رؤية الروابط الكيميائية

بتتذكر أتواع الروابط بالكيمياء؟

الرابطة المشتركة, الرابطة الهيدروجينيية, الرابطة الشاردية؟ 

شو رأيك إذا قلنالك أنو صار فيك تشوفون؟!!!

عادة ما يقوم الكيميائيون بتحقيق التناظر في الهياكل الكيميائية، ويمكن للتقنية التي تحسن من الطريقة التي يرون بها هذا العالم أن تؤثر بشكل كبير في هذا المجال. وفي قفزة من هذا النوع، تمكن باحثون في الصين من إخراج أول صورة مرئية للرابطة الهيدروجينية مستخدمين مجهر القوة الذرية AFM.

في شهر أيار، قام فيليكس فيشر وزملاؤه في جامعة كاليفورنيا في الولايات المتحدة الأمريكية باستخدام مجهر القوة الذرية لتصوير الجزيئات قبل وبعد التفاعل الكيميائي. وأظهرت الصور المميزة تشكل الروابط المشتركة covalent في تفاعلات تشكيل الحلقات.

وفي الدراسة الأحدث لتصوير الجزيئات، ذهب شياوهوي كوي وزملاؤه في المركز الوطني لعلم النانو والتكنولوجيا في الصين خطوة أخرى إلى الأمام، عندما استعملوا مجهر القوة الذرية عديم التماس non-contact AFM كما فعل فيشير، ولكن في هذه المرة ليس بحثاً عن الروابط المشتركة، بل عن التفاعلات الأضعف المنشئة للروابط الهيدروجينية.

إن الروابط الهيدروجينية أساسية لأكثر الجزيئات أهمية في الطبيعة. فهي مسؤولة عن ارتباط سلسلتي DNA لتشكيل الحلزون، كما أنا العديد من الأنزيمات المحفزة تستفيد من هذه الروابط. وتتشكل هذه الروابط بارتباط الهيدروجين المرتبط بذرة عالية الكهرسلبية، مع ذرة شديدة الكهرسلبية.

قام كوي باختيار 8-هيدروكسي الكينولين لهذه الدراسة، كونها مسطحة باستثناء رابطتها الهيدروجينية التي ستكون خارج السطح مما قد يؤدي لزيادة وضوحها. ولكنه على الرغم من ذلك لم يكن متأكداً ما إذا كان تباين الهيدروجين سيكون كافيا لملاحظته. قائلا: "إن رؤيتنا للروابط الهيدروجية بهذه المجاهر لم تكن متوقعة، وذلك بسبب الكثافة المنخفضة للاكترونات في المناطق القريبة من هذه الروابط وكانت كما توقعنا ودرسنا بنيتها في المدرسة الثانوية". 

ولسنوات عديدة، كان لأسلوب تصوير قديم "المسح النفقي المجهري STM" دقة أكبر من مجاهر القوة الذرية. وفي عام 2011، مزج الباحثون المسح النفقي المجهري مع الكثافة النظرية الوظيفية لإظهار الأشكال السداسية التي شكلتها الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الميتانول الممتصة على سطح الذهب، بدقة منخفضة. وفي عام 2009، قام ليو غروس في شركة IBM بالتوصل لتقنية ربطت جزي أحادي الكربون إلى قمة مجهر القوة الذرية، مما أدى لتحسن كبير في النتائج. وهي التقنية استخدمت في الدراسة الحديثة.

وكما يستخدم الكيميائيون عادة الـ NMR ومطياف الكتلة بشكل يومي لدراسة الجزيئات، يأمل كوي أن تتحول هذه المجاهر إلى أداة روتينية. بينما يبدو غروس أكثر تشكيكاً في ذلك، كون إعداد النماذج للدراسة بهذه المجاهر معقد وإن الحاجة لموظفين مدربين ستجعلها أقل جاذبية. ولكن إذا ما تم التغلب على هذه القيود، فإن قلة من الكيميائيين تريد أن تفوت الفرصة على نفسها لرؤية هذه الجزيئات التي يتلاعبون بها كل يوم.

تمتعوا معنا بأول صورة التاريخية للروابط الهيدروجينية للكينولين.

the source is هنا