2013年8月3日
化学家们意外地让两个不同颜色的水晶——一个橙色,其他蓝色——从一个在同一瓶化学在研究一种特殊的分子连接称为agostic债券。将研究结果发表于《应用化学国际版7月29日,是提供新的见解等重要的工业化学反应的发生而使塑料和燃料。
“我们正在研究agostic债券等项目,使液体燃料甲醇从二氧化碳从石油替代燃料,”莫里斯化学家布洛克说能源部的太平洋西北国家实验室。“我们知道分子我们会有agostic债券,但我们不知道会有这些金属配合物的两种形式。”
化学家们研究了这些债券在液体中的化学物质形式,没有人结晶agostic债券化学与多个形式之一。没有人期望不同形式产生不同的颜色。
债券有许多品种的分子。他们有时字符串原子聚集在一起,形成原子像一棵树的树干和树枝。但是树干和树枝的化学物质经常折叠成一个更紧凑的形状,要求额外的较弱的债券持有的形状。agostic债券是这些额外的债券,shape-holder。他们之间发生金属和一个遥远的碳氢键链,折叠链回金属和固定。
首次发现于1980年代,agostic债券经常发生在催化剂因为催化剂通常含有金属。这项工作将有助于研究人员更好地处理在一些催化反应中常见的工业过程如塑料或燃料。
问题的核心
金属在催化剂通常是分子的活性中心。布洛克和博士后化学家Edwin van der艾德知道agostic债券将有助于保护催化剂的活性金属工作在错误的时间:碳氢键块活性金属,直到条件是正确的,这反过来将有助于科学家们更好地控制催化反应。所以van der艾德着手生产和结晶催化剂含有金属原子——在这种情况下,钼。
在实验室里,van der艾德的化学品瓶举行molybdenum-containing分子把紫色的解决方案。他说另一种液体诱导钼复杂的结晶,就像盐结晶在海边海水形成片。一些晶体形成底部的烧瓶和其他人的顶部形成紫色的解决方案。
奇怪的是,水晶是两个不同的颜色。
橙色结晶形成底部的烧瓶和蓝色的上面。如果van der艾德橙色或者蓝色晶体溶解在新鲜原溶剂瓶,返回的紫罗兰色,和原始的相同的属性紫罗兰的解决方案。这些结果表明分子中两个颜色的固体可以产生两种结构的液体,他们轻松地来回变化。
研究人员调查了不同颜色的水晶来确定其结构。分子形成一个形状像一架钢琴凳:环状截面形式凳子座上的钼原子,与多个腿连接底部的钼。
腿之一,然而,比别人长,包含三个碳原子的链,每个都有至少一个突出的氢。研究小组发现,长腿是参与agostic债券,与中间的碳原子参与橙色晶体和结束碳参与蓝色晶体。
电费单萍杨EMSL,能源部环境分子科学实验室的用电校园,走上EMSL超级计算机的奇努克对橙色和蓝色的结构进行理论亚博老虎机网登录计算。化学,这两个结构几乎是等可能的,蓝色的有一个轻微的边缘。分析还揭示了为什么晶体不同的颜色,这是由于结构中的微妙之处。
这项工作是由美国能源部科学办公室。亚博老虎机网登录
来源:http://www.pnnl.gov/