Вибрационная связь — химическая связь, возникающая между двумя атомами, находящимися в очень высоких энергетических состояниях и имеющими значительную разницу в размере (например, атомы брома и водорода). Вибрационные связи имеют короткое время существования, обычно составляющее несколько миллисекунд. Несмотря на их кратковременность, они вносят значительный вклад в химические свойства вещества, влияя на скорость химических реакций. Вибрационные связи могут быть обнаружены с использованием методов аналитической химии, а именно вибрационной спектроскопией. Это открытие поменяло понимание химических связей и Ван-дер-Ваальсовых взаимодействий.
История Вибрационные связи были математически предсказаны почти за 30 лет до того момента, когда их существование было экспериментально подтверждено.
Исходные теоретические расчеты были проведены О. К. Клэри и Ж. Н. Л Коннором в начале 1980-х годов. Вместе они предположили, что очень большие и малые атомы при высоких энергетических состояниях могут создать и стабилизировать временные связи в течение короткого периода времени. Вибрационная связь слабее всех известных в настоящий момент химических связей.D.C. Clary and J.N.L. Connor, 'Isotope and Potential energy surface effects in Vibrational Bonding.'
Дж. Манцу и его команда через год подтвердили расчеты О. К. Клэри и Ж. Н. Л Коннора, отметив, что вибрационные связи наиболее вероятны при симметричных реакциях, но не исключая, что также могут быть возможны с асимметричными реакциями.J. Manz, E. Pollak, J. Romelt 'A classical analysis of quantum resonances in isotopic collinear H + H2 Reactions' Chemical Physics letters, 1982. Члены команды Манцу объяснили, что, хотя теория вибрационной связи оправдалась, они нашли некоторые несоответствия с классической моделью и обнаружили, что симметричные реакции показывают резонанс только в определённых переходных состояниях. Однако классические модели до сих пор было бы целесообразно использовать для прогнозирования вибрационных связей.
В 1989 году Дональд Флеминг заметил, что реакция между бромом и мюонием со временем замедляется, а температура увеличивается. В 1989 году технологии, чтобы собрать достаточно данных о реакции, не существовало, поэтому исследования были приостановлены.Donald G. Fleming, Jorn Manz, Kazuma Sato, and Toshiyuki Takayanagi 'Fundamental Change in the Nature of Chemical Bonding by Isotopic Substitution' Angewandte communications 2014
Открытие С использованием инструментальных методов анализа с электронной спектроскопией вибрационная связь была обнаружена.Tibi Puiu 'A new type of chemical bond has been confirmed- the vibrational bond' ZMEscience.com 2015 Вибрационные связи действовали иначе, чем Ван-дер-Ваальсовые силы реакции, потому что энергия была сбалансирована по-разному. Эксперименты по обнаружению нового вида связей проведены в 2012 году, в ходе которых было получено соединение BrMuBr. Дональд Флеминг предположил, что соединение связано вибрационно. 30 января 2015 года результаты исследований были опубликованы.Chemist confirm the existence of new type of bond >
Связь Вибрационная связь формируется в случае, когда полная энергия системы оказывается ниже полной энергии диссоциированных продуктов с учётом их нулевой колебательной энергии. Чтобы это было возможно, нулевая энергия молекулы-продукта должна быть очень высокой, что обеспечивается заменой обычного атома водорода мюонием.
Вибрационные связи создаются при высокой энергии, где мюоний отскакивает от атомов брома, «как шарик для пинг-понга, прыгающий между двух шаров для боулинга», по словам Дональда ФлемингаAmy Nordrum 'Chemists confirm the Existence of New Type of Bond' Scientific American. . Это прыгающее действие понижает потенциальную энергию BrMuBr молекулы и, следовательно, замедляет скорость реакции.
Данный вид связей был подтвержден не только в молекулах BrMuBr, но и в более тяжелых изотопах водорода (протия, дейтерия и трития).
Примечания
Ссылки Обнаружен новый тип химической связи Обнаружен новый вид химической связи Впервые атомы гелия замаскировали под водород
Категория:Химическая связь