Sciencemag.cz
Doporučujeme
Uhlík i bez dalších prvků může existovat v nepřeberném množství forem. Stále objevujeme nové.
Kruh osmnácti atomů uhlíku, v němž se střídají jednoduché a trojné vazby – tak vypadá nově připravená molekula. Tým z Oxfordské univerzity a IBM Research v Curychu uvádí, že jde o první spolehlivě popsanou cyklickou molekulu uhlíku vůbec.
Podobné molekuly se zřejmě v plynné fázi podařilo připravit již v minulosti, ale byly příliš reaktivní, než aby se jejich složení dalo spolehlivě analyzovat. Autoři nového výzkumu publikovaného v Science dále tvrdí, že vyřešili i problém, zda v uhlíkovém kruhu budu mezi atomy vazby stejné (tj. dvojné, vzhledem k čtyřvaznosti uhlíku), nebo různé. Správná má být druhá odpověď, alespoň pokud jde o molekulu C18, kde se střídají jednoduché a trojné vazby (odliší se při přímém znázornění molekuly podle délky, trojná vazba je kratší).
Cyklická sloučenina C24O6, ze které se při syntéze vyšlo, působí ovšem ještě divněji (viz obrázek). Vytvořit se ji podařilo pomocí mikroskopie atomárních sil (AFM) na měděném povrchu, který byl ještě pokryt kuchyňskou solí, aby uhlík nemohl reagovat s mědí. Vše navíc probíhalo při teplotě pouhých 5 K. Atomy uhlíku se manipulací atom po atomu poskládaly do tvaru trojúhelníku, k nim se navázal kyslík, poté pomocí pulzů elektrického napětí přes hrot mikroskopu AFM došlo k „odřezávání“ jednotlivých rohů (což se projevilo jako odštěpování oxidu uhelnatého; přitom se podařilo identifikovat i jednotlivé meziprodukty, tedy molekulu s částí ořezaných rohů). Výchozí molekula C24O6 byla údajně stabilnější, protože vazby mezi kyslíkem a uhlíkem v rozích útvar stabilizovaly, nicméně i molekula C18 zůstala na extrémně chladném a inertním povrchu stálá.
Postup má být využitelný obecněji, pro přípravu i jiných cyklických molekul uhlíku, eventuálně sloučenin uhlíku s kyslíkem na míru. Speciální otázkou pak je, k čemu by takové molekuly mohly být užitečné; nabízejí se aplikace v elektronice (lze realizovat operace s pouze jedním elektronem), ale přece jen by to vyžadovalo stabilitu nejen pár stupňů nad absolutní nulou.
An sp-hybridized molecular carbon allotrope, cyclo[18]carbon, Katharina Kaiser, Fabian Schulz, and Leo Gross (IBM Research – Zurich); Lorel M. Scriven, Przemyslaw Gawel, and Harry L. Anderson (Oxford University), Science Aug 15, 2019, doi/10.1126/science.aay1914
Zdroj: IBM Research
