De elementen op het periodiek systeem der elementen worden zo weergegeven dat bepaalde relaties worden benadrukt. Er zijn families, perioden (de horizontale rijen) en groepen (de verticale kolommen). De elementen binnen elk van deze groepen vertonen enkele overeenkomsten.

Diagonale relaties in het periodiek systeem bestaan ​​tussen twee elementen in diagonale posities ten opzichte van elkaar die vergelijkbare chemische eigenschappen vertonen. Lithium en magnesium, boor en silicium, en koolstof en fosfor zijn allemaal voorbeelden.

Een iconische diagonale relatie tussen koolstof en fosfor is al lang bekend, vooral in gevallen waar element-element meervoudige binding aanwezig is, zoals difosfor (P₂ ) waarin twee fosforatomen zijn verbonden door een zwakke drievoudige binding.

Deze diagonale relatie tussen fosfor en koolstof heeft de verwachting gewekt dat het difosformolecuul de eigenschappen van het koolwaterstofacetyleen (C₂) zou moeten nabootsen. H₂ ). Zowel difosfor als acetyleen reageren bijvoorbeeld met andere organische moleculen via hun pi-bindingen, een soort covalente binding die wordt aangetroffen in moleculen met meervoudige bindingen.

Een coördinatiecomplex bestaat uit een centraal atoom of ion dat gewoonlijk metallisch is, en wordt omgeven door gebonden moleculen of ionen, bekend als liganden of complexvormers. Coördinatiecomplexen zijn van vitaal belang voor het leven op aarde en omvatten hemoglobine en chlorofyl. Ze worden ook veel gebruikt in industriële toepassingen als katalysatoren.

Hoewel acetyleen een goed gedocumenteerde coördinatiechemie heeft met enkelvoudige overgangsmetalen, zijn coördinatiecomplexen met difosfor gebonden aan een enkel metaalcentrum ongrijpbaar gebleven.

Onlangs rapporteren onderzoekers van de University of California San Diego, de University of Rochester en de Ohio State University dat difosfor bindt aan een enkel metaalcentrum. Dit werk verschijnt in het nummer van 25 maart van Science .

Difosfor is, in tegenstelling tot acetyleen, zeer onstabiel en reactief. Wanneer het in vrije vorm wordt gegenereerd, polymeriseert difosfor snel of reageert het met aanwezige substraatmoleculen. Met andere woorden, difosfor blijft niet lang difosfor - het is van nature te combineren met andere elementen en moleculen. Dit maakt het moeilijk om te bestuderen of te manipuleren.

Er zijn verschillende syntheseroutes vastgesteld om multinucleaire difosforcomplexen te vormen. De meest populaire methode is door de tetraëdrische P₄ . te scheiden molecuul, beter bekend als witte fosfor. Witte fosfor is echter giftig en licht ontvlambaar (het was een hoofdbestanddeel in veel brandbommen die in de Tweede Wereldoorlog werden gebruikt).

"Het hier gepresenteerde werk biedt een synthetische strategie om toegang te krijgen tot mononucleaire complexen van difosfor in laboratoriumomgevingen", zegt Joshua Figueroa, hoogleraar scheikunde en biochemie aan de UC San Diego, hoofdonderzoeker en co-auteur van het artikel. "We verwachten dat deze coördinatiemodus de ontwikkeling van selectieve fosfor-atoomoverdrachtsreacties op organische moleculen verder mogelijk kan maken."

Bij het ontwerpen van het experiment gebruikten Figueroa en UC San Diego, postdoctoraal geleerde Shuai Wang, ijzer als het metaalion omdat het een goed coördinatieplatform bood dat de binding van kleine moleculen op een efficiënte manier mogelijk maakte. Door difosfor aan een ijzerion te binden, waren ze in staat om de twee fosforatomen aan elkaar te hechten op een manier die de vrije afgifte van difosfor omzeilde, wat de veelgevraagde stabiliteit opleverde.

Wang, die de eerste auteur van het artikel is en het synthetische werk uitvoerde, zei:"Gezien de extreme gevoeligheid van het vrije difosformolecuul als een vluchtige soort, is het opmerkelijk hoe stabiel het wordt bij coördinatie met het sterisch bezwaarde mononucleaire ijzercentrum. "

Onderzoekers gebruikten röntgenkristallografie om de precieze 3D-structuur van de moleculen te bepalen en Mossbauer-spectroscopie om veranderingen in de bindingsinteracties tussen het ijzerion en de difosfor waar te nemen. Dit was een sleuteltechniek omdat de onderzoekers hiermee konden aantonen dat difosfor en een acetyleenmolecuul de eigenschappen van het ijzercentrum op vergelijkbare manieren beïnvloeden.

Als difosfor kan bestaan ​​in een vorm die relatief stabiel en selectief reactief is, zullen wetenschappers het aan substraten kunnen hechten in iets dat bekend staat als "klik" -chemie. Click-chemie beschrijft niet één enkele, specifieke reactie, maar beschrijft een manier om stoffen te genereren door kleine modulaire eenheden samen te voegen. Dit kan nieuwe ontdekkingsgebieden in de synthetische chemie openen voor de bereiding van farmaceutische verbindingen.

"We zijn enthousiast over dit werk omdat het het belang aantoont van het gebruik van fundamentele concepten die zijn geleerd in de scheikunde van het eerste jaar bij het begeleiden van nieuwe ontdekkingen", zei Figueroa. + Verder verkennen

Nieuw anorganisch aromatisch ion