معقد أيوني متعادل

في الكيمياء، يُعرف المركب الأيوني المتعادل بأنه تجمع لأيون مع جزيء متعادل واحد أو أكثر، حيث يمتلك أحد الجزيئات على الأقل درجة حرية دورانية حول محور عمودي على اتجاه التفاعل بين الجزيئات. ^{[ 1 ]} في الكيمياء، يمكن أن يحدث تفكك الجزيء إلى جزأين أو أكثر في الحالة الغازية ، شريطة وجود طاقة داخلية كافية لتجاوز الحواجز اللازمة .

لسنوات عديدة، ساد الاعتقاد بأن شظايا تفكك الطور الغازي تتناثر ببساطة. في عام 1958، اقترح آلان ماكول أن تحلل هاليدات الألكيل (RX) قد يحدث عبر أزواج أيونية وسيطة ، [R ⁺ X ⁻ ]، حيث لم تعد الشظايا المشحونة مرتبطة بروابط تساهمية ، بل تترابط بفعل التجاذب الكهروستاتيكي . ^{[ 2 ]} لاحقًا، درس ماكول وزملاؤه تأثيرات نظائر الكلور في التحلل الحراري لكلوروإيثان ، وخلصوا إلى أن البيانات لا تدعم هذا التفسير؛ ^{[ 3 ]} ومع ذلك، فقد وضع نواة فكرة تبلورت بعد عقدين من الزمن في دراسة تحلل الجزيئات المشحونة كهربائيًا.  

في أواخر سبعينيات القرن الماضي، قدمت ثلاث مجموعات بحثية - في إنجلترا ^{[ 4 ]} والولايات المتحدة ^{[ 5 ]} وفرنسا ^{[ 6 ]} - بشكل مستقل أدلة على وجود معقدات أيونية-متعادلة (تُسمى أحيانًا معقدات أيونية-ثنائية القطب أو معقدات أيونية-جزيئية ) في التفكك أحادي الجزيء للأيونات الموجبة في ظل الظروف المرتبطة بقياس الطيف الكتلي (أي كأنواع معزولة في الفراغ). وتتلخص الفكرة العامة في أن النوع المشحون، RY ⁺ ، يمكن أن يُنتج شظايا تفكك عبر معقد عابر، [R ⁺ Y]، حيث يمكن للشريك المشحون كهربائيًا، R ⁺ ، أن يخضع لإعادة ترتيب جزيئي في الوقت نفسه الذي يدور فيه بالنسبة للشريك المتعادل، Y. وبالمثل، يمكن للشريك المتعادل، Y، أن يدور أيضًا بالنسبة للشريك المشحون، بالإضافة إلى قدرته على تبادل ذرات الهيدروجين والطاقة الداخلية معه.  

في الآونة الأخيرة، قدمت عدة مجموعات بحثية أدلة تُعيد إحياء فرضية ماكول الأصلية، ولكن مع اختلاف يتمثل في أن الشظايا التي تتواجد معًا غير مشحونة كهربائيًا. ^{[ 7 ]} بعبارة أخرى، يمكن أن يحدث تفكك جزيء RX المتعادل في الحالة الغازية عبر أزواج الجذور الحرة [R · X · ]، حيث يمكن أن يكون X · صغيرًا كذرة هيدروجين. في الحالة الغازية، تُسمى هذه الوسائط غالبًا بالجذور الحرة المتنقلة . ^{[ 8 ]}