இரசாயன எதிர்வினைகளில் சுற்றுப்பாதை உருவாக்கத்திற்கான புதிய விதி

ஸ்க்யூக்கி, மேகமூட்டம் அல்லது கோள-எலக்ட்ரான் சுற்றுப்பாதைகள் அணுக்கருக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகளைச் சுற்றி எலக்ட்ரான்கள் எங்கு, எப்படி நகரும் என்பதைக் காட்டுகிறது. நவீன வேதியியல் மற்றும் இயற்பியலில், அவை குவாண்டம் இயந்திர விளக்கத்திற்கும் இரசாயன எதிர்வினைகளின் கணிப்புக்கும் பயனுள்ள மாதிரியாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளன. சுற்றுப்பாதைகள் விண்வெளி மற்றும் ஆற்றலுடன் பொருந்தினால் மட்டுமே அவற்றை இணைக்க முடியும். இரண்டு பொருட்கள் வேதியியல் ரீதியாக ஒன்றுக்கொன்று வினைபுரியும் போது இதுவே நிகழ்கிறது. கூடுதலாக, Forschungszentrum Jülich மற்றும் Graz பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள் இப்போது கண்டுபிடித்துள்ளபடி, மற்றொரு நிபந்தனையும் பூர்த்தி செய்யப்பட வேண்டும். இரசாயன எதிர்வினைகளின் போக்கானது உந்த விண்வெளியில் சுற்றுப்பாதை பரவலைப் பொறுத்தது. இவ்வாய்விற்கான முடிவுகள் நேச்சர் கம்யூனிகேஷன்ஸ் இதழில் வெளியிடப்பட்டன.

வேதியியல் எதிர்வினைகள் இறுதியில் எலக்ட்ரான் பிணைப்புகளின் உருவாக்கம் மற்றும் முறிவைத் தவிர வேறொன்றுமில்லை, அவை சுற்றுப்பாதைகள் என்றும் விவரிக்கப்படலாம். மூலக்கூறு சுற்றுப்பாதை கோட்பாடு என்று அழைக்கப்படுவது இரசாயன எதிர்வினைகளின் பாதையை முன்கூட்டியே கணிக்க உதவுகிறது. வேதியியலாளர்கள் கெனிச்சி ஃபுகுய் மற்றும் ரோல்ட் ஹாஃப்மேன் ஆகியோர் 1981 ஆம் ஆண்டில் நோபல் பரிசைப் பெற்றனர். இந்த முறையை பெரிதும் எளிதாக்கினர், இது அதன் பரவலான பயன்பாட்டிற்கு வழிவகுத்தது.

“வழக்கமாக, எலக்ட்ரான்களின் ஆற்றல் மற்றும் இருப்பிடம் பகுப்பாய்வு செய்யப்படுகின்றன. இருப்பினும், ஃபோட்டோ எமிஷன் டோமோகிராபி முறையைப் பயன்படுத்தி, சுற்றுப்பாதைகளின் வேக விநியோகத்தைப் பார்த்தோம்,” என்று டாக்டர் செர்குய் சௌபாட்ச் விளக்குகிறார். ஜூலிச்சில் உள்ள பீட்டர் க்ரன்பெர்க் இன்ஸ்டிடியூட் (PGI-3) மற்றும் ஆஸ்திரியாவில் உள்ள கிராஸ் பல்கலைக்கழகத்தில் ஆராய்ச்சியாளர்கள் சேர்ந்து, தொடர்ச்சியான சோதனைகளில் உலோகப் பரப்புகளில் பல்வேறு வகையான மூலக்கூறுகளை உறிஞ்சி, வேகமான இடத்தில் அளவிடப்பட்ட வேகத்தை வரைபடமாக்கினார்.

“நாம் அளவிடும் உலோகங்களில் உள்ள பல்வேறு மூலக்கூறுகளின் ஒளிக்கதிர்கள் கோட்பாட்டு ரீதியாகவும் கணிக்கப்படலாம். ஒரு மாதிரியாக, உலோகத்துடன் தொடர்பு கொள்ளாத கட்டுறா மூலக்கூறைப் பயன்படுத்துகிறார். ஆனால் தாமிரத்தில் ஒலிகோபீனைல்களை அளந்தபோது, ​​சோதனை முடிவு திடீரென்று உணரப்பட்டது. கோட்பாட்டு கணிப்புகளிலிருந்து கணிசமாக வேறுபட்டது. உந்த இடத்தின் சில பகுதிகள் பயன்படுத்தப்படாமல் இருந்தன” என்று சௌபாட்ச் கூறினார். இந்த உந்தப் பகுதிகள் பொதுவாக உன்னத உலோகங்களில் ஏற்படும் மின்னணு நிலைகளின் அறியப்பட்ட பேண்ட் இடைவெளிகளுடன் பொருந்துகின்றன. மேலும் சம்பந்தப்பட்ட பொருட்களில் ஒன்றான தாமிரமும் அத்தகைய உன்னத உலோகமாகும்.

வேலைக்காக, ஆராய்ச்சியாளர்கள் இத்தாலியின் ட்ரைஸ்டேவில் உள்ள எலெட்ரா சின்க்ரோட்ரானில் சோதனைகளை நடத்தினர். அங்கு, Forschungszentrum Jülich தலைமையிலான ஒரு சர்வதேச கூட்டமைப்பு நானோSCA  நிறமாலைமானியை ஒரு பீம்லைனில் இயக்குகிறது, இதில் சுற்றுப்பாதை டோமோகிராஃபிக் அளவீடுகளுக்கான ஒளிமின்னழுத்த எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி உள்ளது. ஜி. ராம்சே மற்றும் பேராசிரியர் மைக்கேல் ஆகியோரின் ஒத்துழைப்புடன் பணிகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன. முழு ஊடாடும் அமைப்பு-மூலக்கூறுகள் மற்றும் உலோக மேற்பரப்புக்கான அவரது குவாண்டம் மெக்கானிக்கல் உருவகப்படுத்துதல்களுடன், பீட்டர் புஷ்னிக் புதிதாக கண்டுபிடிக்கப்பட்ட தேர்வு அளவுகோலை விளக்குவதற்கான திறவுகோலை வழங்கினார்.

References:

• Zhang, L., Yang, C., Lu, C., Li, X., Guo, Y., Zhang, J., & Guo, X. (2022). Precise electrical gating of the single-molecule Mizoroki-Heck reaction. Nature communications, 13(1), 1-11.
• Spiekermann, K., Pattanaik, L., & Green, W. H. (2022). High accuracy barrier heights, enthalpies, and rate coefficients for chemical reactions. Scientific Data, 9(1), 1-12.
• Fukui, K. (1982). Role of frontier orbitals in chemical reactions. science, 218(4574), 747-754.
• Kageyama, H., Hayashi, K., Maeda, K., Attfield, J. P., Hiroi, Z., Rondinelli, J. M., & Poeppelmeier, K. R. (2018). Expanding frontiers in materials chemistry and physics with multiple anions. Nature communications, 9(1), 1-15.