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

24.04.2019 17:00:00

Исследователи из медицинских университетов Вены и Граца применили гипноз для лечения синдрома раздраженного кишечника

>>
23.04.2019 17:30:00

Существует ли связь между отказом от прививок и голосованием за популистские партии при выборах в Европарламент? Казалось бы, что может связывать высокую политику и решение вполне житейского вопроса?

>>
10.04.2019 12:30:00

Е.В.Туровой, Казань: Лестничные полимеры (ladder polymers)— высокомолекулярные соединения, состоящие из конденсированных циклов, так что их структурные формулы действительно напоминает лестницу.

>>
01.04.2019 15:00:00

…японский космический аппарат «Хаябуса-2» выполнил сложное приземление на астероид Рюгу…

…NASA официально объявило о прекращении работы марсохода «Оппортьюнити»...

…спутниковые снимки позволяют выявлять на Земле объекты, где используется принудительный труд…

>>
28.03.2019 16:00:00

Политики придумывают всевозможные экономические механизмы для того, чтобы побороть глобальное потепление, но при этом не снизить показатели экономического роста. А температура земного шара тем временем неуклонно растет.

>>