以前未见过的铼金属原子对之间的键断裂和重组的现象已被实时录像。这项新工作的研究人员使用了一种透射电子显微镜(TEM)技术Ute凯撒他在德国乌尔姆大学(Ulm University)的团队,既提供了驱动键合变化的能量,又对这些变化进行了成像。这些邦德电影的特点是长时间的追逐场景,铼原子一个接一个,通常由四重键结合在一起。然而,当在显微镜下推动时,键序可以逐步降低,明显等同于三键、双键和单键,原子最终分离。

Kaiser的合作者安德烈Khlobystov来自英国诺丁汉大学的教授强调,这种方法不同于推断原子图像的光谱方法。Kaiser的亚埃低压电子显微镜(Salve)技术比以前的方法提供了更高的分辨率,捕捉到铼原子之间0.2-0.3nm分离的变化。它实时记录了它们之间距离的微小变化,研究小组将其归因于结合的变化。赫罗比斯托夫说:“这是直接证据,你可以看到两个原子之间的键是如何断裂的,以及它是如何形成的。必威体育 红利账户.“我认为,这是极其重要的。”

通过消除Re2(CO)10前驱体中的CO基团,制备局限于SWNT中的氘分子的示意图

来源:©曹克成等/AAAS/CC BY-NC

通过去除前体分子上的CO基团,将一个氘分子限制在单壁碳纳米管内

这次合作建立在Khlobystov之前工作的基础上使用碳纳米管作为单原子厚度的支撑,以实现高分辨率的TEM电影.当两个铼原子分开时,这种方法很有用,因为研究小组可以把它们都困在两个纳米管之间的脊中。然后,Salve工具可以提供能量,将它们重新推到一起,并重新结合。

Khlobystov强调,现在Salve可以进行这样的实验,铼是研究成键的一个很好的模型系统。作为一种高原子序数元素,使用Salve更容易观察到,铼显示出在其他金属中发现的大部分键合行为。

弗兰克·瓦格纳德国德累斯顿马克斯·普朗克固体化学物理研究所的研究人员将铼分子描述为在纳米管上“漫步”。他说:“对我来说,行走过程中最令人兴奋的地方是细节电子结构的变化。”他表示,Khlobystov和他的同事们正在使用“简化的图像”来考虑电子结构,因此正在等待进一步的计算。

与此同时,乌尔姆大学和诺丁汉大学的研究小组热衷于进一步推进这项技术,用它来研究更小的原子而且氧气,对有机物进行成像。赫罗比斯托夫说:“这样,它就成为了一种研究反应机制的全新方法。”“也许在几年后,我们会在化学实验室中看到它作为一种标准方法。”