Dekacene • Arkady Kuramshin • Ảnh khoa học về Ngày trên "Yếu tố" • Hóa học

Decatsen

Trước bạn – cấu trúc của decacene và hình ảnh của phân tử của nó, thu được bằng cách sử dụng kính hiển vi quét đường hầm. Decacene là dài nhất tại thời điểm acen – một hydrocacbon thơm đa vòng bao gồm cô đặc gắn liền mạch (có nghĩa là, có hai nguyên tử cacbon chung với nhau) vòng benzen. Có mười vòng như vậy trong decacen. Trước khi tổng hợp gần đây của các quyết định, người nắm giữ kỷ lục đã thu được bảy năm trước đây, một noncene bao gồm chín vòng benzen.

Hydrocacbon thơm đa vòng, và giá cả đặc biệt, luôn luôn thú vị với các nhà hóa học vì cấu trúc độc đáo của họ – tốt, chỉ vì lợi ích của "sưu tầm hóa học", nghĩa là, trở nên đẹp từ quan điểm của một người thử nghiệm, một phân tử chưa ai nhận được. Tuy nhiên, đôi khi, để bổ sung một bộ sưu tập như vậy với một trường hợp mới, các nhà hóa học quản lý để phát triển các phương pháp và phương pháp mới, với sự giúp đỡ mà người ta có thể nhận được, mặc dù ít hợp chất hơn.

Các acen đơn giản nhất là naphthalene và anthracene, có chứa hai và ba vòng benzen đặc, tương ứng.Naphthalene được biết đến như một biện pháp khắc phục sâu bướm (nhưng không còn được sử dụng vì khả năng gây ung thư), trước đây anthracene được sử dụng để tăng số octan, và cả hai acenes này là vật liệu khởi đầu cho tổng hợp hóa học. Naphthalene và anthracene ổn định, cả hai hợp chất này có thể được tìm thấy trong thành phần của dầu mỏ hoặc than đá. Tuy nhiên, phân tử acene càng dài thì càng ít ổn định. Điều này là do thực tế là, không phân biệt số chu kỳ, có sáu electron π ở mức điện tử bên ngoài của nó, cũng như trong phân tử benzen và sáu electron được phân bố trên một diện tích không gian rộng lớn, phân tử acene kém ổn định hơn. Giá của pentacene cũ hơn (có chứa hơn năm vòng benzen cô đặc) rất khó có được. Vì vậy, các nỗ lực tổng hợp bảy chu trình heptacene xếp hàng kéo dài trong khoảng bảy mươi năm, và, giống như decacen, nó chỉ thu được trong năm nay.

Để có được decacene, các nhà nghiên cứu đầu tiên thu được tiền thân của nó (phân tử tiền chất) – một phân tử chứa mười chu trình carbon và bốn nguyên tử oxy. Chất này thu được bằng tổng hợp hóa học ba bước từ các thuốc thử thương mại. Sự tổng hợp của tiền thân là giai đoạn đơn giản nhất trên con đường để giải mã.Phân tử chứa oxy tổng hợp đã được cố định trên bề mặt của vàng, sau đó các nguyên tử oxy tách ra khỏi tiền thân với một kính hiển vi điện tử quét, thu được các decace mục tiêu. Với mục đích này, một phân tử chứa oxy cố định trên vàng đã được quét, tăng điện áp được áp dụng cho đầu dò kính hiển vi từ +1,6 đến +2,6 volt. Vì các nguyên tử oxy của phân tử tiền thân tăng lên trên mặt phẳng, trong đó có mười vòng carbon, điện áp được cung cấp từ đầu dò dẫn đến sự kích thích các nguyên tử oxy và phá vỡ liên kết cacbon-cacbon. Trên nền vàng, mười vòng carbon được đặt trong một đường vẫn còn – quyết định. Được thành lập với sự giúp đỡ của cùng một kính hiển vi điện tử quét cấu trúc của chất này, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng sản phẩm của các thao tác như vậy ở cấp độ phân tử nguyên tử chính xác là acene, bao gồm mười vòng được sắp xếp tuyến tính.

Tổng hợp decacene Hình ảnh từ J. Krüger và cộng sự, 2017. Decacene: On-Surface Generation

Mặc dù decaene duy trì sự ổn định chỉ ở nhiệt độ cực thấp (khoảng 5-10 K) và khó có thể tìm thấy ứng dụng thực tế,Thật thú vị khi các nhà nghiên cứu nghiên cứu các tính chất điện tử của nó – trước hết, để tìm hiểu xem hành vi của các electron trong acenes thay đổi như thế nào với số vòng benzen trong một phân tử. Giá tham chiếu đến các chất bán dẫn hữu cơ, do đó, giá bán ổn định tại phòng và nhiệt độ cao hơn (với số lượng vòng benzen từ hai đến năm) được sử dụng trong thực tế. Vì vậy, pentacene và các dẫn xuất của nó được sử dụng như các thành phần của các mạch điện tử hữu cơ (xem Organic Electronics).

Arkady Kuramshin


Like this post? Please share to your friends:
Trả lời

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: