• 
• 

Jedne pierwiastki naśladują inne

30-07-2010 20:40

superatom · klaster · atomy · naśladownictwo · Pacific Northwest National Laboratory · Will Castelman

Zespół doktora Willa Castelmana z Pacific Northwest National Laboratory odkrył grupy atomów, które naśladują właściwości innych pierwiastków. Naukowcy nazwali te grupy "superatomami". Zachowują się one jak pojedyncze atomy innych pierwiastków. Superatomy mogą posłużyć do tworzenia nowych materiałów, które będą tańszymi i skuteczniejszymi katalizatorami w procesach chemicznych.

Castelman wraz z zespołem wykazali, że pewne kombinacje atomów charakteryzują się takim ustawieniem elektronów, które imituje ustawienie innych pierwiastków. Dowiedziono przy okazji, że by przewidzieć, jakie pierwiastki mogą się naśladować, wystarczy rzucić okiem na tablicę okresową.

"Pracę rozpoczęliśmy z tlenkiem tytanu i zauważyliśmy, że TiO jest izoelektronikiem (czyli ma bardzo podobną konfiguracją elektroniczną) do niklu. Zdziwiło nas to, ponieważ TiO zachowywał się jak nikiel. Myśleliśmy, że to przypadek" - mówi Castelman. Uczeni postanowiliśmy przyjrzeć się innym materiałom i odkryli, że tlenek cyrkonu jest izolelektronikiem do palladu, podobnie zresztą jak węglik wolframu.

Okazało się też, że wystarczy tablica okresowa i nieco arytmetyki, by określić, jak będzie wyglądało podobieństwo pierwiastków. Na przykład tytan ma cztery elektrony na zewnętrznej powłoce, a tlen atomowy ma ich sześć. Wystarczy zatem w tablicy okresowej obliczyć sześć pierwiastków w prawo od tytanu, by trafić na nikiel, który jest izoelektronikiem dla tlenku tytanu. Na razie schemat ten sprawdził się w przypadku niektórych metali przejściowych. Nie wiadomo, czy jest on ważny dla całej tablicy.

Można zadać sobie pytanie, po co szukać zastępników dla istniejących materiałów. Odpowiedzią może być np. cena. Pallad, który jest katalizatorem w silnikach odrzutowych kosztuje 100 USD za gram. Tlenek cyrkonu, który może go zastąpić, kosztuje 0,02 USD za gram. Jest zatem 5000 razy tańszy.

Inny powód to chęć uzyskania jakiegoś materiału o właściwościach innych niż typowe dla niego.

Autor: Mariusz Błoński

Źródło: PhysOrg

izoelektronik? a cóż to za słowo... generalnie chodzi o konfigurację powłoki walencyjnej - czyli ilości i energii elektronów walencyjnych (tych ,które biorą udział w tworzeniu wiązań chemicznych) na tej powłoce... to tak w uproszczeniu

2010-07-30 21:55

jotunn

Izoelektronik? Nigdzie w sieci tego nie znalazłem, nawet na wikipedii tylko po turecku:
[quote=Google Translate]Rozbudowa była taką samą liczbę elektronów i elektronów są inne atomy.
Fizyczne właściwości różnych właściwości chemiczne są podobne.
Dużej liczby atomów na kwant energii jest wielki. Orbitale te same liczby kwantowe nie może oddzielić sposób fizyczny, ale są chemicznie rozkładowi.
Na szczęście udało mi się znaleźć hasło izoelektronowość i bingo:
[quote=Wikipedia]Jeśli atom, jon, rodnik lub cząsteczka mają tę samą liczbę elektronów walencyjnych co inna cząstka to określa się je mianem izoelektronowych.
Notabene: a wydawałoby się, że po Mendelejewie niewiele zostało do uzupełnienia…

2010-07-31 00:07

Jurgi

komentarze [2] »