Углеродное кольцо, лантаноиды против выхлопных газов, реинтродукция зубра

Наука и жизньНаука

Вести из лабораторий

Углеродное кольцо

Чем отличается сверкающий алмаз в дорогой оправе от графитового грифеля простого карандаша? Ценой, прочностью, цветом — да практически всем! Но есть у этих двух абсолютно разных материалов и кое-что общее: и алмаз и графит — всего лишь разные формы одного и того же химического элемента. Оба материала состоят только из атомов углерода, а разительные отличия в свойствах веществ возникают из-за разного способа соединения атомов между собой.

Графит можно превратить в алмаз, как, впрочем, и наоборот. Но есть ли ещё варианты существования углерода, что называется, в чистом виде? Да, и такие формы известны уже сравнительно давно: углеродные нанотрубки, фуллерены и графен. Все эти структуры — вариации на тему плоских графитовых слоёв. Графен — это слой из атомов углерода в его самом простом виде. Нанотрубка, как следует из названия, представляет собой очень маленькую трубку, свёрнутую из графена. А фуллерен — «мячик» из атомов углерода. Но вот что химикам долго не удавалось, так это сделать из атомов углерода кольца.

Структура синтезированного углеродного кольца из 18 атомов.

Здесь стоит подчеркнуть разницу между молекулами, в которых к цепочке из атомов углерода присоединены атомы других элементов, и теми, где, кроме атомов углерода, нет никаких других. Среди первых есть самые разнообразные формы и структуры (собственно, на них построена жизнь). Но если в нашем химическом конструкторе, кроме атомов углерода, не будет никаких других, то число реально существующих моделей сократится на порядки. На бумаге можно нарисовать разные структуры и цепочки (что мы, собственно, делаем на уроках органической химии), но в реальности такие конструкции оказываются неустойчивыми.

И вот недавно химики из Оксфордского университета и исследовательского центра IBM сообщили о первом успешном синтезе молекулы, содержащей восемнадцать атомов углерода, объединённых в кольцо. Здесь нет никакой ошибки, они получили именно молекулу — в единственном экземпляре. Однако этот синтез очень сильно отличался от привычных химических опытов. Сначала исследователи взяли молекулу, в которой уже содержался прообраз будущего углеродного кольца, но оно было стабилизировано своеобразными «скрепками», которые не давали ему развалиться. Полученную заготовку разместили на специально подготовленной подложке, после чего при низкой температуре и низком давлении с помощью атомно-силового микроскопа от этой молекулы последовательно отделили те самые скрепки, оставив одно углеродное кольцо, состоящее из восемнадцати атомов. Что самое удивительное, молекула не распалась и осталась «лежать» на подложке.

Исследователей больше всего интересовал вопрос, как устроены связи между атомами углерода в кольце. Представим, что у углерода есть четыре «руки» — они будут символизировать четыре химические связи. Когда такие четырёхрукие атомы находятся в кольце, у них есть два варианта, как держаться друг за друга. Первый вариант — когда каждый атом держит соседа слева и справа двумя руками. В таком случае все связи в кольце будут одинаковыми и по длине и по прочности. В другом варианте атом углерода может держать соседа слева одной рукой, а соседа справа — всеми оставшимися тремя руками. Тогда в кольце будут чередоваться одинарные связи и тройные. Вот именно второй вариант и подтвердился на практике для углеродного кольца из восемнадцати атомов.

Что может быть полезного в этом необычном веществе, если, чтобы получить только одну его молекулу, нужно затратить такие огромные усилия? Исследователи предполагают, что у подобных систем могут быть свойства полупроводников и, вполне возможно, в будущем им найдут применение. К тому же эта работа открывает целое новое направление в синтезе углеродных соединений.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

100 самых сексуальных женщин страны 100 самых сексуальных женщин страны

100 самых сексуальных женщин страны

Maxim
«Ты наступил мне на ботинок»: что и почему носит Чедвик Боузман и другие в фильме «Ма Рейни: Мать блюза» «Ты наступил мне на ботинок»: что и почему носит Чедвик Боузман и другие в фильме «Ма Рейни: Мать блюза»

Как в фильме «Ма Рейни: Мать блюза» костюмы отражают характеры героев

Esquire
Interstellar Lab планирует построить «марсианскую деревню» в пустыне Мохаве Interstellar Lab планирует построить «марсианскую деревню» в пустыне Мохаве

Добраться до Марса – это одно, а жить там – совсем другое

Naked Science
Обзор TWS-гарнитуры Huawei FreeBuds 4i: четверка с плюсом Обзор TWS-гарнитуры Huawei FreeBuds 4i: четверка с плюсом

Наушники от Huawei показали образцовую автономность и отличное качество звучания

CHIP
Полтора века — от таблицы Менделеева к Периодической системе Полтора века — от таблицы Менделеева к Периодической системе

