Группы атомов обладают свойствами химических элементов – новые закономерности периоди
03-01-2010 10:51
к комментариям - к полной версии
- понравилось!
вверх^
к полной версии
понравилось!
в evernote
Превращение свинца в золото – этот неосуществимый подвиг пытались воплотить в реальность древние алхимики. Но если понимать эту цель не буквально - такая возможность существует, и имеет большой экономический потенциал. Исследователи из Пенсильванского университета доказали, что определенные комбинации из групп атомов, могут иметь электронное строение молекулярных орбиталей идентичное электронному строению соответствующих атомных орбиталей химических элементов. По словам руководителя исследовательской группы A. Welford Castleman Jr. младшего, заслуженного председателя по науке Eberly, и Evan Pugh профессора в Департаменте химических и физических исследований, изучение обнаруженной закономерности может привести к созданию дешевых материалов широкого потребления, новых источников энергии, методов борьбы с загрязнениями в промышленно развитых странах за счет применения эффективных и дешевых катализаторов». Исследователи утверждают, что предсказать, какие группы атомов будут имитировать электронное строение заданного элемента можно непосредственно по таблице Менделеева. Для подтверждения этих неожиданных выводов, группа ученых использовала последние теоретические достижения квантовой физики и современное исследовательское оборудование. «Мы получили много практических результатов, подтверждающих сходство в свойствах групп атомов и элемента электронную конфигурацию которого они повторяют.» сказал Велфорд Кастельман. Результаты работы исследовательской группы, были опубликованы 28 декабря 2009 года в Интернет-журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, а позднее и в его печатном варианте. Кастельман и его исследовательская группа, с помощью визуализированной фотоэлектронной спектроскопии (photoelectron imaging spectroscopy) изучили и обнаружили сходство в электронном строении между молекулой окиси титана и атомом никеля, окиси циркония и палладия, и карбида вольфрама и платины. «Визуализированная фотоэлектронная спектроскопия, позволяет сделать снимки объектов находящихся в различных электронных состояниях. Метод позволяет определить энергию ионизации и предсказать конфигурацию орбиталей, на которых находились электроны до их перехода в возбужденное состояние.» говорит Кастельман. «В результате изучения электронных свойств оксида титана и никеля, было обнаружено, что энергии их ионизации равны, такие же результаты были получены и для пар окиси циркония и палладия, и карбида вольфрама и платины. Пары состоят из изоэлектронных элементарных объектов молекула-атом с одинаковой конфигурацией атомных орбиталей» - Кастельман отметил, что в данном случае, термин изоэлектронный относится к числу электронов присутствующих во внешней оболочке элементарных частиц. Рассматривая изображения частиц, полученные методом фотоэлектронной спектроскопии, ученые обнаружили идентичность в образовании светлых пятен на изображении, которые соответствуют энергии электронов, испускаемой при их удалении из внешних оболочек атомов и соответствующих им молекул. Также совпали и графические изображения энергий ионизации исследуемых пар частиц. Результаты проведенных экспериментов подтвердились и теоретически.  [показать] Предыдущие исследования Кастельмана, касались изучения свойств суператомов. Например, группа атомов из 13 атомов алюминия обладает свойствами атома йода. При вводе в систему из 13 атомов алюминия одного электрона, система приобретает свойства инертного газа. А система из 14 атомов алюминия, обладает свойствами аналогичными свойствам атомов щелочноземельных металлов. Данное исследование Кастельмана, создает основу для более глубокого теоретического понимания термина суператом. «Мы можем предсказать, какие группы атомов, по своим свойствам будут идентичны элементарным атомам» - говорит он. «Например, глядя на таблицу Менделеева, можно прогнозировать, что окись титана является суператомом никеля. Просто добавьте к электронам атома титана, который имеет четыре электрона на внешней электронной оболочке, атом кислорода, который имеет шесть электронов на внешнем уровне, и вы получите десять электронов на внешнем энергетическом уровне молекулярной орбитали окиси титана, что соответствует электронному строению атома никеля.»Кастельман сказал, что неуверен в работе данной закономерности относительно всей таблицы Менделеева, и возможно, данная закономерность касается только части таблицы. В данное время исследователи работают над созданием суператомов идентичных по свойствам атомам металлов. В будущем планируется расширить эти исследования и проверить, возможно, ли создать супператомы, которые будут повторять свойства отдельного атома входящего в состав суператома. Огромные перспективы открываются в применении суператомов со свойствами идентичными свойствам платины, т.к. платина применяется как катализатор во многих химико-технологических процессах, но является очень дорогим катализатором. Карбид вольфрама, напротив, относительно дешев. «Выводы сделанные из наших исследований, представляют огромный теоретический и практический интерес, как для науки, так и для производства» сказал Велфорд Кастельман.
|
Вы сейчас не можете прокомментировать это сообщение.
Дневник Группы атомов обладают свойствами химических элементов – новые закономерности периоди | Евгений_Белецкий - Дневник Евгений_Белецкий |
Лента друзей Евгений_Белецкий
/ Полная версия
Добавить в друзья
Страницы:
раньше»