Fråga:
Molekylär avbildning - Har du några överraskningar?
KeithS
2013-06-19 19:55:17 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Molekylär avbildning, med STM- och AFM-teknik, verkar hittills visuellt bevisa det mesta av vad vi redan vet om kemiska strukturer, såsom VSEPR-teori. Till exempel, här är de ideala strukturerna och AFM för ett par cykliseringsreaktioner:

enter image description here

Vi har också tagit enatomsavbildning till ganska läskiga nivåer. Se en fältemissionselektronmikroskopbild av s och p kolens orbitaler, länge förflyttade till konceptuella matematiska bilder i läroböcker:

enter image description here

Frågan är, har det funnits några överraskningar att få från dessa bilder, där något vi trodde var strukturerat på ett sätt faktiskt var helt annorlunda? Du kan se på AFM-bilden att en del av bindningsvinklarna avviker lite från de ideala regelbundna formerna, och det kan också vara så att elektronerna i pi-bindningarna, istället för att fördelas regelbundet, verkar föredra den "långa" fenylringarna, men de förutsagda strukturerna är okunnigt noggranna. Återigen, med orbitalavbildning är s orbital inte perfekt sfärisk och vi ser inte hela p-orbitalskalet, bara två "lober", men igen, de är kraftfulla bevis för att våra teorier har hittills varit rätta.

Har detta aldrig varit fallet? Har någon av dessa bilder nyligen visat kemi på huvudet genom att visa något helt oväntat?

Röntgenkristallografi (startade 1910-1920) har gett gott om data lång tid innan AFM och STM tillhandahöll bilderna ovan. Därför var de flesta nyckelelementen från VSEPR-teorin redan etablerade och / eller bekräftade genom dessa tillvägagångssätt långt innan AFM och STM kunde ge direkt bild av enskilda molekyler. En viktig skillnad skulle dock vara på molekylära föremål som beter sig annorlunda när de packas i en kristall eller i en isolerad molekyl. Detta är till exempel av högt intresse för proteiner.
Förra gången jag är medveten om när det fanns en 50/50 chans för att sådant skulle hända var bestämningen av den avskaffade konfigurationen av kirala ämnen (fram till dess kände man bara dem i förhållande till varandra) genom röntgenkristallografianalys av glyceraldehyd 1951 (se https://en.wikipedia.org/wiki/Absolute_configuration). Men detta gav resultatet att den ursprungliga gissningen var korrekt.
Ett svar:
julien
2016-04-08 19:33:09 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jag tror inte att detta kommer att sätta grundläggande kvantkemi upp och ner. Eftersom kemi är komplicerat och dessa verktyg är "felaktiga". Låt mig illustrera: det var tack vare spektroskopi av atomer som människor upptäckte elektronens snurr. Det förklarade sedan mycket faktum att förbryllade kemister. En molekyl är något väldigt komplicerat som vi bara kan lösa med ungefärliga och kraftfulla datorer. Så för mig är det osannolikt att molekylära observationer strider mot kvantteorier. Nu behöver du LHC för att dela upp partiklar för att testa teorierna.

Den här killen kommer att berätta att det finns överraskningar på stora molekyler, de från naturliga källor (eller vanligt kol) som är en smärtsam röv att studera av NMR, eller enzymer (som denna en, studerad med enmolekylär diffraktion).

Det kommer alltid att finnas överraskningar. Men om vi kunde förutsäga dem, skulle de fortfarande vara överraskningar? (ledsen det var för långt för en "kommentar")



ⓘ
Denna fråga och svar översattes automatiskt från det engelska språket.Det ursprungliga innehållet finns tillgängligt på stackexchange, vilket vi tackar för cc by-sa 3.0-licensen som det distribueras under.
Loading...