Бензен у 126 димензија
Аустралијски научници су недавно описали хемијски молекул који је дуго привукао њихову пажњу. Верује се да ће резултат студије утицати на нове дизајне соларних ћелија, органских светлећих диода и других технологија следеће генерације које показују употребу бензена.
бензен органско хемијско једињење из групе арена. То је најједноставнији карбоциклични неутрални ароматични угљоводоник. То је, између осталог, компонента ДНК, протеина, дрвета и уља. Хемичари су били заинтересовани за проблем структуре бензена од изолације једињења. Немачки хемичар Фридрих Август Кекуле је 1865. године поставио хипотезу да је бензен шесточлани циклохексатриен у коме се једноструке и двоструке везе смењују између атома угљеника.
Од тридесетих година прошлог века у хемијским круговима се воде расправе о структури молекула бензена. Ова дебата је добила додатну хитност последњих година јер је бензен, састављен од шест атома угљеника везаних за шест атома водоника, најмањи познати молекул који се може користити у производњи оптоелектронике, технолошкој области будућности. .
Контроверза око структуре молекула настаје зато што, иако има мало атомских компоненти, постоји у стању које је математички описано не са три или чак четири димензије (укључујући време), као што знамо из нашег искуства, већ до 126 величина.
Одакле овај број? Дакле, сваки од 42 електрона који чине молекул је описан у три димензије, а множењем са бројем честица добија се тачно 126. Дакле, ово нису стварна, већ математичка мерења. Мерење овог сложеног и веома малог система до сада се показало немогућим, што је значило да се тачно понашање електрона у бензену није могло знати. И то је био проблем, јер без ових информација не би било могуће у потпуности описати стабилност молекула у техничким применама.
Сада су, међутим, научници предвођени Тимотијем Шмитом из АРЦ центра изврсности у науци о ексцитону и Универзитета Новог Јужног Велса у Сиднеју успели да разоткрију мистерију. Заједно са колегама у УНСВ и ЦСИРО Дата61, применио је софистицирану методу засновану на алгоритму под називом Воронои Метрополис Динамиц Самплинг (ДВМС) на молекуле бензена да би мапирао њихове функције таласне дужине преко свих 126 величина. Овај алгоритам вам омогућава да поделите димензионални простор на "плочице", од којих свака одговара пермутацијама положаја електрона. Резултати ове студије објављени су у часопису Натуре Цоммуницатионс.
Од посебног интереса за научнике било је разумевање спина електрона. „Оно што смо открили било је веома изненађујуће“, напомиње професор Шмит у публикацији. „Спин-уп електрони у угљенику су двоструко повезани у тродимензионалне конфигурације ниже енергије. У суштини, смањује енергију молекула, чинећи га стабилнијим због одгуривања и одбијања електрона." Стабилност молекула је заузврат пожељна карактеристика у техничким применама.
Погледајте и:
