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 > Компьютерный анализ позволит изучить электриды


28.2.2015
средняя оценка статьи - 5 (2 оценок) Подписаться на RSS

С помощью методов компьютерного моделирования исследователи из Испании доказали возможность существования газофазных электридных материалов, а также предложили способ, позволяющий однозначно отличать электриды от похожих на них по строению ионных соединений.

Ионные соединения (как, например, хлорид натрия) состоят из положительно и отрицательно заряженных ионов. Электриды представляют собой редкий и уникальный тип ионных соединений, обладающих в твердом состоянии электронной проводимостью – в таких соединениях в качестве аниона выступает электрон.

Например, при электрохимическом восстановлении хлорида метилртути CH3HgCl на катоде образуется красное вещество, обладающее электронной проводимостью и имеющее состав CH3Hg. Оно представляет собой ионное соединение, кристаллическая решетка которого построена из катионов CH3Hg+, анионами же являются электроны, которые формируют электронный газ, подобный электронному газу металлической кристаллической решетки. Магнитные, электрические, химические и оптические свойства электридов могут обусловить их применение в огромном количестве областей – катализаторы получения аммиака, системы для хранения водорода и оптоэлектронные устройства.

Однако синтез и изучение таких соединений, которые можно рассматривать промежуточными между материалами с ионными и металлическими кристаллическими решетками, представляет собой непростую задачу, и до настоящего времени было получено лишь 10 электридов, из которых только три устойчивы при комнатной температуре. Как отмечает Эдуард Матито из Университета Жироны, в настоящее время невозможно исследование электридов с помощью прямых методов изучения структуры – положение и поведение свободных электронов в кристаллической решетке электрида практически невозможно изучать с помощью приемов, обычно использующихся для изучения строения веществ.

Исследователи из группы Матито поставили задачу разработки компьютерной модели, которая бы позволила с высокой точностью отличить электриды от других веществ, сходных по строению. Матито подчеркивает, что у электронной структуры электридов есть своя «визитная карточка» – максимум электронной плотности в электридах не соотносится с положением ядер.

В новом исследовании основными критериями для описания строения электридов были выбраны наличие неядерных аттракторов [non-nuclear attractor (NNA)], функция локализации электронов [ electron localisation function (ELF)] и отрицательные значения лапласиана электронной плотности. Исследователь подчеркивает, что поиск трех этих характеристичных критериев сам по себе был непростой задачей, не говоря уже про разработку точного компьютерного расчета свойств электридов.



Вещество C60F60 представляет собой электрид, однако не может рассматриваться как одноэлектродный электрид. (Рисунок из Chem. Commun., 2015, DOI: 10.1039/c5cc00215j)

С помощью нового компьютерного инструмента была изучена десятка ранее полученных электридов, и было выделено три типа электридов – пуш-электриды (push), пулл-электриды (pull) и нещелочные электриды (non-alkali). В состав электридов первых двух категорий входят щелочные металлы; эти категории различаются по типу электростатических сил, действующих на свободные электроны. В пуш-электридах электронодонорные группы отталкивают электроны от ядер щелочных металлов, в пулл-электридах – электроноакцепторные группы обеспечивают их смещение в противоположном направлении.

Один из рассмотренных нещелочных электридов представлял собой клетку C60F60, способную удержать электрон. Матито обнаружил, что эту систему можно относить к электридоподобным, однако ее нельзя формально относить к одноэлектронным электридам. Из всех изученных соединений только два вещества можно отнести к «формальным электридам» – TCNQNa2 и TCNQLi2 оба они относятся к пуш-электридам, основой обоих систем является 7,7,8,8-тетрацианохинодиметан. Матито надеется, что результаты его исследования могут оказаться полезными в открытии новых электридов.

Источник: Chem. Commun., 2015, DOI: 10.1039/c5cc00215j

метки статьи: #квантовая химия, #природа химической связи, #реакционноспособные частицы

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):
   
 
artart|Sat, 07 Mar 2015 03:28:16 +0300
Занимательно.


Вы читаете текст статьи "Компьютерный анализ позволит изучить электриды"
Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru

Все новости



Новости компаний

Все новости


© ChemPort.Ru, MMII-MMXX
Контактная информация