科学家拍摄世界上最小的炮弹,单个分子,用它们来研究反应如何发生

使用单个分子作为炮弹和目标在世界上最小的射箭的设置中,化学家在加拿大首次揭开了两化合物到底会发生什么冲突形成一个新的键。

化学反应发生,因为两个分子碰撞在正确的方式。但哪些正面碰撞,或只看——导致什么样的反应很难拆开,说开尔文Anggara。在一个烧杯,随机分子不断互相撞击。

来源:K Anggara et al,科学。阿德,2018 4 eaau2821 (DOI: 10.1126 / sciadv.aau2821)

控制分子碰撞发生,如何解释道约翰·波拉尼,一直被认为不可能的事情”,因为有一个内在的随机性分子运动”。但是现在,多伦多大学的团队在波兰尼和Anggara成功。他们是第一个拍单个分子在金属表面到另一个分子的精确控制反应参数的影响。

物理学中,影响参数是多少你错过你的目标的圆心,“Anggara解释道。自从影响参数确定碰撞的结果,能够控制的反应提供了一个很重要的控制问题,“补充道詹妮弗•麦克劳德表面科学专家从昆士兰科技大学,澳大利亚。

直接和间接协会计算动力学反应

来源:©Anggara。,科学。阿德。2018年,4,eaau2821 (DOI: 10.1126 / sciadv.aau2821)

直接和间接协会计算动力学反应

波兰尼的团队利用扫描隧道显微镜下降一个电子在trifluoromethyl分子绑定到一个铜表面5 k (-268°C)。额外的电子攻击的一个氟债券。指导下铜晶体的山脊,其余difluorocarbene (CF2),那么比赛整个表面。

通过另一个CF2激进的直接弹的,路径或刻有研究者可以改变参数的影响。反应后,生成的四氟乙烯的位置被记录。计算机模拟帮助团队理解发生了什么在1000000000000秒内,分子走到一起。

迎头相撞,碎片立即形成一个新的键后互相撞击。新化合物沿表面然后幼犬。然而在稍微偏置碰撞,激进分子不反应,当他们第一次相互碰撞。相反,他们反冲,然后再相互作用在一个铜原子催化作用,bond-forming碰撞。

的分子反应在一个表面上看是一种十分有用的模型理解更复杂的流程(如metal-catalysed反应),”麦克劳德说。然而,她仍在继续,有必要探索不同的表面如何影响测量。

Anggara认为最终将可能在生物分子原子氧炮弹射击找出活性氧伤害——被认为是衰老的原因之一——发生。我们只是开始的可能性与此功能通过像波兰尼的工作,”麦克劳德说。