الذرة الفائقة

الموسوعة الحرة

في الكيمياء ، الذرة الفائقة هي أي مجموعة من الذرات التي يبدو أنها تظهر بعض خصائص الذرات الأولية. [1] أحد الأمثلة على الذرة الفائقة هي مجموعة Al
13-
[2] .

تتكثف ذرات الصوديوم ، عند تبريدها من البخار ، بشكل طبيعي إلى مجموعات، تحتوي بشكل تفضيلي على عدد سحري من الذرات (2، 8، 20، 40، 58، إلخ)، مع دخول الإلكترون الخارجي لكل ذرة إلى مدار يضم جميع الذرات في المجموعة. تميل الذرات الفائقة إلى التصرف كيميائيًا بطريقة تسمح لها بالحصول على غلاف مغلق من الإلكترونات، في مخطط العد الجديد هذا. [ بحاجة لمصدر ]

مجموعات الألومنيوم

تتمتع بعض مجموعات الألومنيوم بخواص ذرية فائقة. يتم إنشاء مجموعات الألومنيوم هذه على شكل أنيونات ( Al-
نمع n = 1، 2، 3، ... ) في غاز الهيليوم وتفاعل مع غاز يحتوي على اليود. عند تحليله بواسطة مطياف الكتلة، يتبين أن أحد منتجات التفاعل الرئيسية هو Al
13أنا-
[3] لا يبدو أن هذه العناقيد المكونة من 13 ذرة ألومنيوم مع إضافة إلكترون إضافي تتفاعل مع الأكسجين عندما يتم إدخاله في نفس تيار الغاز، مما يشير إلى طابع شبيه بالهالد وعدد سحري من 40 إلكترونًا حرًا. تُعرف هذه المجموعة باسم الهالوجين الفائق . [4] [5] [6] [7] مكون المجموعة في Al
13أنا-
الأيون مشابه لأيون اليوديد أو بالأحرى أيون البروميد .
13أنا-
2من المتوقع أن تتصرف المجموعة كيميائيًا مثل أيون ثلاثي اليوديد . [3]

وبالمثل فقد لوحظ أن آل
14يبدو أن العناقيد التي تحتوي على 42 إلكترونًا (أكثر بـ 2 من الأرقام السحرية) تظهر خصائص الفلزات القلوية الأرضية التي تتبنى عادةً حالات تكافؤ +2 . ومن المعروف أن هذا يحدث فقط عندما يكون هناك 3 ذرات يود على الأقل مرتبطة بذرة Al.-
14مجموعة، ال
14أنا-
3تحتوي المجموعة الأنيونية على إجمالي 43 إلكترونًا متجولًا، لكن كل ذرة من ذرات اليود الثلاث تزيل أحد الإلكترونات المتجولة لتترك 40 إلكترونًا في غلاف الجيليوم . [8] [9]

من السهل والموثوق بشكل خاص دراسة مجموعات ذرات الغاز الخامل عن طريق المحاكاة الحاسوبية لأن التفاعل بين ذرتين يمكن تقريبه جيدًا بواسطة جهد لينارد جونز . تتوفر طرق أخرى بسهولة وقد ثبت أن الأرقام السحرية هي 13، 19، 23، 26، 29، 32، 34، 43، 46، 49، 55، إلخ. [10]

مجموعات أخرى

  • Li(HF) 3 Li = (HF) 3 الداخلي يتسبب في دوران إلكترونين تكافؤ من Li حول الجزيء بأكمله كما لو كان نواة ذرة. [13]
  • Li(NH 3 ) 4 = يحتوي على إلكترون منتشر يدور حول Li(NH 3 )+4النواة، أي تحاكي ذرة فلز قلوي. [14] [15] [ مصدر غير موثوق؟ ]
  • Be(NH 3 ) 4 = يحتوي على إلكترونين منتشرين يدوران حول Be(NH 3 )2+4النواة، أي تحاكي ذرة الهيم. [16] [15]

مجمعات الذرات الفائقة

تعتبر معقدات الذرات الفائقة مجموعة خاصة من الذرات الفائقة التي تتضمن نواة معدنية يتم تثبيتها بواسطة ربيطات عضوية. في معقدات العناقيد الذهبية المحمية بالثيولات ، يمكن استخدام قاعدة بسيطة لحساب الإلكترونات لتحديد العدد الإجمالي للإلكترونات ( n e ) التي تتوافق مع رقم سحري :

حيث N هو عدد ذرات المعدن (A) في النواة، وv هي التكافؤ الذري، وM هو عدد الربيطات الساحبة للإلكترون، و z هي الشحنة الكلية للمركب. [19] على سبيل المثال، يحتوي Au 102 (p-MBA) 44 على 58 إلكترونًا ويتوافق مع رقم سحري للغلاف المغلق. [20]

