Karbon, Kuantum Etkilerini Açığa Çıkarıyor
advertisement
Bochum’da bulunan Ruhr Üniversitesi’ndeki kimyagerler, karbon atomlarının sadece parçacıklar gibi değil, aynı zamanda dalgalar gibi de davrandıklarına dair kanıtlar bulmuşlardır. Bu kuantum-mekanik özellik, elektronlar veya hidrojen atomları gibi hafif parçacıklar için iyi bilinen özelliklerdir. Bununla birlikte araştırmacılar, karbon gibi ağır atomlar için dalga-parçacık ikililiğini nadiren gözlemlediler. Organik Kimya II Başkanından Prof. Dr. Wolfram Sander ve Tim Schleif liderliğindeki ekip, North Texas Üniversitesi’nden Prof. Dr. Weston Thatcher Borden ile Angewandte Chemie dergisinde yer aldı. Sander, “Sonuçlarımız karbon atomlarının kuantum etkileri gösterebildiğini kanıtlayan birkaç örnekten biridir” dedi. Özellikle, araştırmacılar tünelleyebilen karbon atomlarını gözlemlediler. Karbon atomları bunu yapmak için yeterli enerjiye sahip olmamalarına rağmen, enerjik bir engelin üstesinden gelirler. Ağır Parçacıklar için Nadiren Gözleniyor Wolfram Sander paradoksu şöyle anlatıyor: “Kaplanın onun için çok yüksek olan parmaklıkların üzerinden atlamadan kafesten çıkması gibi.” Bu, ancak, parçacık gibi değil dalga gibi davranıldığında mümkündür. Bir nesnenin tünelleşebilme olasılığı onun kütlesine İnovatif Kimya Dergisi kaynak gösterilmeden paylaşılamaz. bağlıdır. Bu olay hafif elektronlara göre nispeten ağır karbon atomlarında daha kolay gözlemlenebilir. Araştırmacılar, yaklaşık 80 yıldır bilinen bir kimyasal reaksiyon olan Cope yeniden düzenlenmesini kullanarak tünel tepkimesini araştırdılar. Reaksiyonun başlangıç materyali olan bir hidrokarbon bileşiği, ürün molekülüyle aynıdır. Bu nedenle reaksiyon öncesinde ve sonrasında aynı kimyasal bileşik bulunur. Bununla birlikte, karbon atomları arasındaki bağlar süreç boyunca değişir. Bochum merkezli araştırmacılar deneylerinde molekül içindeki karbon atomlarından birini işaretlediler. Kendilerine bağlı olan hidrojen atomunu hidrojenin ağır bir versiyonu olan hidrojenin izotopu döteryum ile değiştirdiler. Cope yeniden düzenlenmesinden önce ve sonra moleküller döteryumun dağılımı açısından farklılık gösterdi. Bu farklı dağılımlara bağlı olarak, her iki moleküler form da biraz farklı enerjilere sahip oldu. Reaksiyon Aslında Meydana Gelmemeli Oda sıcaklığında bu farkın çok az etkisi vardır; Çevredeki bol termal enerji kaynağı nedeniyle, her iki form da eşit sıklıkla görülür. Bununla birlikte, 10 Kelvin’in altındaki çok düşük sıcaklıklardaki bir molekül formu enerji farkından dolayı önemli ölçüde tercih edilir. Oda sıcaklığından aşırı derecede düşük sıcaklıklara geçerken dengenin her iki formun da eşit dağılımından düzensiz bir dağılım göstermesi gerekir. Bununla birlikte, bu geçiş standart bir şekilde gerçekleşemez. Çünkü molekülün kendisi bunun için yeterli enerjiye sahip olmadığı gibi soğuk ortamda da bu durum mümkün değildir. Bir formdan diğerine yeniden düzenlenmesini sağlamak için bir enerji bariyeri aşılmalıdır.Yeni dengenin standart bir şekilde ortaya çıkmamasına rağmen araştırmacılar yine de deneyde bunu gösterebildiler. Sonuç olarak son derece düşük sıcaklıktaki Cope yeniden düzenlenmesi ancak bir tünel etkisi ile açıklanabilir. Bu nedenle, teorik araştırmalara dayanarak beş yıl önce Weston Borden tarafından yapılan bir tahminde deneysel kanıt sağladılar. Çözücüler Tünel Yeteneğini Etkiler Ruhr Üniversitesi’nde mükemmel bir takımda yer alan Wolfram Sander ,Ruhr Explores Solvation adlı araştırmayı üstlenir; çözücülerin ve çözünmüş moleküllerin etkileşimleri ile ilgilenir. Sander, “Çözücülerin tünel oluşturma yeteneğini etkilediği biliniyor. Ancak, şimdiye kadar bunu nasıl yaptıklarını anlamak mümkün olmadı. “diyor. Kaynak: sciencedaily.com İnovatif Kimya Dergisi kaynak gösterilmeden paylaşılamaz. Yorumlar İnovatif Kimya Dergisi kaynak gösterilmeden paylaşılamaz.
