Молодые ученые приготовили металлический ?сэндвич? начинкой наружу

С?их?помощью можно будет создать новые материалы с?управляемыми свойствами. Работа проходила в?рамках проекта, поддержанного грантом Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда, а?ее?результаты опубликованы в?журнале Angewandte Chemie.

В?большинстве соединений металлов их?атомы несут на?себе положительный заряд. Типичный пример?— поваренная соль NaCl, в?которой натрий?— элемент металлической природы?— положительный, в?то?время как отрицательный заряд сосредоточен на?хлоре. Кристаллы соли, которую можно найти на?любой кухне, существуют именно благодаря притяжению разноименно заряженных натрия и?хлора.

Во?второй половине?ХХ века английские химики Джон Уилкинсон и?Эмиль Фишер получили Нобелевскую премию по?химии за?изучение так называемых сэндвичевых соединений, к?которым относится, например, ферроцен. Его молекулы состоят из?двух компонентов. Первый?— плоские отрицательно заряженные органические фрагменты, состоящие из?углерода и?водорода. Второй компонент?— ион металла железа с?положительным зарядом?— зажат между органическими фрагментами, как начинка между двумя кусками хлеба.

Хотя все металлы в?большинстве своих соединений обладают положительным зарядом, есть исключения: например, платина и?палладий в?некоторых своих соединениях ведут себя как отрицательно заряженные центры. Ранее авторы статьи в?ряде работ показали, что этот отрицательный заряд в?металлах может притягиваться к?положительному заряду на?галогенах?— элементах седьмой группы Периодической таблицы. Исследователи решили использовать подобную систему в?своей работе, но?с?некоторыми модификациями: они заменили фрагмент с?положительным зарядом на?галогене на?плоскую систему, где этот положительный заряд распределен уже на?атомах углерода.

Нам удалось собрать системы, где уже отрицательный заряд на?металле притягивается к?положительному заряду на?органических плоских фрагментах. Из-за обратного расположения зарядов и?было решено назвать эти системы ?обратными сэндвичами?

Один из?авторов статьи, ассистент кафедры физической органической химии Института химии 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入?Даниил Иванов

Чтобы получить такую структуру, ученые взяли соединения платины и?палладия и?добавили к?ним органические соединения, чьи молекулы были плоскими. Далее авторы медленно упаривали получившиеся растворы, чтобы избавиться от?растворителя и?повысить концентрацию веществ. Обратные сэндвичи собирались сами во?время упаривания в?образующейся твердой фазе.

Твердая фаза из?раствора выстраивалась в?кристаллы, поэтому, чтобы определить их?структуру, авторы использовали рентгеноструктурный анализ, позволяющий ?сфотографировать? относительное расположение атомов и?молекул в?твердой фазе. Полученные структурные данные авторы дополнили теоретическими расчетами.

?Мы?собираемся продолжить изучать взаимодействия с?участием атомов металлов, на?которых сосредоточен отрицательный заряд. В?частности, многие соединения металлов обладают полезными фотофизическими свойствами?— например, умением светиться, люминесценцией. Мы?хотим понять, как включение соединения металла в?состав обратных сэндвичей влияет на?такие свойства?,?— добавил Даниил Иванов.

Работа проходила в?сотрудничестве с?учеными из?Института физической химии и?электрохимии РАН.

Авторы также добавляют, что сейчас изучают свойства соединений металлов в??свободном? виде и?в?составе обратных сэндвичей. Если в?будущем ученые обнаружат у?них полезные свойства, то?смогут использовать их?для создания новых материалов и?для управления этими свойствами. Например, если в?двух световых устройствах использовать одно и?то?же соединение металла, но?в?свободном виде и?в?составе обратного сэндвича, есть шанс, что цвет люминесценции будет варьироваться.