O mama 5-silikoni manogi ua mae'a fa'apipi'iina

Ose Moemiti Fa'a-Kemisi o le Seneturi Tuai na Fa'ataunu'uina

Mo le silia ma le selau tausaga, o le aromaticity - o le quantum mechanical phenomenon e maua ai le fa'atumauina tulaga fa'apitoa i nisi molelaula fa'amama mama - na ta'ua o le vaega fa'apitoa a le carbon. O le Benzene, na maua i le 1825 ma na fofoina e Aukuso Kekulé i le 1865, na avea ma tamaititi lauiloa mo mea manogi, ma o augatupulaga o kemisi na fausia uma pisinisi i luga o lona faʻavae faʻavae carbon. Ae i se tulaga mata'ina e toe tusia ai tulafono o le kemisi inorganic, ua tuufaatasia e le au su'esu'e le mama muamua e lima itutino atoatoa e fausia atoa i atoms silicon. O lenei anion pentasilacyclopentadienide e le na'o se manumalo fa'akomepiuta, ae o se suiga fa'ata'ita'iga i le auala tatou te malamalama ai i le so'oga o vaila'au, fa'amautu mole mole, ma le gafatia e le'i fa'aaogaina o le silicon i tua atu o lana matafaioi i semiconductor.

Aromaticity: Le Maumau Mea lilo na fausia ai le kemisi fa'aonaponei

Ina ia talisapaia pe aisea e taua ai le mama silicon aromatic, muamua e tatau ona e malamalama i le mea moni e aumai. O molela'au manogi e le na'o le mama - latou te maua se fa'aeletonika fa'apitoa lea e fa'asolo ai pi electrons i luga o le fausaga mama atoa, ma fa'atupuina ai se "ao" o le tele o eletise fa'asoa lea e matua fa'aitiitia ai le malosi o le mole. O lenei delocalization e mulimuli i le tulafono a Hückel, lea e taʻu mai ai o se mole mole, cyclic mole ma (4n + 2) pi electrons - pe a le n o se numera le lelei - o le a faʻaalia le faʻamautuina o le manogi. Mo le cyclopentadienide anion (le carbon version), o lona uiga e 6 pi electrons e fa'asoa i le 5 carbon atoms.

E le faatauvaa lenei malosi fa'amautu. Benzene, le mama manogi ono-carbon, e tusa ma le 150 kJ/mol e sili atu le mautu nai lo se cyclohexatriene fa'ata'ita'i fa'atasi ai ma fusi fa'alua fa'apitonu'u. O le fa'aopoopoina o le mautu o le mafua'aga lea o mea manogi e pulea ai kemisi fa'afoma'i (sili atu i le 85% o vaila'au fa'amaonia o lo'o iai a itiiti ifo ma le tasi mama manogi), e fai ma ivi tua o polymers synthetic, ma avea o ni 'auala autu i fa'agasologa o vaila'au fa'apisinisi e faitau selau piliona tala i tausaga ta'itasi.

O le cyclopentadienide anion — o le mama manogi e lima itutino o le carbon — e tutusa lelei le faavae. E fai ma faavae o le kemisi metallocene, e mafai ai ona fa'aogaina e pei o le ferrocene lea na suia ai le kemisi organometallic ina ua mae'a ona latou mauaina i le 1951. O le fesili na fa'afefe ai tagata kemisi mo le tele o tausaga sa tuusa'o: afai e mafai e le kaponi ona faia lenei mea, aisea e le mafai ai e le silicon?

O le Silicon Barrier: Aisea e sili atu ai le mamafa o elemene e tetee atu ai i mea manogi

Silicon o lo'o nofo tonu i lalo o le kaponi i luga o le laulau fa'avaitaimi, fa'asoa fa'aeletonika valence e fa, ma fa'atupu ai fa'ata'ita'i fa'atasiga tetrahedral i le tele o fa'apotopotoga. I luga o pepa, e tatau ona mafai ona fausia mama manogi. I le fa'ata'ita'iga, o le fuala'au atomika lapo'a o le silicon (1.17 Å fa'asaga i le carbon's 0.77 Å) ma le tele o fa'ata'amilosaga 3p e fa'atupu ai fa'alavelave fa'avae i le ituaiga fa'alava pito pito i tua lelei e mana'omia ai le manogi.

Silicon-silicon double bonds na latou manatu e le mafai se'ia o'o ina fa'apipi'i e le 'au a Robert West i le Iunivesite o Wisconsin le disilene stable muamua i le 1981. E o'o lava i lena taimi, o nei fusi fa'alua sa sili atu ona vaivai ma sili atu ona gaioi nai lo latou kaponi. O le malosi fa'alua fa'alua Si=Si e tusa ma le 310 kJ/mol fa'atusatusa ile 614 kJ/mol mo C=C. O le ausiaina o le so'otaga fa'amavaeina o le pi i luga o se mama atoa o atoma silicon e mana'omia ai le fa'ato'ilaloina o lenei vaivaiga fa'aletagata a'o fa'atumauina le fa'afanua fa'ata'atia e mana'omia mo le so'o fa'asolo.

