פריצת דרך: חוקרים מהאוניברסיטה העברית הצליחו לייצר תרכובות של גזים אצילים

בעתיד ישמשו להרדמה ברפואה ולדלקים עתירי אנרגיה וידידותיים לסביבה

אבי בליזובסקי

איור: שלבים בתהליך ההיווצרות של המולקולה האורגנית הראשונה של גז אציל HXeCCH.

קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/gazazil0305.html

תרכובות כימיות של יסודות אצילים בשילוב מולקולות פחמֵימנים, שעד כה נחשבו בלתי ניתנות להרכבה, יוצרו לראשונה הודות לעבודתם של חוקרים באוניברסיטה העברית בירושלים.
פריצת דרך זו של פרופ' בני גֵרְבֵּר וצוות המחקר במכון לכימיה באוניברסיטה העברית עשויה לפתוח עידן חדש בכימיה המודרנית ולסלול את הדרך לייצור תרכובות כימיות חדשות לשימוש בתחומים רבים כמו תורת ההרדמה ברפואה ודלקים עתירי אנרגיה איכותיים, בטיחותיים וידידותיים יותר לסביבה מהנמצאים בשימוש כיום.
ליסודות האצילים – הכוללים הליום, ניאון, ארגון, קריפטון, קסנון, רדון – הנמצאים בטור הימני של הטבלה המחזורית, קיים מעמד ייחודי בכימיה. אטומים אלו אינם יוצרים קשרים כימיים עם אטומים אחרים למעט בתנאים של אנרגיה רבה מאוד המסייעת בהסרת האלקטרונים מן הקליפות הסגורות ומביאה להתקשרות כימית.

חוקרים בכל העולם מנסים לקבל תרכובות חדשות עם גזים אצילים ובעבורם זהו אתגר כימי ומדעי גדול ומבטיח.

להישג חשוב בתחום הגיע פרופ' בני גֵרְבֵּר מהאוניברסיטה העברית, כאשר ניבא בעזרת חישובים תאורטיים את קיומה של “משפחה” כימית חדשה המורכבת מתרכובות שונות של גזים אצילים ופחמֵימנים.

בהתבסס על התאוריות של פרופ' גֵרְבֵּר, הצליחו מדענים מובילים בהלסינקי שבפינלנד (פרופ' מרקו רסנן ועמיתיו) ובמוסקבה (פרופ' ולדימיר פלדמן ועמיתיו) לייצר במעבדותיהם תרכובות חדשות. התהליך היה קל יחסית ולא הצריך שימוש בטכניקות ששימשו כימאים בעבר אשר כללו חומרים פעילים מאוד.

השילוב של אטומים של גזים אצילים במולקולות אורגניות בסיסיות (פחמֵימנים) הוא הישג שעורר עניין רב בקהילת הכימאים בעולם ואשר פותח אפשרויות רבות לקבלת נגזרות שונות ומגוונות של תרכובות עם גזים אצילים. לדוגמה, הגז קסנון (xenon) שאין לו כל השפעות פיסיולוגיות שליליות יכול לשמש כגז מרדים ברפואה. שימוש אפשרי נוסף הוא ייצור של דלקים חדשים עתירי אנרגיה המזהמים פחות את האוויר ודי בנפח קטן שלהם לשחרור אנרגיה. שימושים עתידיים בייצור של מגיבים כימיים המבוססים על תרכובות אלו, שאינן מזהמות את הסביבה כמו חומרים קיימים, יכולים להיות ברפואה בתעשייה ובחקלאות.

ההנחה בדבר חוסר הפעילות הכימית של היסודות האצילים ואי התקשרותם עם אטומים אחרים
הועלתה בשִלהי המאה התשע-עשרה והובנה עם התפתחות תורת הקוואנטים לפני כשבעים שנה. אז התגלה כי הדבר נובע מהקליפות האלקטרוניות הסגורות והיציבות של אטומים אלו וכי תכונה זו היא שגורמת להתנהגותם.
הצלחה ראשונה בפתיחת הקליפות הסגורות של היסוד האציל לשם יצירת קשרים כימיים נרשמה בשנות השישים, אלא שזו נעשתה בקושי רב ורק ביסודות חזקים ופעילים מאוד דוגמת פלואור. כל זה הגביל את סוגי התרכובות שאפשר היה לייצר וכך גם את פוטנציאל השימוש בהן.

לידיעה באתר physorg
ידען הפיסיקה
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~115824524~~~95&SiteName=hayadan