נפתרה מחלוקת כימית נושנה

צוות חוקרים בינלאומי הצליח ללכוד את קטיון ה-2-נורבורניל בתור גביש ולקבוע מעבר לכל ספק את המבנה המרחבי של תרכובת הפחמן יוצאת הדופן ובלתי היציבה הזו.

 מודל של מבנהו הגבישי של קטיון ה-2-נורבורניל: קירור איטי והדרגתי למינוס 233 מעלות צלזיוס מאפשר למדענים לקבוע את המבנה המדויק של המולקולה. [© Ingo Krossing].

מודל של מבנהו הגבישי של קטיון ה-2-נורבורניל: קירור איטי והדרגתי למינוס 233 מעלות צלזיוס מאפשר למדענים לקבוע את המבנה המדויק של המולקולה. [© Ingo Krossing].

צוות חוקרים בינלאומי הצליח ללכוד את קטיון ה-2-נורבורניל בתור גביש ולקבוע מעבר לכל ספק את המבנה המרחבי של תרכובת הפחמן יוצאת הדופן ובלתי היציבה הזו. קטיון ה-2-נורבורניל הינו קרבוקטיון לא-קלאסי, כאשר במולקולה שלו קיים אטום פחמן טעון חיובית היוצר חמישה קשרים עם אטומים אחרים, במקום שלושה באופן רגיל. המאמר, שפורסם בכתב העת המדעי היוקרתי Science, הביא לסיומה של מחלוקת בת חמישים שנים שנתגלעה בין הכימאים.

המבנה המרחבי של קטיון ה-2-נורבורניל אומנם חריג בין המבנים הרגילים של מולקולות, אולם נראה כי מספר תגובות כימיות ניתנות להסבר רק על ידי קיומו של שלב הביניים זה שהינו בעל משך חיים קצר ביותר. מדענים אומנם הצליחו לסנתז את המולקולה לפני זמן רב, אולם פענוח המבנה שלה היווה אתגר הרבה יותר קשה. הסיבה לכך הייתה מהירות הנדידה הגבוהה של אטומי המימן בין העמדות השונות, אפילו בגביש המבודד. עד עתה, מהמורה זו מנעה מהמדענים להציג ראיה חותכת באשר למיקומם המדויק של הקשרים והאטומים במולקולה זו.

במאמר שלהם, החוקרים מתארים כעת את השיטה שבאמצעותה הם הצליחו בסופו של דבר להשיג את פענוח המבנה של קטיון ה-2-נורבורניל בעזרת קרני רנטגן. במסגרת שיטה זו מעבירים קרני רנטגן דרך גביש ולאחר מכן קובעים את מבנה המולקולה על סמך תבניות הפיזור של הקרן הנפלטת. במקרה מיוחד זה, המדענים נדרשו גם לשלב המורכב של הפחתה איטית והדרגתית של הטמפרטורה על מנת להקפיא את נדידתם של אטומי המימן ולקבע את מיקומם בטמפרטורה של מינוס 233 מעלות צלזיוס.

כבר בשנת 1949 מתח ביקורת זוכה פרס הנובל בכימיה פרופסור הרברט צ'ארלס בראון על התיאור הראשון בנוגע לקרבוקטיונים לא-קלאסיים שפרסם הפרופסור לכימיה Saul Winstein ודרש ראיה ניסיונית חותכת. במשך שנים רבות קרבוקטיונים בעלי עד שלושה קשרים ומטען חיובי נחשבו כחלום באספמיה ואזכורם אף נאסר בכתבי-העת המדעיים הרשמיים. בשנות השישים מדענים הצליחו סוף כל סוף לזהות את הצורונים הללו באמצעות שיטות ספקטרוסקופיות והודות למחקריו של חתן פרס נובל לכימיה פרופסור ג'ורג' אנדרו אולה. במקרה של קרבוקטיונים לא-קלאסיים, מצב הקישור יוצא הדופן של הפחמן ופיזורו של המטען החיובי על פני מספר אטומי פחמן הובילו למחלוקת מדעית בת עשרות שנים בקרב הכימאים המובילים בתחומם באשר לעצם היתכנות קיומן של תרכובות אלו – מחלוקת שבאה לסיומה זה עתה. הידיעה על המחקר

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

תגובה אחת

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן