Електрони валенције, који се налазе у најудаљенији шкољку атома, играјте важну улогу у вожњи хемијских реакција и формирања обвезница са другим атомима.
Али снимајући ове честице док раде овај посао је шкакљив. Не само да су електрони валенције невероватно мали, они такође формирају хемијске везе унутар фемтосекунди - пуких квадлилионта секунде.
Сада је експеримент на одељењу за Слац на националном акцелераторима у Слац-у убрзали, први пут, комбиновао напредни к - РАИ технологију са сечењем - ивицама и теорију да бисте је у стварном времену у стварном времену у стварном времену у стварном времену у стварном времену у стварном времену у стварном времену у стварном времену у стварном времену у стварном времену у стварном времену у стварном времену у стварном времену у стварном времену.
Користећи изузетно светли Кс - Раи импулсе из Слац-овог ултрафасти ЛИНАЦ кохерентног извора светлости (ЛЦЛС), мулти - институционални тим пронашао је јединствену електрон за валенцију као што је водио дисоцијацију водоника од молекула амонијака.
Резултати, објављени у часописуФизичка ревизија Писма, могло би помоћи научницима како боље разумеју хемију на основном нивоу и боље контролише резултате хемијских реакција. То знање, заузврат, могло би се искористити да дизајнира следеће: - производне материјале и технологије.
Праћење електрона валенције током реакције
Научници су током година покушали да прате покрете једног електрона током хемијске реакције. Међутим, сликање овог путовања је било неухватљиво на неколико нивоа, јер је било тешко изоловати појединачне електроне из многих електрона у атом и то је такође било немогуће учинити у изузетно брзом временском времену на којима се одвијају хемијске реакције.
У СЛАЦ-у, истраживачки тим је одлучио да испроба нови приступ који је укључивао и теорију и експерименте. Користећи снагу ЛЦЛ-а, Кс - Раи Ласера, времена су користили - решени к - облик снимања на атомском нивоу и унутар фемтосекунди који су довољно осетљиви да би пратили дистрибуцију електрона {{5} и упарило технику и теорију.
Тим је водио Иан Габалски, др. Др. Студент на Станфорд Универзитету, професоре Пхилип Буцксбаум на Станфорд Пулсе Институту и на листи Нанна, асистент професора теоријске хемије на К-у Краљевском институту за технологију, Шведску и на Универзитету у Бирмингхаму, док је листа пружила теорију и симулације које су и на листи пружили да је и на списку да је и на листи дао да је и на листи да је и да је и на листи да је и да је и да је и на листи да је и да је и да је и да је и на листи да је и да је и да је и да је и на листи да је и да је и да је и на листи да је и да је и да је и да је и на листи да је и да је и да је и на листи да је и да је и да је и да је и на листи и симулације. Валентност за преуређивање електрона.
Да бисте пратили утицај кретања електрона, тим је створио прилог високих амонијака - и узбуђивао га је ултраљубичастом ласером. Док је ласер прошао кроз гас, Кс - зраке из ЛЦЛ-а удариле су електроне и раштркани назад. "А цела ствар се дешава током 500 фемтосекунди", рекао је Габалски.
У већини молекула, језгра електрона, који су чврсто везани за атоме, надмашују спољну електрону валенције. Али у малим и лаганим молекулама попут амонијака, које се састоји од атома азота и три атома водоника, електрони валентности далеко је пребројало језгрене електроне. То значи да је Кс - раи сигнал са валенционих електрона довољно јак да их прати и "види" како су се кретали и наводи и на позиције атома.
Научници су већ знали да се фотоилексавано амонијак развија из структуре у којој атоми азота и водоника формирају пирамиду на један у којем сви атоми леже у авиону. На крају, један од хидрогена се прекида из ове планерске геометрије и фрагмената молекула. С њиховим техником Кс - Раи-а, истраживачи су могли да сликају кретање електрона који је одвео ово нуклеарно преуређивање.
Калкулације листе су биле кључне за тумачење података. "Обично морамо да закључимо како се електрони валенције крећу током реакције, а не да их директно видимо, али овде бисмо могли да гледамо њихово преуређивање одвијајући се директним мерењима", речено. "Била је то врло лепа сарадња између теорије и експеримента."
Пратећи различите хемијске реакционе путеве
Праћење кретања валенционих електрона такође пружа прозор у различите стазе које хемијске реакције могу да потраје, покреће електронским покретом.
"Ако покушавате да синтетишете молекул за нови фармацеутски или материјал, те хемијске реакције увек ће се подружити и на жељене и нежељене путеве", рекао је Габалски. "Када не иде онако како желите, ствара нуспроизводи. Дакле, ако разумете како то функционише, онда можете схватити како да управљате те реакцијом у правцу који желите. То би могло бити веома моћно средство за хемију уопште."
Тим се нада да ће и даље прецизирати своје технике за хватање још бољих слика, посебно са још моћнији Кс - зраче након недавне надоградње ЛЦЛС-а.
"Могли смо да видимо ове валенце електронске сигнале у мору језгрене електронске позадине, што отвара много нових авенија", наводи листу. "То је био доказ о концепту који нас је гурнуо да покушамо да видимо ствари које раније нисмо могли да видимо."
