новости бизнеса
компании и предприятия
нефтехимические компании
продукция / логистика
торговый центр
ChemIndex
новости науки
работа для химиков
химические выставки
лабораторное оборудование
химические реактивы
расширенный поиск
каталог ресурсов
электронный справочник
авторефераты
форум химиков
подписка / опросы
проекты / о нас


контакты
поиск
   

Новости химической науки > Новая информация о «суператомах»


6.1.2010
средняя оценка статьи - 4.5556 (9 оценок) Подписаться на RSS

Исследователи из Университета Пенн продемонстрировали, что ряд комбинаций одних химических элементов обладает электронными характеристиками, присущими индивидуальным атомам других химических элементов.

Руководитель исследовательской группы, профессор Велфорд Кастлман Младший (A. Welford Castleman Jr.), уверяет, что результаты их работы могут оказаться значимыми в разработке новых материалов для применения в источниках энергии, борьбы с загрязнением окружающей среды и новых катализаторов.



Фотоэлектронная спектроскопия раскрывает близость электронных свойств атома никеля и молекулы моноксида титана. Слева: Графическое отображение спектров атома никеля и молекулы моноксида титана. (Рисунок из doi: 10.1073/pnas.0911240107)

Исследователи также показали, что сходство между электронных свойств индивидуальных атомов и атомных групп может быть предсказано просто при «беглом» просмотре таблицы Менделеева. На основании результатов, полученных как в результате теоретических, как и экспериментальных исследований, Кастлман заявляет, что появляется возможность расширения границ Периодической системы.

Для изучения близости свойств моноксида титана и никеля, моноксида циркония и палладия, а также карбида вольфрама и платины исследователи из группы Кастлмана использовали методику, известную как фотоэлектронную спектроскопию с визуализацией (photoelectron imaging spectroscopy).

Кастлман поясняет, что применявшаяся в его группе фотоэлектронная спектроскопия позволяет измерить энергию, необходимую для отрыва электронов от атомов в различных энергетических состояниях, при этом одновременно фиксируя процесс отрыва электронов на цифровую камеру. Таким образом, новый метод позволяет не только измерить энергию валентных электронов, но и непосредственно наблюдать орбитали, на которых локализованы эти электроны.

Было обнаружено, что для отрыва электронов с орбиталей молекулы моноксида титана требуется такая же энергия, как для отрыва электрона с орбиталей атома никеля. Аналогичное сходство наблюдается в парах оксид циркония–палладий и карбид вольфрама–платина. Эти пары представляют собой пары изоэлектронных частиц, в данном случае термин «изоэлектронный» относится к числу электронов во внешней оболочке индивидуального атома или молекулы.

Кастлман поясняет, что молекулы моноксида титана, моноксида циркония и карбида вольфрама можно рассматривать как, соответственно суператомы никеля, палладия и платины. Суператомы – это атомные кластеры, проявляющие ряд свойств индивидуальных атомов. Прежняя работа группы Кастлмана была посвящена исследованию понятия суператомов.

Результаты его предыдущих экспериментов продемонстрировали, что кластер, состоящий из 13 атомов алюминия, ведет себя как изолированный атом йода, захват этим кластером электрона приводит к тому, что частица Al13> ведет себя как атом инертного газа, затем в его группе было показано, что кластер из 14 атомов алюминия обладает реакционной способностью, близкой реакционной способности атома щелочноземельного металла.

Новая работа Кастлмана выводит идею суператомов на новый уровень, предлагая количественное обоснование концепции суператомов. Он отмечает, что теперь появляется возможность предсказывать, какие комбинации атомов могут быть подобны отдельным атомам. Он добавляет, что, например, Периодическая система позволяет определить, что моноксид титана является суператомной аналогией никеля – у титана четыре валентных электрона, у кислорода – шесть валентных электронов, таким образом TiO будет изоэлектронен никелю, во внешней оболочке которого находится 10 валентных электронов. Кастлман заявляет, что первоначально исследователи подумали о том, что суператомная аналогия оксида титана никеля является простым совпадением, однако дальнейшие исследования подтвердили тенденцию на примерах ZrO и WC.

Источник: Proceedings of the National Academy of Sciences, 2009, doi: 10.1073/pnas.0911240107

метки статьи: #квантовая химия, #неорганическая химия, #физическая химия

оценить статью: 12345
Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru
Комментарии к статье:
Ваше имя
Ваш e-mail, чтобы следить за обсуждением
   
Комментарий

Символ пятого P-элемента в табл. Менделеева
(латиницей, одной заглавной буквой):
   
 
А.Редчук|Fri, 08 Jan 2010 14:33:46 +0300
Что касается изоэлектронности, то это только напоминает пока, поскольку изоэлектронность - характеристика молекул с одинаковым количеством ядер. Например, NH4+ и CH4 изоэлектронны со всеми вытекающими, но Н2О с ними никто не сравнивает...

Тут, если все это выдержит проверку временем, все дело может быть в том, что ядра и внутренние оболочки образуют практически сферическое псевдоядро, оставаясь все же самостоятельными ядрами с возможностью отделиться.

Алибек|Fri, 08 Jan 2010 09:37:29 +0300
Вероятно, при спектроскопии, примеси никеля в TiO, полосы поглощения будут блендироваться одна другой. Поскольку существует разница в энергии излучения. На мой взгляд этот ряд необходимо продолжить с целью досконального выявления закономерности. Аналогичность набора электронов на орбиталях не всегда очевидна.
Павел|Thu, 07 Jan 2010 15:36:00 +0300
Что-то мне это напоминает обычную изоэлектронность, которую преподают в курсе строения вещества... Всегда интересно заново открыть давно известное явление...
А.Редчук|Wed, 06 Jan 2010 12:55:37 +0300
Это классно! Но для подтверждения идеи следовало бы получить соответствующие соединения (например, какой-нибудь карбонил). Был бы я неоргаником - "завелся" бы!


Вы читаете текст статьи "Новая информация о «суператомах»"
Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru

Все новости



Новости компаний

Все новости


© ChemPort.Ru, MMII-MMXIX
Контактная информация