Химики из [https://vk.com/wall-148981725_15484|Пенн Стейт] (Penn State, Пенсильванский университет в США) обнаружили, что ключевая реакция, называемая окислительным присоединением (Oxidative addition, ОП) может протекать в обратном порядке. Та реакция, когда переходный металл отдаёт электроны органическому соединению.
Ну и кажется, что такого, верно? Есть же обратные реакции. Только вот маленький нюанс для непосвящённых "щемистов" (фр. chimiste, рус. щемить) - органические молекулы отдают электроны металлам. А обычно металлы являются восстановителями, т.е. отдают электроны молекулам.
---
Мини-справка по восстановителям и окислителям:
Восстановитель - вещество, отдающее электроны.
Окислитель - вещество, поглощающее электроны.
Это связано с тем, что атомы в молекулах стремятся к нахождению в стабильном состоянии, а вокруг каждого атома есть 1 и больше "колец" (орбитали), на которых данные электроны и крутятся по оси. В идеале, им бы отдать лишние, чтобы на круге их было либо 0, либо возможный максимум. И именно поэтому сами процессы восстановления и окисления возможны (да, это пересказ пары серий ПИН-Кода по памяти - прим. редактора).
---
Чем это открытие выгодно? Ускорением химических реакций - если она протекает быстрее, то меньше побочных продуктов (зачастую вредных), вылетит в атмосферу.
Для реализации этих улучшений/ускорений, химики должны разрабатывать химические соединения на основе уже задокументированных путей реакций. Группа химиков увидела, что фундаментальная реакция ОП, может протекать по другому пути и достигать тех же целей. Внимание вопрос: А был ли этот альтернативный путь доступен всегда?
У нас есть органические соединения - водород (H), кислород (O2), углерод (C). У них есть свой список возможных реакций, основанный на структуре связи элементов соединения (в том числе и их углом) и электронным расположением.
У нас есть переходные материалы - платина (Pt, 78), палладий (Pd, 46). У этих спектр реакций и взаимодействий больше.
При взаимодействии этих двух групп между собой, открывается новый уровень сложности. Ведь такой симбиоз может изменять электронную структуру органических соединений, что приводит к ещё более широкому разнообразию потенциальных реакций, включая также разрыв химических связей и катализирование реакций, невозможных для чисто органических соединений
И вот именно понимания, что может произойти и как - открывает доступ к ускорению выше. В том числе и тот факт, что металлы тоже могут при таких соединениях забирать электроны, а не только отдавать.
Близкое расположение органической молекулы к переходному металлу позволяет двум наборам орбиталей ("колец") смешиваться, что приводит к различным типам реакций.
Однако некоторые реакции ОП немного отличаются. Это те переходные металлы, у кого дефицит электронов. На первом этапе реакции, вместо одного донорного эффекта происходит полное восстановление от органической молекулы.
Сам тип потока известен - это гетеролиз (когда после реакции атомы не получают стабильность, поскольку делятся не усреднённо, а одно из двух веществ забирает себе лишние электроны). Но вот что он приводит к чистому Окислительному Присоединению, известно не было.
И, по сути, это тот самый, альтернативный путь обратного ОП, который от самого ОП почти неотличим (за исключением промежуточной стадии, где водород из экспериментов с ним и платиной/палладием сначала отдавал электроны, а затем уже переходил в конечную стадию).
#Cirno #Science #Chemistry@cirno_nb
Мы в VK: https://vk.com/cirno_nb