Karbon-Karbon Bağlarında Yeni Rekor!
Fotoğraf : Fotoğraftaki en uzun C-C bağını içeren bileşiğin kimyasal yapısı
Hokkaido Üniversitesi’nin araştırmacıları bir organik bileşikte daha öncekilere oranla daha uzun bir karbon-karbon bağı (C-C) sentezledi ve bu şekilde normal sınır olarak kabul edilen değeri aştı. Araştırmacılar bu yeni bağı “hiperkovalent bağ” olarak adlandırdı.
10c olarak adlandırılan bu yeni polisiklik hidrokarbonun kararlı olduğu gözlemlendi. Röntgen analizine göre C-C bağ uzunluğu 1806 Angströme kadar varıyor ki bu değer de daha önceki dünya rekorlarını geçiyor.
Kimyasal bağlar, atomlar arasındaki elektronların paylaşılması veya aktarılmasıyla yani elektron alışverişiyle oluşur. Oluşum esnasında ne kadar çok elektron dahil olursa, oluşan bağlar da bir o kadar kısalır. Aynı zamanda bağ uzunluğu arttıkça bağın gücü azalır. Kimyasal bağlar normalde 1.54 Angström uzunluğunda olur ve bir C-C bağının uzunluğunun değiştirilmesi, o organik bileşiğe benzersiz özellikler kazandırır.
Fotoğraf : Sol tarafta en uzun C-C bağını içeren 10c kristali gösterilmektedir. Sağ tarafta ise o kristalin analizinde kullanılan röntgen ışını kırınım cihazı (XRD) gösterilmektedir.
Bu keşiften önce diğer araştırmacılar teorik sınır olarak varsayılan 1803 Angströmden itibaren karbonla karbonun bağ gücünün 0 olacağını, yani bileşiğin kararlı olamayacağını tahmin ediyorlardı. Ancak bu hesaplama yapılırken bağ gücü ile uzunluğu arasındaki ilişkinin doğrusal olduğundan yola çıkmışlardı.
Hokkaido Üniversitesi’nden Yusuke Ishigaki, Takanori Suzuki ve onların ekibi, büyük bir olasılıkla bundan daha da uzun bir karbon-karbon bağı elde etmiş olduklarını, çünkü karbonla karbonun bağ gücü ile uzunluğu arasındaki ilişkinin gerçekte doğrusal olmadığına dair kanıtlar olduğunu iddia ettiler.
Bunun üzerine ekip “Core-Shell-Stratejisi” olarak adlandırdıkları bir teorik organik bileşim oluşturdu. Çekirdekteki uzun ve güçsüz karbon bağlarını elektron bulutuna “dibenzosikloheptatrien” maddesinden oluşan halkalar yerleştirerek sabitlediler. Elektron bulutunda yapılan yapısal değişiklikler, çekirdekteki karbon-karbon bağlarının uzamasına neden olabiliyor.
Ekip, bundan sonra renksiz kristallerden oluşan, 10a ve 10b olarak adlandırdıkları iki bileşik ve turuncu renkli kristallerden oluşan, 10c olarak adlandırdıkları üçüncü bir bileşik oluşturdu. Röntgen incelemelerinin sonucunda üç bileşiğin de uzun karbon-karbon bağları oluşturduklarını; 10c bileşiğinin C-C bağlarının ise 127 dereceye ısıtıldığında 1806 Angström rekor uzunluğuna ulaştığını gördüler.
Bu uzunlukta bir karbon-karbon bağı içeren bir organik bileşiğin kararlı kalamayacağı düşünülse de, çözeltinin çok yüksek sıcaklıklara kadar ısıtılması durumunda bile bileşiğin ayrışmadığı gözlemlenmiştir. Bu kararlılığın elektron bulutuna yerleştirilen halkaların bağı koruması sayesinde gerçekleştiği tahmin ediliyor.
Yusuke Ishigaki Core-Shell-Stratejisi sayesinde ileride daha da uzun karbon-karbon bağları elde edebileceklerini açıkladı. Bunun rekor kırmaktan çok kimyanın temellerini keşfetmek için yapılacağını da ekledi.
Kaynak : chemie.de
