Χημικοί δεσμοί διακρίνονται για πρώτη φορά σε εικόνες μικροσκοπίου

 

Οι χημικοί δεσμοί ενός μορίου νανογραφενίου. Στο βίντεο, η σύγκριση του μοντέλου ενός μορίου Hexabenzocoronene με την εικόνα που έδωσε το μικροσκόπιο  
http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1231213209

Όπως συμβαίνει στην ανθρώπινη ζωή, έτσι και στη χημεία οι δεσμοί των ατόμων που συγκροτούν ένα μόριο είναι άλλοτε πιο στενοί και άλλοτε πιο χαλαροί, καθορίζοντας την τελική μορφή και τη συμπεριφορά του. Αυτό είναι γνωστό στη θεωρία, για πρώτη φορά όμως μπορούμε να το παρακολουθήσουμε και στην πράξη χάρη στην πρώτη λεπτομερή απεικόνισή τους που πέτυχε διεθνής ομάδα επιστημόνων.

Για να σχηματίσουν ένα μόριο τα άτομα δημιουργούν δεσμούς στους οποίους «μοιράζονται» ένα ή περισσότερα από τα εξωτερικά ηλεκτρόνιά τους. Ο αριθμός των ηλεκτρονίων που μοιράζονται – το αν δηλαδή θα είναι ένα, δυο, τρία ή έξι – καθορίζει το πόσο ισχυρός είναι ο μεταξύ τους δεσμός και κατ’ επέκταση τη γεωμετρική δομή και τη σταθερότητα του μορίου καθώς και το πόσο ενεργό θα είναι στις αντιδράσεις.

Οι εικόνες που δόθηκαν στη δημοσιότητα (όπως αυτή ενός μορίου νανογραφενίου, αριστερά) οπτικοποιούν για πρώτη φορά την ισχύ των δεσμών που συνδέουν τα άτομα, με ένδειξη το μήκος τους. Οι πυκνότεροι σε ηλεκτρόνια ισχυρότεροι δεσμοί εμφανίζονται πιο «κοντοί» και λιγότερο φωτεινοί από τους πιο χαλαρούς «μακρύτερους» δεσμούς. Η διαφορά μήκους είναι βεβαίως υπερβολικά μικρή – μόλις μερικά πικόμετρα ή τρισεκατομμυριοστά του μέτρου.

«Έχουμε ξαναδεί δεσμούς αλλά δεν μπορούσαμε να διακρίνουμε διαφορές μεταξύ τους. Τώρα μπορούμε να απεικονίσουμε αυτές τις μικροσκοπικές διαφορές ανάμεσά τους» δήλωσε ο Λέο Γκρος του Ερευνητικού Κέντρου της IBM στη Ζυρίχη, επικεφαλής της μελέτης που διεξήχθη με τη συνεργασία γαλλικών και ισπανικών ερευνητικών ιδρυμάτων. Το 2009 ο κ. Γκρος είχε επίσης επιτύχει την πρώτη απεικόνιση των χημικών δεσμών ενός μορίου, η οποία όμως ήταν πολύ πιο «θολή» σε σχέση με τη σημερινή.

Ασκηση με την λύση στην απολύμανση νερού-ελευθερο διαθέσιμο χλώριο- Σαχινίδης Συμεών

Sax1012

Συγκρούσεις πρωτονίων με ιόντα μολύβδου για πρώτη φορά στο CERN

 

Από τα ξημερώματα της Πέμπτης εκτελούνται στον επιταχυντή σωματιδίων LHC στο CERN τα πρώτα πειράματα στα οποία συμβαίνουν συγκρούσεις πρωτονίων με ιόντα μολύβδου, καθένα από τα οποία περιέχει 82 πρωτόνια. Πρόκειται για ακόμη ένα τεχνολογικό επίτευγμα, αφού είναι η πρώτη φορά που συγκρούονται μεταξύ τους διαφορετικά είδη σωματιδίων στον LHC, φθάνοντας πιο κοντά στην αναπαραγωγή των συνθηκών που επικρατούσαν λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Καθώς οι συγκρουόμενες δέσμες έχουν διαφορετική ενέργεια και διαφορετικό μέγεθος προκύπτουν αρκετές τεχνικές προκλήσεις όπως ο συντονισμός των συχνοτήτων στους ηλεκτρομαγνήτες που προωθούν τα σωματίδια, που στο παρελθόν έχει προκαλέσει προβλήματα σε άλλους επιταχυντές

Μια δέσμη πρωτονίων στο CERN μπορεί να επιταχυνθεί σε ενέργειες της τάξης των 4 ΤeV, οπότε η σύγκρουση δύο δεσμών μεταξύ τους παράγει ενέργεια της τάξης των 8 TeV. Ένας πυρήνας μολύβδου όμως, με 82 πρωτόνια στο εσωτερικό του, μπορεί να επιταχυνθεί έως και τα 328 TeV, συμμετέχοντας σε συγκρούσεις πολύ μεγαλύτερης ενέργειας, και ανοίγοντας το παράθυρο σε νέου είδους φυσική.

Αυτά συμβαίνουν στο πείραμα ALICE, ένα από τα έξι μεγάλα πειράματα που λαμβάνουν χώρα αυτό τον καιρό στον LHC, με βασικό σκοπό τη μελέτη της ύλης όταν θερμαίνεται 250.000 φορές περισσότερο από το καυτό πλάσμα που βρίσκεται στο εσωτερικό του Ήλιου. Στο πείραμα αυτό παράγεται η πιο καυτή μορφή ύλης που έχουμε ποτέ παρατηρήσει, ένα πλάσμα κουάρκ – γλουονίων, που φτάνει σε θερμοκρασία της τάξης των 5.5 τρισεκατομμυρίων βαθμών Κελσίου.

Κατά τη διάρκεια των πρώτων συγκρούσεων που συνέβησαν τις πρωινές ώρες της Πέμπτης, παρατηρήθηκαν τα σωματίδια που παράχθηκαν από τις συγκρούσεις πρωτονίων με τα πολύ μεγαλύτερα ιόντα μολύβδου. «Ήταν μια πιλοτική άσκηση για να δούμε εάν ο LHC μπορεί να ανταπεξέλθει σε τέτοιες ασύμμετρες συγκρούσεις. Μας έδειξε ότι μπορεί, λειτούργησε άψογα», σχολίασε ο Johannes Wessels, επιστήμονας του ALICE. Οι συγκρούσεις αυτής της εβδομάδας είναι μόνο μια πρόγευση αυτών που θα επακολουθήσουν τον Ιανουάριο και το Φεβρουάριο, πριν την προγραμματισμένη παύση των εργασιών στον LHC για έργα αναβάθμισης, που θα διαρκέσει περισσότερο από ένα χρόνο.

http://www.naftemporiki.gr/news/cstory.asp?id=2235929

Αλλαγή μεγέθους γραμματοσειράς
Μετάβαση σε γραμμή εργαλείων