Химики из Великобритании и Германии использовали просвечивающий электронный микроскоп, чтобы получить информацию о механизмах создания и разрыва химических связей в молекулах. Статья об этом опубликована в журнале Science Advances.
Получение молекулы рения в SWNT
Передовые методы микроскопии, такие как атомно-силовая микроскопия (АСМ) или сканирующая туннельная микроскопия (СТМ), позволяют получить данные о положении атомов и длине связей между ними, но наблюдать непосредственно за образованием и разрывом химических связей в реальном времени еще не удавалось никому.
Авторы использовали для своих экспериментов молекулу Re2, поскольку сами атомы рения весьма массивны и молекула рения хорошо видна на просвечивающей электронной микроскопии (TEM) в вариации SALVE (Sub Angstrom Low-Voltage Electron Microscopy). Они получили молекулу рения внутри одностенной углеродной нанотрубки (SWCNT) отрывом десяти групп СО от молекулы Re2(CO)2 электронным пучком.
Разрыв и образование связи Re-Re
Затем по ходу движения молекулы рения по нанотрубке авторы увидели «в прямом эфире» увеличение расстояния между атомами рения, связанных четверной связью Re-Re длиной около 0,220 нанометров, колебания этих атомов, разрыв связи с прекращением «вибрации» атомов, а затем образование новой связи.
Авторы считают, что современная химия уже стоит на пороге непосредственного электронно-микроскопического изучения механизмов химических реакций.
Текст: Алексей Паевский
Cao, K., Skowron, S. T., Biskupek, J., Stoppiello, C. T., Leist, C., Besley, E., … Kaiser, U. (2020). Imaging an unsupported metal–metal bond in dirhenium molecules at the atomic scale. Science Advances, 6(3), eaay5849. https://doi.org/10.1126/sciadv.aay5849