مجمعات الذرات الذهبية الفائقة

  • أو 25 (SMe)-18[21]
  • Au 102 ( p -MBA ) 44 [22]
  • Au 144 (SR) 60 [23]

مجمعات الذرات الفائقة الأخرى

  • جا 23 (ن(سي(CH 3 ) 3 ) 2 ) 11 [24]
  • Al 50 (C 5 (CH 3 ) 5 ) 12 [25]
  • Re 6 Se 8 Cl 2 – في عام 2018، أنتج الباحثون رقائق بسمك 15 نانومتر من هذه المادة الفائقة الذرية. ويتوقعون أن تكون الطبقة الأحادية عبارة عن أشباه موصلات ثنائية الأبعاد فائقة الذرية وتوفر مواد ثنائية الأبعاد جديدة بخصائص غير عادية وقابلة للضبط. [26]
  • الذرات الفائقة العضوية القائمة على الزنتل: [ Ge 9 (CHO) 3 ] و [ Ge 9 (CHO) ] [27]
  • [نحاس 43 ألمنيوم 12 ](نحاس*) 12 [28]

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ Ariyarathna, Isuru R. (21 ديسمبر 2021). "المخلّبات الفائقة الذرية: حالات الأثيرات المعدنية ذات التاج الأزا والكريبتاندات". الكيمياء غير العضوية . 61 (1): 579– 585. doi :10.1021/acs.inorgchem.1c03261. PMID  34932345.
  2. ^ "تطوير علم الذرة الفائقة". أخبار الكيمياء والهندسة . تم الاسترجاع في 2024-12-21 .
  3. ^ ab Bergeron, DE (2 أبريل 2004). "تكوين Al
    13    أنا-
    : دليل على خاصية الهالوجين الفائق لـ Al13". العلوم . 304 (5667). الجمعية الأمريكية لتقدم العلوم (AAAS): 84- 87. doi : 10.1126/science.1093902. ISSN  0036-8075. PMID  15066775. S2CID  26728239.
  4. ^ Reddy, G. Naaresh; Parida, Rakesh; Giri, Santanab (2017-12-12). "مجمعات زينتل دلتاهدرا الوظيفية Ge9R3 (R = CF3 و CN وNO2 ) : فئة جديدة من الهالوجينات الفائقة". Chemical Communications . 53 (99): 13229– 13232. doi :10.1039/C7CC08120K. ISSN  1364-548X. PMID  29182179.
  5. ^ جيري، سانتاناب؛ تشايلد، براندون ز؛ جينا، بورو (2014). "الهالوجينات العضوية الفائقة". ChemPhysChem . 15 (14): 2903– 2908. doi :10.1002/cphc.201402472. ISSN  1439-7641. PMID  25056518.
  6. ^ Reddy, Gorre Naaresh; Giri, Santanab (2016-05-10). "مركبات حلقية غير متجانسة عطرية فائقة/هايبرهالوجين". RSC Advances . 6 (52): 47145– 47150. Bibcode :2016RSCAd...647145R. doi :10.1039/C6RA08625J. ISSN  2046-2069.
  7. ^ سينها، سوابان؛ جينا، بورو؛ جيري، سانتاناب (2022-08-12). "مجموعات زينتل الوظيفية غير المتجانسة [Si9R3]: فئة جديدة من الهالوجينات الفائقة". الكيمياء الفيزيائية الفيزياء الكيميائية . 24 (35): 21105– 21111. رمز Bibcode : 2022PCCP...2421105S. doi : 10.1039/D2CP02619H. ISSN  1463-9084. OSTI  1978872. PMID  36018293. S2CID  251551751.
  8. ^ فيليب بول، "نوع جديد من الخيمياء"، إصدار نيو ساينتست بتاريخ 2005-04-16.
  9. ^ Bergeron, DE (14 January 2005). "Al Cluster Superatoms as Halogens in Polyhalides and as Alkaline Earths in Iodide Salts". Science . 307 (5707). الجمعية الأمريكية لتقدم العلوم (AAAS): 231– 235. Bibcode :2005Sci...307..231B. doi :10.1126/science.1105820. ISSN  0036-8075. PMID  15653497. S2CID  8003390.
  10. ^ هاريس، آي أيه؛ كيدويل، آر إس؛ نورثبي، جيه إيه (17 ديسمبر 1984). "بنية مجموعات الأرجون المشحونة المتكونة في توسع نفاث حر". رسائل المراجعة الفيزيائية . 53 (25). الجمعية الفيزيائية الأمريكية (APS): 2390– 2393. رمز Bibcode :1984PhRvL..53.2390H. doi :10.1103/physrevlett.53.2390. ISSN  0031-9007. S2CID  13793440.
