A kémikusok sikeresen hoztak létre egy “régi-új” típusú kémiai kötést, amely mindössze egyetlen elektront használ. Az ötletet először Linus Pauling, a neves vegyész vetette fel az 1930-as években, de csak most sikerült Simadzsiri Takuja és csapatának a Tokiói Egyetemen ezt megvalósítania – számol be róla a New Scientist.

Miért régi-új? Azért mert a szóban forgó kötés egyfajta kovalens kötés, ami nem éppen újdonság – kémia óráról bárkinek ismerős lehet. A kovalens kötések azonban általában két vagy több elektront osztanak meg az atomok között, vagyis az elektronpárok számítanak a megszokottnak. Pauling azonban úgy vélte lassan egy évszázada, hogy egy kovalens kötés akár egyetlen elektronból is létrehozható, amely két atom között oszlik meg.

Hogy ezt bebizonyítsák, a kutatók eltávolítottak egy elektront egy nagy szénhidrogén molekula két szénatomja közötti, eredetileg kételektronos kötésből. Azért választották ezeket a szénhidrogéneket, mert a szénatomok közötti kötések szokatlanul hosszúak, ami megnehezítette, hogy egy másik elektron pótolja az eltávolítottat.

Természetesen Pauling felvetésének a bizonyításával nem most próbálkoztak először, de a korábbi kísérletek az ilyen típusú kötések létrehozására mind kudarcba fulladtak, mivel a kötések túl gyengék voltak, és még azelőtt szétestek, hogy tanulmányozni lehetett volna őket. Simadzsiri csapata most azonban képes volt elég hosszú ideig stabilizálni a molekulát ahhoz, hogy részletes elemzést végezzenek rajta. A kutatók röntgensugarak és más fénytípusok segítségével igazolták az egyelektronos kötés jelenlétét.

“Ez egy jelentős felfedezés”

– mondta Henry Rzepa, az Imperial College London kutatója, aki azt is hangsúlyozta, milyen felfoghatatlan kihívást jelent egy 278 elektront tartalmazó molekulából pontosan egy elektront eltávolítani anélkül, hogy azonnal egy másik elektron lépne a helyébe. Mindez ráadásul nem csak egy elmélet bizonyítása, hanem ezáltal a vegyészek számára is új utak nyílnak meg, hogy teljesen új molekulacsaládokat tervezzenek.

Simadzsiri és munkatársai most azt várják, hogy a felfedezésük milyen további következményekkel jár – a terveik között szerepel, hogy megvizsgálják, miként befolyásolják az egyelektronos kovalens kötések a kémiai reakciókat, miközben nagyobb elméleti kérdéseket is szeretnének megválaszolni. Ahogy Simadzsiri fogalmaz:

“Célunk, hogy tisztázzuk, mi is valójában a kovalens kötés, és feltárjuk a még felfedezésre váró kötéstípusok teljes spektrumát.”

(A cikkhez használt kép illusztráció, forrása: Pixabay/saylowe)