Wiązania kowalencyjne to takie, w których atomy mają wspólne elektrony. Dotychczas znane wiązania tego typu wymagały udziału dwóch, czterech lub sześciu elektronów.
Istnienie wiązania kowalencyjnego wykorzystującego tylko jeden elektron zostało przewidziane już w 1931 roku przez wybitnego naukowca Linusa Paulinga, amerykańskiego chemika i fizyka, który zdobył dwie Nagrody Nobla – w dziedzinie chemii (1954) oraz Pokojowej Nagrody Nobla (1962). Jednak dopiero teraz, po kilkudziesięciu latach, udało się takie wiązanie wytworzyć pomiędzy atomami węgla.
Jak poinformowano na łamach "Nature", prof. Takuya Shimajiri z Uniwersytetu Tokijskiego i jego zespół od lat prowadzą badania nad wiązaniami chemicznymi. Ich wcześniejsze prace dotyczyły wiązań wyjątkowo długich i elastycznych. Tym razem japońscy naukowcy wykorzystali reakcję chemiczną (utlenianie), aby usunąć elektron z istniejącego dwuelektronowego wiązania kowalencyjnego między dwoma atomami węgla.
Dalsza część artykułu pod materiałem wideo
Wykorzystano dużą cząsteczkę węglowodoru stabilizującą wyjątkowo długie wiązania między atomami węgla, ponieważ zastąpienie usuniętego elektronu innym elektronem z cząsteczki byłoby kosztowne energetycznie.
Niezwykłe odkrycie japońskich naukowców
Wcześniejsze próby usuwania elektronów prowadziły do powstania słabych, łatwo rozpadających się wiązań, które nie pozwalały na dokładną analizę chemiczną. Cząsteczka, z której korzystał zespół stojący za tym sukcesem, była dostatecznie stabilna, aby dokonać analizy z wykorzystaniem promieniowania rentgenowskiego oraz kilku rodzajów światła.
Sposób, w jaki promieniowanie było odbijane lub absorbowane, dowodził, że chodzi o stabilne wiązanie jednoelektronowe. Zdaniem ekspertów odkrycie może doprowadzić do stworzenia zupełnie nowych rodzin cząsteczek.
Teraz prof. Shimajiri zamierza zbadać, w jaki sposób jednoelektronowe wiązania kowalencyjne mogą zmieniać reakcje chemiczne. On i jego współpracownicy chcą też wyjaśnić, czym właściwie jest wiązanie kowalencyjne, skoro może wyglądać inaczej niż dotychczas przyjmowano.
