聪明的主意来探测键序

多个键的顺序可以使用原子力显微镜发现了吗(AFM),根据狮子座总IBM苏黎世研究和他的同事。¹

键序并不仅仅指的是单、双和其他多种债券。在某些分子,特别是芳香族和异于寻常键,非整数键订单可以被考虑分配不同的“共振”结构——苯的碳碳键,例如,键序为1.5。毛和他的同事们发现,在平面分子成像的债券与AFM与债券在图像的亮度,这是一个衡量债券和探针尖端之间的力。更重要的是,图像的明显的键长与键序:高阶债券短,这与预期的一致。

2009年生产总值(gdp)的研究小组发现,通过附加一个一氧化碳分子AFM提示,决议的框架可以增强揭示一个平面分子如并五苯。²

仔细检查这些图像,研究人员看到了更多的东西。的并五苯我们意识到有不同的成像债券,”格罗斯说,一些人比其他人。他们使用电子密度的计算密度泛函理论(DFT)和意识到这些差异可能暴露的键序。所以他们决定看分子的碳碳键顺序是有明显区别的:C₆₀和一些大型多环芳烃(多环芳烃)。

巴基球键合

在C语言中₆₀债券并非都是等价的:一些连接的两个五角环(p),其他连接六角环(h)。根据分配键序的方法设计了李纳斯鲍林,这些债券订单分别为0.28和0.44。(在鲍林的计划一个单键订单0,和一个双键秩序1。还有其他的计划分配键序,但差异是次要的)。

使用他们的CO-functionalised,毛和他的同事们成像C₆₀吸附在铜。只有最上面的六角形瓷砖的大致球形分子形成鲜明对比。研究人员使用调频振荡提示测量之间的力提示和示例:共振频率的变化的力梯度成正比的技巧方法。近分离力是排斥的,由于泡利斥力的电子提示和示例禁止占据同一地区的空间。所以样品中电子密度越大,图像越亮。

研究人员发现,p和h债券的六角C₆₀瓷砖确实有不同的共振频率的变化,因此不同的对比。此外,他们的DFT计算预测频率密切匹配这些观察到的变化。他们发现相同的亮度之间的相关性,为平面多环芳烃键序,包括指(cd, n) naphtho苝醌类化合物(3,2,1,8-pqra)五个不同类型的碳碳键。虽然小键序的差异(小于0.2)不能使用这种方法得到解决,增加亮度和增加键序的趋势依然明显。

这还不是全部。顺序不同也有不同长度的债券——的p和h债券在C语言中₆₀,x射线晶体学揭示了一个不同的约5%。这么小的差异将极难发现的AFM图像。但到好运,提示原来的公司倾斜放大这些区别和生产总值(gdp)和他的同事们发现,C的长度差异₆₀和多环芳烃是可见的。的明显的长度p和h例如,债券,分别是2.7和2.0。由于这种放大,研究人员说,(实际)键长0.03左右的差异应该被检测到。

这是一个激动人心的作品,一个整洁的最先进的AFM数据的解释,“AFM专家说菲利普莫里亚蒂英国诺丁汉大学的。但他有一些保留。“我发现平面分子工作比C更引人注目₆₀数据,”他说。的曲率富勒烯是一个潜在的问题解释的AFM图像完全键序。“更重要的是,莫里亚蒂发现它令人失望,毛和他的同事们承认,有吸引力的范德华相互作用分子复杂的边缘分析这些地区。

总认为,最终可能产生局部原子结构信息的方法,不能轻易获得的其他方法,如衍射。“我想测量和研究债券在原子在石墨烯的缺陷,”他说。