Pierwszy raz w historii sfilmowano tworzenie się i zrywanie wiązań atomowych

Grupie naukowców z niemieckiego Uniwersytetu w Ulm i brytyskiego University of Nottingham udało się tego dokonać za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego (TEM) i węglowych nanorurek. Na materiale wideo widać dwa atomy renu o średnicy 0,1-0,3 nanometra każdy, co oznacza, że mamy tu do czynienia z obiektmi aż 500 tysięcy razy mniejszymi niż średnica ludzkiego włosa.

Fizycy uwięzili w nanorurkach węglowych parę atomów renu połączonych w Re2. Zdecydowali się właśnie na ren, ponieważ ma wysoką liczbę atomową, a dzięki temu łatwiej jest go obrazować niż lżejsze elementy za pomocą metod transmisyjnej mikroskopii elektronowej.

Podczas eksperymentu, badacze zastosowali strumień elektronów wygenerowany przez mikroskop TEM do precyzyjnego pomiaru pozycji atomów, jak i dzięki nim zainicjowali całą reakcję chemiczną, która została sfilmowana w czasie rzeczywistym. Niemcy i Brytyjczycy informują, że wiązania chemiczne między atomami tworzą się w wyniku uwspólnienia dwóch lub większej liczby elektronów. Efekt ich łączenia i rozłączenia możecie zobaczyć na opublikowanym w newsie materiale filmowym.

Możemy na nim zobaczyć jak dwa atomy renu krążą wokół siebie, coraz bardziej się zbliżając, a następnie łączą się tworząc cząsteczkę i dalej poruszają się w parze. Chwilę później oddzielają się od siebie. Następuje to wówczas, gdy długość wiązania przekracza średnice obu atomów. Wiązanie zostaje zerwane, a wibracje pomiędzy atomami ustają, co oznacza, że atomy znowu są niezależne.

Naukowcy podkreślają, że w miarę jak Re2 przemieszcza się w nanorurce, również zmienia się długość wiązania. Oznacza to, że staje się ono silniejsze lub słabsze w zależności od otoczenia atomów. Dzięki nagraniu, w końcu poznaliśmy kolejność wiązań między dwoma atomami, ich liczbę oraz sposób, w jaki wiązania te zmieniają się.

Źródło: GeekWeek.pl/ / Fot. University of Nottingham/Pixabay