O taumafaiga muamua i luga o le 40+ tausaga na maua ai ni mama manogi e suitulaga i le silicon, heterocycles o lo'o i ai le silicon, ma fa'atatauga eseese. Ae o se mama manogi atoatoa homoatomic - o atoma uma i totonu o le mama o le silicon - na tumau pea le tafola pa'epa'e o kemisi vaega autu. E lua le lu'i: fa'apipi'iina o se mama silikoni e lima ma le numera sa'o o le eletise ma fa'amautu lelei e fa'ailoa ai.

O le Fa'atosina: Fa'ainisinia Mausali e ala i le Puipuiga Fa'amau

O le fa'asologa manuia na fa'alagolago i se ta'iala ua avea ma tulaga auro mo le fa'amautu o fa'aputuga fa'atupu fa'atasi: fa'aputuga fa'aopoopo. E ala i le fa'apipi'iina o ligands tetele, fa'aeletonika-foa'i atu i atomika ta'itasi i totonu o le mama, na ausia ai e le au su'esu'e ni fa'amoemoe taua e tolu i le taimi e tasi. O vaega tetele na puipuia fa'aletino le fa'aogaina o le silicon-silicon bonds mai reagents fafo, o latou mea fa'aeletonika foa'i na fesoasoani e fa'amautu le leaga o le anion, ma o latou fa'ato'aga tele na fa'amalosia ai le fa'ata'ita'i-planar geometry e mana'omia mo le delocalization pi.

O le fa'avasegaina o le pentasilacyclopentadienide fa'apipi'i fa'amaonia le natura manogi e ala ile tele o metotia tuto'atasi:

• X-ray crystallographyfaʻaalia e latalata tutusa Si-Si umi faʻataʻamilo i le mama (~ 2.25 Å), faʻatasi ma le tuʻufaʻatasia faʻapipiʻiina nai lo le fesuiaʻiina o fusi tasi ma faʻalua
• Fa'ailo fa'amaneta faaniukilia (NMR) spectroscopyfa'aalia uiga fa'amama fa'ata'ita'i fa'atasi ma se mama manogi o lo'o iai nei
• Nucleus-independent chemical shift (NICS) calculationfa'atupuina tulaga le lelei tele i le totonugalemu mama, o se fa'ailoga fa'afuainumera taliaina lautele o le manogi
• UV-visible spectroscopy fa'aalia le fa'a'ai'au fa'atasi ma suiga fa'aeletonika fa'ate'aina i luga o le fa'avaa silicon
• Fa'atusatusaga o le Density functional theory (DFT)fa'amaonia le tele o le malosi fa'amautu manogi, fa'atatau ile 50-70 kJ/mol

E ui ina la'ititi le malosi fa'amautu manogi nai lo le 150 kJ/mol a le benzene, ae ua lava tele e mafai ai ona fa'amama le fa'aputuga ma fa'aalia i le vevela o le potu i lalo o tulaga o le ea - ose mea mata'ina mo se mole e talitonu le to'atele o foma'i e le mafai ona ola i se tulaga mautu.

I tua atu o le Lab Bench: Aafiaga Moni i le Lalolagi

O le tu'ufa'atasiga o mama silikoni manogi e tatala ai alalaupapa su'esu'ega e fa'alautele mamao i tua atu o le fia iloa o a'oa'oga. O mea manogi e fa'atatau i le silikoni e mafai ona fa'aalia ai mea fa'aeletonika e matua'i 'ese'ese mai a latou kaponi fa'atusa, ma e ono fa'aogaina e fa'asolo atu i le tele o alamanuia maualuluga tau.

O le mauaina o le silicon aromaticity e le na'o le fa'aopoopoina o se mea fou i le lisi - e fa'avaeina ai se vasega fou atoa o le fausaga mole. So'o se talosaga na fausia i luga o le carbon aromaticity i le 160 tausaga ua tuana'i, o lo'o i ai se fa'ata'ita'iga e fa'atatau i le silikoni o lo'o fa'atali e su'esu'eina, o lo'o i ai i mea ta'itasi e ono tulaga ese fa'aeletonika, va'aiga mata, ma mea fa'atosina.

I tekinolosi semiconductor, lea ua leva ona pulea le silikoni e fai ma mea fa'avae, e mafai ona fa'aogaina mea fa'aeletonika fa'ameamea manogi. O pi eletonika ua fa'ate'aina i totonu o nei mama e mafai ona fa'atautaia le tau i ni auala e 'ese'ese mai le silikoni tele, e ofoina atu auala e aga'i atu ai i mea fa'aeletonika mole mole ma mea'ai fa'akomepiuta quantum. Faatasi ai ma le maketi o le semiconductor i le lalolagi atoa ua fuafua e sili atu i le $1 tiliona i le 2030, e oo lava i le alualu i luma faatupulaia i mole mole eletise e faavae i le silicon e tele ni aafiaga faapisinisi.

