Bilim insanları yakınlarda tamamen yeni bir tür kimyasal bağ keşfettiler. Bu bağ olması gerekenden çok daha güçlü. Yeni bağ türü; molekülleri birbirine bağlayan güçlü kovalent bağlar ile moleküller arasında oluşan ve tuzu bir bardak suya karıştırmak kadar basit bir olayla kırılabilen zayıf hidrojen bağları arasındaki ayrımın o kadar da net olmadığını gösteriyor. Lisedeki kimya dersine döndüğünüzde, atomları molekül ve kristal yapılara bağlayan farklı bağ türleri olduğunu hatırlayacaksınız.
İyonik bağlar, tuzları oluşturmak için metal ve ametalleri birbirine bağlar. Güçlü kovalent bağlar, su ve karbondioksit gibi molekülleri bağlar. Çok daha zayıf hidrojen bağları ise, hidrojen ile ondan daha negatif yüklü bir atom veya molekül arasındaki elektrostatik çekim türü nedeniyle oluşur. Örneğin su moleküllerinin birbirini çekmesine ve damlacıklar veya kristal buz oluşturmasına neden olur.
İyonik, kovalent ve hidrojen bağlarının tümü nispeten kararlıdır; uzun süre dayanma eğilimindedirler ve etkileri kolaylıkla gözlemlenebilir. Ancak araştırmacılar; kimyasal bağlar oluştukça veya kırıldıkça kimyasal reaksiyonun, daha karmaşık olduğunu ve saniyenin küçük kesirleri için var olabilecek ve gözlemlenmesi daha zor olan “ara durumları” içerdiğini uzun zamandır biliyorlardı.
Yapılan yeni çalışmada;
Araştırmacılar bu ara durumları ayrıntılı bir inceleme yapacak kadar uzun süre devam ettirmeyi başardılar. Buldukları ise atomları moleküle benzeyen bir şeye bağlayan, kovalent bağı gücüne sahip bir hidrojen bağıydı. Bunu yapmak için, araştırmacılar suda bir hidrojen-florür bileşiğini çözdüler. Hidrojen ve flor atomlarının nasıl etkileşime girdiğini izlediler. Hidrojen bağının klasik yapısındaki gibi; flor atomları, yüzeylerindeki pozitif ve negatif yüklerin dengesizlikleri nedeniyle hidrojen atomlarına bağlandı.
Her hidrojen atomu, iki flor atomu arasına bağlanma eğilimindeydi. Ancak bu bağlar, kolayca kırılabilen tipik hidrojen bağlarından daha güçlü bir şekilde birbirine bağlandı. Hidrojen atomları, flor atomları arasında ileri geri sıçradı. Hidrojen bağlarının oluşturmaması gereken kovalent bağlar kadar güçlü bağlar oluşturdu. Ancak yeni bağın mekanizması elektrostatikti, yani hidrojen bağlarını tanımlayan pozitif ve negatif yükteki farklılıklar içeriyordu.
Yeni bağlar, bazı kovalent bağlarda bulunandan daha büyük olan mol başına 45,8 kilokalori enerjiye sahipti. Örneğin, LibreTexts’e göre nitrojen molekülleri, yaklaşık 40 kcal / mol kuvvetle birbirine bağlanmış iki nitrojen atomundan oluşur. Biyokimya kitabına göre, bir hidrojen bağı ise tipik olarak yaklaşık 1-3 kcal / mol enerjiye sahiptir.
Araştırmacılar elde ettikleri sonuçları,
7 Ocak Perşembe günü Science dergisinde yayınlanan bir makalede açıkladılar. Çalışmaya dahil olmayan; Almanya’daki Max Planck Polimer Araştırma Enstitüsü araştırmacıları, Science, Mischa Bonn ve Johannes Hunger dergisine eşlik eden bir makalede, bu olağandışı bağın kimyanın açık kategorilerini bulanıklaştırdığını yazdı.
“Hibrit bir kovalent-hidrojen bağlı durumunun varlığı, yalnızca bir kimyasal bağın tam olarak ne olduğu konusundaki mevcut anlayışımıza meydan okumakla kalmıyor, aynı zamanda kimyasal reaksiyonları daha iyi anlama fırsatı da sunuyor” diyorlar. “Ara reaksiyon durumlarının sıklıkla başvurulduğu yerlerde ancak nadiren doğrudan çalışılabilir”.
Bir hidrojen atomu kendisini iki su molekülü arasında sıkıştırdığında, yani saf suda, buna benzer bağların var olabileceğinin mümkün olduğunu yazdılar. Ancak araştırmacılar, bu bağların var olduğuna inanıldığını ama uzun ömürlü olmadıklarını söylüyor. Ancak hiçbir zaman kesin olarak gözlemlenememiştir. Araştırmacılar bu çalışmanın güçlü bağların daha derinlemesine anlaşılmasına ve ara reaksiyon durumlarına kapı açabileceğini yazdılar.
Yeşim Helin Onur
Bunlar da ilginizi çekebilir
Sudan yenilenebilir enerji elde etmeyi vaat eden yeni gözenekli malzeme
2021’de Enerjiye Yön Verecek En İyi Teknolojiler
Mühendisler Olası Bir Warp Motoru için İlk Fiziki Modeli Önerdiler