  11. ^ أب نايش أوين جونز، 2006. [ رابط ميت دائم ‍ ]
  12. ^ داس، أوجال؛ راجافاشاري، كريشنان (2008). "ذرة Al5O4 الفائقة ذات الإمكانات لتصميم مواد جديدة". مجلة النظرية الكيميائية والحوسبة . 4 (12): 2011- 2019. doi :10.1021/ct800232b. PMID  26620474.
  13. ^ Sun, Xiao-Ying; Li, Zhi-Ru; Wu, Di; Sun, Chia-Chung (2007). "ذرة فائقة غير عادية تحتوي على نواة ذات غلاف مزدوج: Li(HF) 3 Li متصلة بشكل أساسي عن طريق التفاعلات بين الجزيئات". المجلة الدولية للكيمياء الكمومية . 107 (5). وايلي: 1215– 1222. رمز Bibcode :2007IJQC..107.1215S. doi :10.1002/qua.21246. ISSN  0020-7608.
  14. ^ أريراثنا ، إيسورو ر. بافلوفسكي، فيليب؛ أورتيز، جوزيف فنسنت. ميليوردوس، إيفانجيلوس (2018). “الجزيئات التي تحاكي الذرات: المونومرات والثنائيات من سلائف الإلكترون المذابة بالفلزات القلوية”. الكيمياء الفيزيائية الفيزياء الكيميائية . 20 (37): 24186– 24191. بيب كود :2018PCCP...2024186A. دوى :10.1039/C8CP05497E. ردمك  1463-9076. بميد  30209476.
  15. ^ ab Ariyarathna, Isuru (2021-03-01). دراسات المبدأ الأول على الحالة الأرضية والإلكترونية المثارة: الرابطة الكيميائية في جزيئات المجموعة الرئيسية، والأنظمة الجزيئية ذات الإلكترونات المنتشرة، وتنشيط الماء باستخدام أول أكسيد المعادن الانتقالية (أطروحة دكتوراه).
  16. ^ أريراثنا ، إيسورو ر. خان، شهريار ن.؛ بافلوفسكي، فيليب؛ أورتيز، جوزيف فنسنت. ميليوردوس ، إيفانجيلوس (2018/01/04). “قواعد Aufbau لسلائف الإلكترون المذاب: Be (NH3) 42+ مجمعات وما بعدها”. مجلة رسائل الكيمياء الفيزيائية . 9 (1): 84-88 . دوى : 10.1021/acs.jpclett.7b03000 . ISSN  1948-7185. بميد  29232138.
  17. ^ كوياسو، كييتشيرو؛ أتوبي، جونكو؛ أكوتسو، مينورو؛ ميتسوي، ماساكي؛ ناكاجيما، أتسوشي (2007). "الاستقرارات الإلكترونية والهندسية للعناقيد ذات الفلزات الانتقالية المغلفة بالسيليكون". مجلة الكيمياء الفيزيائية أ . 111 (1). الجمعية الكيميائية الأمريكية (ACS): 42– 49. رمز Bibcode :2007JPCA..111...42K. doi :10.1021/jp066757f. ISSN  1089-5639. PMID  17201386.
  18. ^ مجموعات نانوية من البلاتين تتحول إلى مغناطيسية Archived 2007-10-15 at the Wayback Machine , nanotechweb.org, 2007
  19. ^ والتر، م.؛ أكولا، ج.؛ لوبيز-أسيفيدو، أو.؛ ​​جادزينسكي، ب.د.؛ كالرو، ج.؛ أكرسون، سي. جيه.؛ ويتن، آر. إل. جرونبيك، ه.؛ هاكينين، ه. (1 يونيو 2008). "نظرة موحدة لمجموعات الذهب المحمية بالربيط كمجمعات ذرية فائقة". وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 105 (27): 9157– 9162. رمز Bibcode : 2008PNAS..105.9157W. doi : 10.1073/pnas.0801001105 . ISSN  0027-8424. PMC 2442568. PMID 18599443  . 
  20. ^ Jadzinsky, PD; Calero, G.; Ackerson, CJ; Bushnell, DA; Kornberg, RD (19 أكتوبر 2007). "بنية جسيم نانوي ذهبي محمي بطبقة أحادية من الثيول بدقة 1.1 Å". مجلة العلوم . 318 (5849). الجمعية الأمريكية لتقدم العلوم (AAAS): 430– 433. رمز Bibcode :2007Sci...318..430J. doi :10.1126/science.1148624. ISSN  0036-8075. PMID  17947577. S2CID  1566019.
