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短暂的一瞥的化学家的反应的“过渡态”

类别: bt365手机新闻, 研究

观察反应产物报价分析上市公司化学机制所形成的新他们的技术。

在化学反应中,涉及直到他们获得能量反应的分子到达被称为过渡态“不归路”。

到现在为止,没有人瞥见ESTA状态,因为它仅持续了几个飞秒(一秒钟的quadrillionths)。然而,在bt365手机,美国阿贡国家实验室和其他机构的化学家有几个现在发明了一种技术来确定由产品的详细观察,从反应结果可以让他们过渡态的结构。

“我们正在寻找事件的后果,已经在它们编码的过渡状态的现有结构,”说 罗伯特场,罗伯特吨。哈斯拉姆和bt365手机化学布拉德利杜威教授。 “这是一种间接测量,但它可能是其中最直接的测量类已。”

场和他的同事使用毫米波光谱,它可以测量反应产物的分子的旋转振动能量,以确定乙烯基氰的由紫外光引发的故障的产品的结构。用ESTA的做法,两个不同的过渡认定他们各国的反应和发现的证据可能涉及额外的过渡态。

场研究的资深作者,这在本周出现 科学的美国国家科学院院刊。基里尔是主要作者prozument,前bt365手机博士后谁现在是在阿贡国家实验室。

化学的核心概念

对于任何化学反应发生,反应分子必须接收能量,其使得活化分子达到过渡态,从其中形成的产品的输入。

“过渡状态是化学的一个核心概念,” Field说。 “我们认为一切真的取决于在过渡状态,这是我们无法直接观察到的结构反应。”

发表在2015年的论文中,现场和他的同事利用激光光谱表征 过渡态 对于称为异构化,其中,分子经历形状的改变的不同类型的反应。

在他们的新研究中,研究者的风格探索另一个反应中,使用紫外激光辐射打破乙烯基乙炔和氰化物的分子到其他产品。然后,毫米波他们用光谱观察反应产物的反应后的第二个百万分之几发生的振动水平的人口分布。

ESTA使用的技术,研究人员能够确定在不同水平的振动能量的分子的新生种群 - 分子相对于彼此移动的多少原子的量度。那些振动能级也编码分子的几何形状当他们出生在过渡状态下,具体地,多少有在间氢,碳,氮原子和键角弯曲激励。

ESTA当前使研究人员能够区分稍微不同的产物的反应的两人之间 - 被绑定到的氢和氮,其中在中心碳原子上的氢氰化物(HCN),和异氢氰酸(HNC),其中氮原子是该中心原子,结合于煤和氢气。

“这是什么样的结构是在瞬间指纹这种分子被释放,” Field说。 “看着给振动反应上一页方法进行人群失明,瞎眼的,他们HCN和HNC之间的区别。”

研究人员发现,HCN和HNC两种,它们通过不同的状态过渡,在产品反应产生。 ESTA表明,这两个状态的过渡,这代表反应的机理不同,在起作用乙烯基氰是当通过分开的紫外激光破坏。

“这意味着,有两种不同的机制竞争的过渡状态,并且我们能够反应到不同的这些机制分开,” Field说。 “这是一个全新的技术,要去的化学反应中会发生什么的心脏的新途径。”

这项新技术的科学家探索允许的方式状态转换不可能与以前已,亚瑟西服,在美国密苏里大学的化学教授。

“在这项工作中,研究人员使用的强大的新技术的宽带旋转光谱监控光解反应的产物的新生振动分布,从而获得深刻洞察两个不同的过渡状态,”西服说,他不是在参与学习。 “宽带继续惊奇旋转光谱我们意外的应用:如难以捉摸的过渡的ESTA一瞥,和其他令人兴奋的进展是通过ESTA技术毫无疑问的方式驱动”

额外的机制

研究人员的数据显示,有更多的这些反应机理超过两个,但需要更多的研究,以确定它们的过渡态的结构。

prozument字段和现在使用来研究丙酮的热解分解的技术ESTA反应产物。他们还希望到用它来探讨如何嗪,交替碳和氮原子的六元环,断裂成倒HCN三个分子,尤其是是否所有三种产品形式同时(“三重打击”)或顺序。

这项研究是由美国能源部,石油研究基金,以及美国国家科学基金会资助。论文的其他作者包括博士'13约书亚baraban本 - 古里安大学的;克巴拉特公园马克斯普朗克生物物理化学研究所的博士'15;拉结剃须刀SM '13;页。科罗拉多大学博尔德分校的布莱恩Changala;罗切斯特大学的约翰·Muenter;阿贡国家实验室的斯蒂芬·Klippenstein;和韦恩州立大学的弗拉基米尔车雅克。