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

05.02.2019 15:30:00

В числе награжденных оказался и наш постоянный автор Аркадий Курамшин, ставший лауреатом в специальной номинации за «Популяризацию химии»

>>
04.02.2019 14:00:00

...в «Physical Review Letters» готовится к публикации статья о материале, обладающем сверхпроводимостью при температуре, близкой к комнатной...

…президенты академий наук КНР и США заявили о необходимости срочно выработать международное соглашение по генному редактированию клеток зародышевой линии человека...

...результаты добровольной алкоголизации крыс, которые оценивали в различных тестах, говорят о том, что решающий фактор склонности к потреблению этанола — низкая адаптивность...


>>
29.01.2019 16:00:00

Восемь лет назад В.И.Глазко рассказал нашему журналу про гипотезу отбора на дурака. Согласно ей, стресс ведет к тому, что среди эмбрионов выживают менее специализированные формы. В таких условиях резко снижаются качество нового поколения и, если речь идет о человеке, его умственные способности. Похоже, что исследователи из Лейденского и Лундского университетов нашли механизм такого отбора.

>>
23.01.2019 10:00:00

Горлица — дикий голубь, довольно близкий родственник обитающих в городах голубей. Считается, что охота и исчезновение сорняков на полях Европы ведут к уменьшению численности этих птиц, и она попала в список уязвимых видов. Есть и еще одна причина: вытеснение кольчатой горлицей.

>>
09.01.2019 10:00:00

…на Марс совершила посадку первая геофизическая обсерватория InSight, представители NASA заявляют, что работы будут протекать по плану...

…человек может наследовать митохондрии не только от матери, но также от отца, и это бывает причиной патологий...

…возраст образцов наскальной живописи на острове Борнео — не менее 40 тыс. лет; на сегодня это самые древние изображения...


>>