  21. ^ أكولا، جاكو؛ والتر، مايكل؛ ويتن، روبرت إل؛ هاكينين، هانو؛ جرونبيك، هنريك (2008). "حول بنية الذهب 25 المحمي بالثيولات ". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 130 (12): 3756– 3757. رمز Bibcode :2008JAChS.130.3756A. doi :10.1021/ja800594p. ISSN  0002-7863. PMID  18321117.
  22. ^ ليفي-كاليسمان، يائيل؛ جادزينسكي، بابلو د؛ كاليسمان، نير؛ تسونوياما، هيرونوري؛ تسوكودا، تاتسويا؛ بوشنيل، ديفيد أ؛ كورنبرج، روجر د. (9 مارس 2011). "تخليق وتوصيف جسيمات نانوية من الذهب 102 ( p -MBA) 44 ". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 133 (9): 2976– 2982. رمز Bibcode : 2011JAChS.133.2976L. doi : 10.1021/ja109131w. PMID  21319754.
  23. ^ لوبيز-أسيفيدو، أولجا؛ أكولا، جاكو؛ ويتن، روبرت إل؛ جرونبيك، هنريك؛ هاكينين، هانو (16 يناير 2009). "البنية والترابط في مجموعة الذهب المعدنية متعددة السطوح Au 144 (SR) 60 المنتشرة في كل مكان ". مجلة الكيمياء الفيزيائية ج . 113 (13). الجمعية الكيميائية الأمريكية : 5035-5038. doi : 10.1021/jp8115098. ISSN  1932-7447.
  24. ^ هارتيج ، ينس. ستوسر، آنا؛ هاوزر، البتراء؛ شنوكل ، هانسجورج (26 فبراير 2007). “A Metalloid Ga 23 {N(SiMe 3 ) 2 } 11 المجموعة: نموذج الجيليوم الذي تم اختباره”. Angewandte Chemie الطبعة الدولية . 46 (10). وايلي: 1658-1662 . دوى :10.1002/anie.200604311. ردمك  1433-7851. بميد  17230594.
  25. ^ Clayborne, Peneé A.; Lopez-Acevedo, Olga; Whetten, Robert L.; Grönbeck, Henrik; Häkkinen, Hannu (13 May 2011). "The Al 50 Cp* 12 Cluster – A 138-Electron Closed Shell (L = 6) Superatom". المجلة الأوروبية للكيمياء غير العضوية . 2011 (17). Wiley: 2649– 2652. doi :10.1002/ejic.201100374. ISSN  1434-1948.
  26. ^ زيجا، ليزا. "باحثون يبتكرون أول أشباه موصلات فائقة الذرة ثنائية الأبعاد". Phys.org . تم الاسترجاع في 2018-02-18 .
  27. ^ ريدي ، ج. ناريش. جينا، بورو؛ جيري ، سانتاناب (2017/10/16). “الذرات الفائقة المستندة إلى Organo-Zintl: [Ge9(CHO)3] و [Ge9(CHO)]”. رسائل الفيزياء الكيميائية . 686 : 195– 202. بيب كود :2017CPL...686..195R. دوى : 10.1016/j.cplett.2017.08.056 . ISSN  0009-2614.
  28. ^ Weßing, Jana; Ganesamoorthy, Chelladurai; Kahlal, Samia; Marchal, Rémi; Gemel, Christian; Cador, Olivier; Da Silva, Augusto CH; Da Silva, Juarez LF; Saillard, Jean-Yves; Fischer, Roland A. (2018). "مجموعة من نوع Mackay [Cu43 Al12 ](Cp*)12: ذرة فائقة مفتوحة الغلاف بها 67 إلكترونًا مع بنية إلكترونية شبيهة بالمعادن الناشئة" (PDF) . Angewandte Chemie International Edition . 57 (44): 14630– 14634. doi :10.1002/anie.201806039. PMID  29981271. S2CID  49714793.
  • "الذرات المغناطيسية الفائقة المصممة"، جو ريفيليس، وآخرون. 2009 دوى :10.1038/nchem.249
  • "نظرة موحدة لمجموعات الذهب المحمية بالربيطات كمجمعات ذرية فائقة"، م. والتر وآخرون. 2008 doi :10.1073/pnas.0801001105
  • "مجمعات الذرات الفائقة الذهبية"، PD Jadzinsky et al. 2007 doi :10.1126/science.1148624
  • "ذرات فائقة متعددة التكافؤ"، JU Reveles، وSN Khanna، وPJ Roach، وAW Castleman Jr.، 2006 doi :10.1073/pnas.060878110
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=الذرة الفائقة&oldid=1269350229"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate