, hvilket betyder, at to elektroner deltager i grundstoffets kemiske reaktion. Et nyt papir af Virginia Commonwealth University-forsker Puru Jena, Ph.D., viser, at zinks kemi kan ændres fundamentalt, gør det treværdigt - eller en valens på tre - med det korrekte reagens.

"Denne teknologi giver dig mulighed for at manipulere kemi på det grundlæggende niveau, gør syntese af nye materialer med skræddersyede egenskaber mulig, " sagde Jena, Fornem professor i fysik ved College of Humanities and Sciences.

Mens zink er kategoriseret som et overgangsmetalelement, dens tredje elektronskal - arrangeret omkring kernen og indeholdende elektroner - er fuld, og i modsætning til almindelige overgangsmetaller, deltager ikke i zinks kemiske reaktion og tillader ikke zink at være magnetisk. Imidlertid, Jena fandt ud af, at når den blev reageret med meget stabile trianioner, zinks egenskaber kan ændres.

"Dens [tredje skal] d-elektroner deltager i kemiske reaktioner, og zink kan bære et magnetisk moment, " sagde Jena. "Denne undersøgelse viser, at et atoms grundlæggende kemiske egenskaber kan ændres."

Jenas papir, "Realisering af Zn ³⁺ Oxidationstilstand, " blev offentliggjort i tidsskriftet Nanoskala . Forskningen blev finansieret af det amerikanske energiministerium.

Jena, forfatteren til cirka 650 artikler og 14 bøger, har forsket i atomklynger og nanopartikler i mere end 35 år.

"De bemærkelsesværdige egenskaber ved nanomaterialer er, at de kan være meget forskellige fra deres bulk -modstykker. F.eks. guld, et ædelmetal, kan være reaktiv, når størrelsen er reduceret til nanometer, " sagde han. "Det er, hvad vi kalder moderne alkymi."

Jenas banebrydende fund om zink bygger på hans tidligere arbejde, han sagde, da han og hans kolleger har udviklet atomklynger, der kan være meget stabile, når de bærer flere ladninger.

"Vi udforsker altid nye materialer med egenskaber, som folk troede ikke var opnåelige; det gør vi ved at kontrollere deres størrelse, sammensætning og ladningstilstand, "sagde han." Mulighederne er ubegrænsede. "

Ud over Jena, undersøgelsens medforfattere inkluderer Hong Fang, Ph.D., forskningsassistent ved Institut for Fysik, og postdoktorale forskere Deepika, Ph.D., og Huta Banjade, Ph.D.