Как за эти полтора века менялась основная «икона» химии

Наука и жизнь
Он долго решался / не решался признаться ей в любви Он долго решался / не решался признаться ей в любви

Буквы одинаковые — значения противоположные

Наука
Стая товарищей Стая товарищей

Повесть о том, что значит быть собакой, и о том, что значит быть человеком

Наука и жизнь
Сити-брейк: когда нужен короткий выходной Сити-брейк: когда нужен короткий выходной

Путешествие на пару дней в другой город – отличный вариант, чтобы развеяться

Лиза
В корне питательно В корне питательно

Как картошка покорила Россию

Огонёк
Лебединое озеро Лебединое озеро

Самым теплым морем в этом году оказалось озеро Байкал — и самым светским

Tatler
Глубокая заморозка Глубокая заморозка

Процедура сохранения фертильности все больше заботит умы 30-летних

Grazia
В Чили обнаружен новый вид титанозавра В Чили обнаружен новый вид титанозавра

Чилийские палеонтологи обнаружили огромного титанозавра

National Geographic
Не хочу и не буду: почему отказаться от готовки — правильное решение Не хочу и не буду: почему отказаться от готовки — правильное решение

Почему ошибаются мужчины, утверждающие, что женщина обязана уметь готовить

Cosmopolitan
Марсоход Perseverance извлек кислород из атмосферы Красной планеты Марсоход Perseverance извлек кислород из атмосферы Красной планеты

Шестиколесный робот-марсоход Perseverance извлек из атмосферы Марса кислород

Forbes
Почему важно не только учиться, но и разучиваться Почему важно не только учиться, но и разучиваться

Способность избавляться от полученных знаний — это тоже суперсила

Reminder
«О героях помнят, но землю наследуют выжившие» «О героях помнят, но землю наследуют выжившие»

Екатерина Шульман о «Властелине колец» Толкина и Джексона

Weekend
Взбитые сливки Взбитые сливки

Хозяйка этого дома обожает интерьеры французских дворцов

AD
15 городов, исчезнувших с лица земли 15 городов, исчезнувших с лица земли

От этих городов не осталось ничего, но ты все равно захочешь их посетить

Maxim
Отчаянные безбилетники: как мигранты прячутся в отсеках шасси и почему это смертельно опасно Отчаянные безбилетники: как мигранты прячутся в отсеках шасси и почему это смертельно опасно

Как мигранты пытались добраться до стран первого мира в колесных нишах самолётов

TJ
«Гнев человеческий» Гая Ричи: Голливуд времен старой этики «Гнев человеческий» Гая Ричи: Голливуд времен старой этики

Гай Ричи возвращает нас в Голливуд семидесятых-восьмидесятых годов

Эксперт
Голая правда Голая правда

Как похудеть к лету и срочно подкачаться к сезону футболок и поло?

Men’s Health
Закладка для псалмов, которую оценили только через 12 лет после создания: история стикеров Post-it Закладка для псалмов, которую оценили только через 12 лет после создания: история стикеров Post-it

Каждый великий новый продукт по крайней мере трижды убивается руководством

VC.RU
Полицейское насилие получило тройное осуждение Полицейское насилие получило тройное осуждение

В США суд присяжных признал виновным экс-полицейского Дерека Шовина

РБК
Бить или не бить Бить или не бить

Татуировки – как выбирать рисунок, у кого его сделать и как от него избавиться

GQ
Фотосинтез мог появиться сразу после зарождения жизни на Земле Фотосинтез мог появиться сразу после зарождения жизни на Земле

Это произошло около 4 миллиардов лет назад.

National Geographic
Ваши друзья не пьют алкоголь? Не говорите им эти 7 фраз Ваши друзья не пьют алкоголь? Не говорите им эти 7 фраз

Какие фразы лучше не адресовать трезвеннику на вечеринке?

Psychologies
Выращивание гороха наряду с пшеницей снизит выбросы и повысит питательную ценность урожая Выращивание гороха наряду с пшеницей снизит выбросы и повысит питательную ценность урожая

Британские ученые: включение бобовых в посевы пшеницы улучшит экологию

N+1
Суровый стиль Суровый стиль

Джейсон Стэйтем. Как герой мемов о скупой мимике стал последним киногероем

GQ
Базовая комплектация класса люкс: что такое линейка кроссоверов Cadillac Базовая комплектация класса люкс: что такое линейка кроссоверов Cadillac

На четвертый-пятый-шестой — рассчитайсь!

Maxim
«Мы стремимся создать полный цикл обучения для российских врачей» «Мы стремимся создать полный цикл обучения для российских врачей»

Марина Казанфарова о старте работы Образовательного центра Фонда ММК

Наука
Открыть в приложении