21:17 2024-02-07 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Examinând modul în care orbitalii moleculari determină stabilitatea

_ Examinând modul în care orbitalii moleculari determina stabilitatea

Dianionii acidului carboxilic (fumarat, maleat și succinat) joacă un rol în chimia coordonării și, într-o oarecare măsură, și în biochimia celulelor corpului. O echipă HZB de la BESSY II și-a analizat acum structurile electronice folosind RIXS în combinație cu simulări DFT. Rezultatele oferă informații nu numai asupra structurilor electronice, ci și asupra stabilității relative a acestor molecule, care pot influența alegerea unei industrii de dianioni carboxilați, optimizând atât stabilitatea, cât și geometria polimerilor de coordonare.

Dianionii de acid carboxilic ale tipul C4H2O4 sau C4H4O4 (fumarat, maleat și succinat) pot avea geometrii diferite (cis sau trans) și proprietăți diferite. Unele variante sunt cheie în chimia coordonării, încorporând elemente metalice în compuși organici; alții joacă un rol în procesele biologice.

Fumaratul și succinatul, de exemplu, se formează ca produse intermediare în mitocondriile celulelor. Maleatul, pe de altă parte, care de obicei nu se formează în procesele naturale, este utilizat în aplicații industriale care necesită materiale durabile. Din motive de mediu, totuși, se pune întrebarea dacă acești compuși durează pentru totdeauna sau sunt biodegradabili.

Stabilitatea dianionilor fumarat, maleat și succinat nu este influențată doar de geometriile lor moleculare, ci și de electronica. structura moleculelor, în special, cel mai înalt orbital molecular ocupat (HOMO) și cel mai jos orbital molecular neocupat (LUMO). Cu toate acestea, influența orbitalilor moleculari asupra stabilității acestor molecule nu a fost cercetată.

Acum, o echipă de la HZB condusă de prof. Alexander Föhlisch a elucidat influența structurii electronice asupra stabilității fumarat, maleat și succinat dianion.

„Am analizat acești compuși la BESSY II cu două metode diferite, foarte puternice”, spune dr. Viktoriia Savchenko, primul autor al studiului. Spectroscopia de absorbție a razelor X (XAS) poate fi utilizată pentru a investiga stările electronice neocupate ale unui sistem, în timp ce împrăștierea inelastică rezonantă a razelor X (RIXS) oferă informații despre cei mai înalți orbitali ocupați și despre interacțiunile dintre orbitalii HOMO-LUMO. Rezultatele pot fi legate de proprietățile macroscopice, în special de stabilitate.

Analiza datelor spectrale arată că maleatul este potențial mai puțin stabil decât fumaratul și succinatul. Mai mult: analiza explică și de ce: densitatea electronică din orbitalul HOMO la legătura C=C dintre grupările carboxilat ar putea duce la legarea mai slabă a maleatului cu molecule sau ioni. Fumaratul și succinatul, pe de altă parte, ar putea fi mai stabili, deoarece orbitalii lor HOMO sunt delocalizați în mod egal.

„Acest lucru înseamnă că există șansa ca maleatul să fie degradat de anumite substanțe”, spune Savchenko.

Lucrarea este publicată în revista Physical Chemistry Chemical Physics.

(Fluierul)

Inapoi