126 ölçüdə benzol

Avstraliyalı elm adamları bu yaxınlarda özlərini çoxdan valeh edən bir kimyəvi molekulu təsvir etdilər. Tədqiqatın nəticələrinin yeni günəş hüceyrələri dizaynları, üzvi işıq diodları və benzolun istifadə olunduğu yeni nəsil texnologiyalarına təsir göstərəcəyinə inanılır.

Benzen üzvi kimyəvi bir qarışıqdır. Ən sadə karboksiklik, neytral aromatik karbohidrogendir. DNT, zülal, ağac və yağın bir hissəsidir. Benzol istehsalı problemi, bu birləşmə kəsildiyi vaxtdan bəri kimyaçılarda maraq doğurur. 1865-ci ildə Alman kimyaçı Fridrix Avqust Kekule benzolun karbon atomları arasında tək və ikiqat əlaqələrin dəyişdiyi altıbucaqlı halqalı bir sikloheksatrien olduğunu fərz etdi.

Şəkil mənbəyi: Pixabay

Kimyəvi dairələrdə 1930-cu illərdən bəri benzol molekulunun quruluşu haqqında bir mübahisə var. Bu mübahisə son illərdə daha da şiddətləndi, çünki altı karbon atomundan və altı hidrogen atomundan ibarət olan benzol, texnologiyanın qabaqcıl sahəsi olan optoelektronik materialların istehsalında istifadə edilə bilən ən kiçik molekuldur.
Bir molekulun quruluşu ilə bağlı mübahisələr ona görə ortaya çıxır ki, azca atom tərkibli olsa da, təcrübəmizdən bildiyimiz üç və ya hətta dörd ölçülü (zaman daxil olmaqla) riyazi olaraq təsvir olunmayan bir vəziyyətdə mövcuddur. 126 ölçü. Bu nömrə hardan gəldi? Bir hissəcikdəki 42 elektronun hər biri üç ölçüdə təsvir olunur və onları hissəciklərin sayına vursanız 126 olar. Yəni bunlar həqiqi deyil, riyazi ölçülərdir. Bu mürəkkəb və çox kiçik sistemin ölçülməsi bu günə qədər mümkünsüz olduğunu sübut etdi, beləliklə benzoldakı elektronların dəqiq davranışı məlum deyildi. Və bu bir problem idi, çünki bu məlumatlar olmadan texniki tətbiqlərdə molekulun davamlılığını heç vaxt tam təsvir etmək mümkün olmayacaqdır.
Ancaq indi, Timothy Schmidt-in rəhbərliyi ilə Exciton Science-in ARC Mükəmməllər Mərkəzi və Sidneydəki Yeni Cənubi Uels Universitetindən Timothy Schmidt ilə işləyən elm adamları bu sirri həll etməyə müvəffəq oldular. UNSW və CSIRO Data61-dən olan həmkarları ilə birlikdə dalğa formu funksiyalarını bütün 126 ölçüdə xəritələşdirmək üçün benzol molekullarına Voronoi Metropolis Dynamic Sampling (DVMS) adlı kompleks, alqoritm əsaslı bir metod tətbiq etdi. Bu alqoritm, ölçülü boşluğun hər biri elektron mövqelərinin permütasiyalarına uyğun olan "plitələrə" bölünməsini təmin edir. Bu tədqiqatların nəticələri "Nature Communications" jurnalında dərc edilmişdir. Alimlərin xüsusi marağına səbəb olan elektron spinini anlamaq idi. Professor Schmidt nəşrdə "Kəşf etdiklərimiz çox təəccüblü oldu" deyə qeyd edir. "Karbon ikiqat bağdakı spin yuxarıya doğru daha az enerjili üç ölçülü konfiqurasiyalarda birləşdirilir. Bu, molekulun enerjisini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır və itələyən və qaçan elektronlar sayəsində molekülü daha sabit hala gətirir. , Texniki Tətbiqlərdə arzu olunan bir xüsusiyyətdir.