Een team van onderzoekers van de Universiteit van Chicago en Emory University heeft bewijs gevonden voor een hybride waterstofbrug/covalente binding. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap , de groep beschrijft experimenten die ze uitvoerden met bifluoride-ionen die de grens tussen waterstofbruggen en covalente bindingen vervaagden. Mischa Bonn en Johannes Hunger van het Max Planck Institute for Polymer Research hebben een Perspectives-stuk gepubliceerd in hetzelfde tijdschriftnummer waarin het werk van het team aan deze nieuwe inspanning wordt geschetst.

Een van de basisbegrippen van de chemie is dat de bindingen tussen waterstofatomen elektrisch en zwak zijn, en zijn dus geen echte chemische bindingen. Covalente bindingen, anderzijds, zijn echte chemische bindingen en zijn daarom sterk - en ze houden moleculen doorgaans bij elkaar. Covalente bindingen krijgen hun kracht door elektronen te delen tussen de betrokken atomen. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben gevonden wat een uitzondering op deze regel lijkt te zijn:een hybride type binding.

De onderzoekers werkten met groepen bifluoride-ionen - elk werd gemaakt door een waterstofatoom tussen twee fluoratomen in een wateroplossing te plaatsen. Volgens de regels van de chemie, de tripletten zouden bij elkaar moeten worden gehouden door het waterstofatoom dat een covalente binding vormt met een van de fluoratomen en een waterstofbinding met de andere. Maar toen de onderzoekers de drieling testten met infrarood licht om ze te laten trillen, ze vonden iets verrassends. In plaats van de verwachte afname tussen energieniveaus naarmate de atomen de energieladder beklommen, ze vonden een toename - een teken dat het waterstofatoom gelijkelijk werd verdeeld tussen de twee fluoratomen. Computerberekeningen toonden aan dat het gedrag dat ze hadden waargenomen afhing van de afstand tussen de atomen. Pas toen de fluoratomen het dichtst bij elkaar waren, werd de hybride binding waargenomen. Naarmate de fluoratomen verder van het waterstofatoom werden getrokken, de normale binding nam het over.

De onderzoekers hebben de hybride een waterstof-gemedieerde chemische binding genoemd, en merk op dat het niet kan worden beschreven als een waterstofbinding of een covalente binding - het is echt een hybride van de twee. Ze merken ook op dat hun bevindingen implicaties hebben voor het begrip van de basischemie en de ware aard van chemische bindingen.

© 2021 Science X Network