Karbon-Karbon Bağları Düşündüğümüzden Daha Esnektir
Karbon, periyodik tablodaki belki de en çok yönlü elementlerden biridir. Karbonun çok yönlü özelliğini benzersiz elektron yapılanmasının, doğadaki en sağlam maddeyi ve aynı zamanda da atomik olarak en ince katmanların en zayıf maddeyi oluşturmasına olanak verip, kâğıt üzerinde sürüklenerek kolaylıkla fırçalanabilmesinden biliyoruz. Yalnızca kendisine bağ yapmadığında , çok sayıda molekül ve bileşiğin ortaya çıkmasına neden olur; bunlar olmadan, bildiğimiz şekliyle hayat var olamaz. Tüm bunlar mümkün çünkü karbon-karbon tekli bağı (C – C) kimyagerler tarafından bilinen en kararlı ve sağlam bağlardan biridir Bu, kovalent bağları çok daha esnek olabilen diğer atomların aksine, C-C’ye bilinen en kararlı bağ uzunluklarından birini verir; gergin kablolardan çok yaylara benzer.
Ancak yakın zamanda araştırmacılar, bir zamanlar C-C bağına ilişkin bu görüşün sanıldığı kadar basit olmadığını keşfettiler. Angewandte Chemie’de yayınlanan bir makalede , Yusuke Ishigaki ve Hokkaido Üniversitesi’ndeki ekip, kovalent karakterlerini korurken benzeri görülmemiş uzunluklara uzanabilen ve büzüşebilen C-C kovalent bağlarını ilk kez gösteren bir bileşik sentezledi.
Kimyasal bağın doğası, uzun zamanlar teorisyenlerin tartışma konusu olmuştur. Var olan ana iki tür üzerinde geniş bir fikir birliği varken – atomlar iyonik veya kovalent olarak bağlanabilir – diğer türdeki bağlar (metalik, hidrojen, moleküller arası), iki farklı bağ türünün basit resmini karmaşıklaştırır ve iyonik ve kovalent bağ arasındaki sınırın netliğini azaltır. Bu karmaşaya rağmen, C – C tekli bağıyla basit bir bölgede olduğumuzu düşündük; Ishigaki’nin ekibi bu basitliği değiştirmiş olabilir.
Ölçtükleri C – C bağları, C – C bağı için normal olan 0,154 nm’ye kıyasla 0,18 nm’yi aştı. Bu fark küçük bir değişiklik gibi gelebilir, ancak organik kimya bağlamında, bu büyüklükteki değişim bir kimyasalın yapısı ve dolayısıyla özellikleri üzerinde çok büyük etkilere sahip olabilir.
Ishigaki ve ekibi, bu bağ esnekliğini, ışığa maruz kaldığında kafes benzeri bir yapıya (siklize) dönüşen organik bir bileşik tasarlayarak ve sentezleyerek buldu. Daha sonra, X-ışını analizi ve Raman spektroskopisini kullanarak bu molekülün çekirdeğindeki iki belirli karbon atomu arasındaki bağ uzunluğuna odaklandılar ve bu siklizasyon sürecinin bu bağı daralttığını keşfettiler. Isıtma ile bu işlem tersine çevrilebilir ve bu C – C bağ sayısını artar.
Fotoğraf-1 : Araştırma grubu tarafından sentezlenen ve analiz edilen moleküller. Yeşil ve mavi gösterilen kısımlar, esnek c – c tekli bağ ve bağ uzunluğudur. (takuya shimajiri, takanori suzuki, yusuke ıshigaki, angewandte chemie ınternational edition, 2020 , 2010615).
Ishigaki ve ekibi bunun tamamen yeni bir gerçeklik olduğuna inanıyor ve görünüşe göre bu bağ esnekliği bileşiğin ortaya çıkan özelliklerini değiştirdiği için karbon kimyası anlayışımızı potansiyel olarak yeniden yazabilir. C – C bağının bu tersinir genişlemesi ve daralmasının bileşiğin oksidasyon potansiyelini 1 eV’den (elektron volt) fazla değiştirdiğini bulmuşlardır.
Araştırmacılar, daha uzun C-C bağlarına sahip bileşiklerin sentezlenmesinin, özelliklerinde büyük değişiklikler meydana gelmesiyle daha beklenmedik karakteristiklere ve uygulamalara yol açabileceğini söylüyorlar.
Organik kimya alanı; malzeme bilimi, tıp ve yaşam bilimi dünyasını değiştiren daha şaşırtıcı ve önemli özelliklere sahip çok sayıda bileşiğe yol açmıştır. Tüm bu ilerlemeler, bağlayıcı özelliklerinin açık ve katı olduğunu varsaydığımız bir unsurla yapıldı. Bu yeni sonuç ve sadece bu bileşik üzerindeki etkileri ile, henüz keşfedilmemiş organik bileşiklerin olanakları hayal gücümüzün sınırlarına kadar genişletilebilir.
Kaynak: advancedsciencenews.com
