126 ölçüdə benzol
Avstraliyalı alimlər bu yaxınlarda uzun müddətdir ki, onların diqqətini cəlb edən kimyəvi molekulu təsvir ediblər. Tədqiqatın nəticəsinin günəş batareyalarının, üzvi işıq yayan diodların və benzolun istifadəsini göstərən digər yeni nəsil texnologiyaların yeni dizaynlarına təsir edəcəyi güman edilir.
benzin aren qrupundan olan üzvi kimyəvi birləşmə. Ən sadə karbosiklik neytral aromatik karbohidrogendir. O, digər şeylər arasında DNT, zülallar, ağac və yağın tərkib hissəsidir. Kimyaçıları benzolun strukturu problemi birləşmənin təcrid olunmasından bəri maraqlandırır. 1865-ci ildə alman kimyaçısı Fridrix Avqust Kekule, benzolun karbon atomları arasında tək və cüt bağların növbələşdiyi altı üzvlü sikloheksatrien olduğunu fərz etdi.
30-cu illərdən bəri kimya dairələrində benzol molekulunun quruluşu ilə bağlı müzakirələr gedir. Bu mübahisə son illərdə əlavə aktuallıq qazandı, çünki altı hidrogen atomuna bağlanmış altı karbon atomundan ibarət olan benzol, gələcəyin texnologiya sahəsi olan optoelektronikanın istehsalında istifadə edilə bilən ən kiçik məlum molekuldur. .
Molekulun quruluşu ilə bağlı mübahisə ona görə yaranır ki, o, az sayda atom komponentinə malik olsa da, təcrübəmizdən bildiyimiz kimi, riyazi olaraq üç və ya hətta dörd ölçü ilə (o cümlədən, vaxt da daxil olmaqla) təsvir olunan bir vəziyyətdə mövcuddur. 126 ölçüyə qədər.
Bu rəqəm haradan gəldi? Buna görə də molekulu təşkil edən 42 elektronun hər biri üç ölçüdə təsvir edilir və onları hissəciklərin sayına vurmaqla düz 126 ədəd verir. Deməli, bunlar real deyil, riyazi ölçülərdir. Bu mürəkkəb və çox kiçik sistemin ölçülməsi indiyə qədər qeyri-mümkün olmuşdur, bu da benzoldakı elektronların dəqiq davranışının bilinməməsi demək idi. Və bu bir problem idi, çünki bu məlumat olmadan texniki tətbiqlərdə molekulun sabitliyini tam təsvir etmək mümkün olmazdı.
İndi isə ARC Exciton Elmdə Mükəmməllik Mərkəzinin və Sidneydəki Yeni Cənubi Uels Universitetinin Timoti Şmidtin rəhbərlik etdiyi alimlər sirri açmağa müvəffəq olublar. UNSW və CSIRO Data61-dəki həmkarları ilə birlikdə o, bütün dalğa uzunluğu funksiyalarını xəritələşdirmək üçün benzol molekullarına Voronoi Metropolis Dynamic Sampling (DVMS) adlı mürəkkəb alqoritm əsaslı metodu tətbiq etdi. 126 ölçü. Bu alqoritm ölçülü məkanı "kafellərə" bölməyə imkan verir, onların hər biri elektronların mövqelərinin dəyişməsinə uyğundur. Bu araşdırmanın nəticələri Nature Communications jurnalında dərc olunub.
Elm adamlarının xüsusi marağına səbəb elektronların spininin başa düşülməsi idi. Professor Şmidt nəşrdə qeyd edir ki, "Bizim tapdıqlarımız çox təəccüblü idi". “Karbondakı spin-up elektronlar ikiqat bağlanaraq aşağı enerjili üçölçülü konfiqurasiyalara malikdir. Əslində, bu, molekulun enerjisini azaldır, elektronların itələməsi və itməsi səbəbindən onu daha sabit edir." Molekulun sabitliyi, öz növbəsində, texniki tətbiqlərdə arzu olunan xüsusiyyətdir.
Həmçinin baxın:
