Вибрационная связь

Вибрационная связь — химическая связь, которая возникает между двумя очень большими атомами, такими как бром, и очень маленькими атомами, такими как водород, в очень высоких энергетических состояниях. Вибрационные связи существуют только в течение нескольких миллисекунд. Эта связь обнаруживается с помощью современной аналитической химии и является существенным явлением, поскольку влияет на скорость других реакций, которые могут произойти.

История

Вибрационные связи были математически предсказаны почти за 30 лет до того момента, когда их существование было экспериментально подтверждено. Исходные теоретические расчеты были проведены О. К. Клэри и Ж. Н. Л Коннор в начале 1980-х годов. Вместе они предположили, что очень большие и малые атомы при высоких энергетических состояниях позволят стабилизировать и создать временные связи в течение очень короткого периода времени. Вибрационная связь будет слабее, чем любые известные в настоящее время связи, такие как широко известные ионные или ковалентные связи.

Через год после теоретического открытия колебательных связей, Дж. Манцу и его команда подтвердили расчеты, которые ранее были сделаны, и остановились на них, показывая, что колебательные связи были наиболее вероятны при симметричных реакциях, но заявили, что колебательные связи также могут быть возможны с асимметричными реакциями. Члены команды Манцу объяснили, что, хотя теория колебательного прилипания оправдались, они нашли некоторые несоответствия с классической моделью и обнаружили, что симметричные реакции показывают резонанс, но только в определенных переходных состояниях. Однако классические модели до сих пор было бы целесообразно использовать для прогнозирования колебательных связей.

В 1989 году Дональд Флеминг заметил, что реакция между бромом и мюонием замедляется, а температура увеличивается. Этот феномен известен как «колебательные связи» и в 2014 году к ним снова привлек внимание Дональд Флеминг. В 1989 году технологии, чтобы собрать достаточно данных о реакции, не существовало, и Дональд Флеминг и его команда приостановили эти исследования .

Открытие

Дональд Флеминг и его команда совсем недавно начали собственное исследование колебательных связей, и, как они ожидали от результатов своих экспериментов в 1989 году, BrLBr реакция замедляется при высоких температурах, сейчас с использованием современных инструментальных методов анализа с фотоэлектронной спектроскопией, колебательная связь была обнаружена, но длился всего несколько миллисекунд. Колебательные облигации действовали иначе, чем ван-дер-Ваальсовых силы реакции, потому что энергия была сбалансирована по-разному.

Связь

В химии известно, что повышение температуры увеличивает скорость реакции или эксперимента, однако колебательные связи не образуются как ковалентные связи, где электроны являются общими между двумя атомами соединения. Вибрационные связи создаются при высокой энергии, где мюоний отскакивает от атомов брома, «как шарик для пинг-понга, прыгающий между двух шаров для боулинга», по словам Дональда Флеминга. Это прыгающее действие понижает потенциальную энергию BrMuBr молекулы и, следовательно, замедляет скорость реакции.

Данный вид связей был подтвержден не только в молекулах BrMuBr, но и в более тяжелых изотопах водорода (протия, дейтерия и трития).

Актуальность

Это открытие меняет понимание химических связей, ван-дер-Ваальсовых взаимодействий, и недавно обнаруженные колебательные связи показывают, что существуют различные механизмы и энергии для различных связей, и экспериментальное обнаружение колебательных связей имеет потенциал, чтобы стимулировать дополнительные исследования в области изотопного взаимодействия.