Суператомы объединяются в мегамолекулы

Курамшин А.И.
(«ХиЖ», 2016, №9)

s20160914 chem superatom.jpgЭлегантная работа ученых из США пополнила список химических веществ молекулами, состоящими из суператомов. Американским химикам удалось синтезировать псевдомолекулы, содержащие два или три металлических кластера с однозначным составом и строением («ACS Nano Letters», 2016, 16, 8, 5273—5277; doi: 10.1021/acs.nanolett.6b02471). Электрохимическими и иными свойствами этих соединений можно управлять, отсюда возможность их применения в катализе, системах для преобразования энергии и хранения информации.

Кластеры халькогенидов металлов, стабилизированные подходящими лигандами, представляют собой примеры так называемых суператомов — наноразмерных систем, которые хоть и состоят из десятков и более атомов, но с точки зрения электронного строения ведут себя как отдельные атомы. В прошлом суператомы получали, охлаждая пары натрия или алюминия, сравнительно недавно их научились «собирать» с помощью направленного химического синтеза. Как только стало возможным контролировать состав и строение таких суператомов, исследователи начали пытаться получить бо́льшие по размеру структуры — мегамолекулы.

Сначала эти попытки основывались на принципах молекулярного распознавания и самоорганизации с участием межмолекулярных взаимодействий. В новой работе Колина Наколлса и его коллег из Колумбийского университета показано, что суператомы можно объединить в псевдомолекулярные структуры, связав их классическими ковалентными связями. Для демонстрации такой возможности ученые выбрали кластеры селенида кобальта с общим составом Co6Se8. Чтобы увеличить устойчивость кобальт-селенидного ядра и позволить ему формировать ковалентные связи, группу Co6Se8 стабилизировали карбонильными и фосфиновыми лигандами: общую формулу таких суператомов можно записать как Co6Se8 (CO)x(PR3)(6-x).

Исследователи заявляют, что их молекулы характеризуются строго определенным порядком размещения суператомов и электронной конфигурацией, типичной для обыкновенных молекулярных структур из традиционных атомов элементов Периодической системы. Замена ряда карбонильных лигандов (CO) на изоцианидные или фосфиновые фрагменты позволяет контролировать тип и длину мостика, связывающего суператомы, что, в свою очередь, влияет на электрохимические свойства всей молекулы.

Ли Кронин из университета Глазго, также предпринимавший попытки получить псевдомолекулярные системы из суператомных строительных блоков, высоко оценивает работу американских коллег. По его мнению, подобных структур скоро станет больше и они могут оказаться полезными в самых неожиданных областях — вплоть до создания аккумуляторов водорода для двигателей будущего.

Разные разности

05.08.2019 10:00:00

...как следует из данных, полученных межпланетным аппаратом «Кассини», кольца Сатурна намного моложе самой планеты...

…опубликованы результаты второго этапа проекта «Микробиом человека»...

...ферменты бактерий, обитающих в человеческом кишечнике, могут превратить эритроциты групп крови А в эритроциты «универсальной» крови группы 0...

>>
30.07.2019 17:30:00

Климатологи из Саскачеванского университета проанализировали данные о почти девяти тысячах дождей, собранные с 1964 по 2013 год. Вывод оказался таким: чем сильнее развивается глобальное потепление, тем чаще случаются именно катастрофические ливни.

>>
24.07.2019 15:30:00

Масштаб голодания в североамериканских учебных заведениях оценила аспирантка Флоридского университета Асиль Эль-Зайн. Проведенный ею опрос показал, что 19% студентов недоедает, а каждый четвертый постоянно с ужасом думает, где взять деньги на завтрашнюю еду.

>>
08.07.2019 16:00:00

...необходимы новые оценки значимости научных журналов, более широкие и прозрачные, чем импакт-фактор...

...деградацию полиэтиленового и полистиролового мусора в море ускоряет специализированное сообщество бактерий...

...смертность африканских слонов от браконьерства снизилась с 10% в 2011 году до менее 4% в 2017-м, вероятно, из-за запрета на торговлю слоновой костью в Китае...

>>
28.06.2019 14:00:00

Доктор Аниш Бхува из Лондонского университетского колледжа решила проследить за изменениями системы кровоснабжения у тех, кто впервые решил пробежать лондонский марафон.

>>