I photovoltaics, o mama silicon aromatic e mafai ona galue o ni chromophores fou e selesele ai le malamalama. O a latou mea e fa'asa'o ma fa'asuavaia - e mafai ona fa'aogaina e ala i suiga - e mafai ona fa'aagaaga ai vasega fou o fa'ameaola moli-emitting (OLEDs) e fa'avae i luga o le silicon po'o mea fa'aola sela e fa'afeso'ota'i le va i le va o ata fa'asolo fa'asolo mai o le silicon photovoltaics ma tekonolosi fa'aola ole la.

O le Fesili Fa'aoso: Silicon Metallocenes i luga o le Horizon

Masalo o le fa'amoemoega sili ona vave fa'afiafiaina o le mafai lea mo metallocenes fa'avae silicon. O le cyclopentadienide anion a le Carbon e fausia ai sanuisi fa'atasi ma toetoe lava o u'amea fa'asolo uma, ma o nei metallocenes o ni fa'amalosi taua i kemisi polymer. Ziegler-Natta ma metallocene catalysts fa'atasi e lagolagoina le gaosiga o le sili atu i le 100 miliona tone o polyethylene ma polypropylene i tausaga ta'itasi - o se maketi e tusa ma le $200 piliona lona tau.

Afai e mafai e le pentasilacyclopentadienide ona fa'amaopoopo i metala fe'avea'i e pei ona faia e lana analog kaponi, o le mea e maua mai ai le silicon metallocenes o le a iai ni mea fa'aeletonika e matua'i ese'ese. O le mama silikoni lapo'a o le a fa'atupuina ai le lautele o le "mata'i" fa'ata'amilo i le u'amea totonugalemu, e ono mafai ai ona filifili fou i le olefin polymerization, CH activation, ma isi fa'aliliuga catalytic. E o'o lava i fa'alelei la'ititi i le fa'aogaina o le fa'atosina i lenei fua fa'apisinisi e fa'aliliuina i le faitau piliona tālā le tau ma fa'aitiitiga tele i le fa'aaogaina o le malosi ma otaota.

Amata su'esu'ega fa'akomepiuta ua fa'ailoa mai ai e mafai fo'i ona fa'aalia e le silicon metallocenes le fa'aleleia atili o mea fa'amageta pe a fa'atusatusa i latou kaponi, tatala talosaga i spintronics ma mea e teu ai fa'amatalaga maneta. E la'ititi le fanua, ae o lo'o fa'ata'atia le fa'avae fa'ata'ita'i ile tele o vaega su'esu'e ile lalolagi.

Puleaina o le Lavelave o Galuega Fa'aonaponei o Su'esu'ega

O mea fou e pei o mama silikoni manogi e faʻaalia ai le lavelave o suʻesuʻega faʻasaienisi faʻaonaponei - poloketi e tele tausaga e aofia ai 'au faʻasalalauga, meafaigāluega taugata, tausisia o tulafono faatonutonu, pulega o tupe, ma faʻateleina le galulue faʻatasi i le lalolagi atoa. O kulupu su'esu'e ma amataga o lo'o fa'atauva'a a latou su'esu'ega e feagai ma lu'itau fa'agaioiga e fa'atusalia i latou o so'o se atina'e fa'atotonugalemu: su'esu'eina o le tele o galuega fa'atino, fa'afoega o fa'atauga ma fa'atauga fa'atau mo vaila'au fa'apitoa ma mea faigaluega, fa'afoeina HR mo 'au fe'avea'i o postdocs ma tamaiti a'oga fa'au'u, ma tausia fa'amaumauga ma'oti mo le puipuiga o meatotino tau le atamai.

O fa'avae e pei o Mewayz o lo'o fa'atatau tonu i le lavelave fa'agaioiga. Faatasi ai ma le 207 faʻapipiʻi faʻapipiʻi e vaʻaia le CRM, pili, pulega o poloketi, HR, ma auʻiliʻiliga, ua tuʻuina atu e Mewayz i faʻalapotopotoga faʻatautaia suʻesuʻega se faiga e tasi e pulea ai le itu pisinisi o mea fou. Nai lo le tu'ufa'atasia o fa'asalalauga, filifili imeli, ma mea faigaluega e motusia, e mafai e 'au ona siaki mata'ina o galuega, fa'atautaia pili o fa'atau mo su'esu'ega su'esu'e, fa'amaopoopo fa'asologa o au, ma fa'atupu lipoti tau tupe e mana'omia e ofisa fa'atupe - uma mai le fa'avae e tasi. Mo le 138,000+ 'au ua uma ona fa'aogaina le Mewayz i le lalolagi atoa, o lenei ituaiga o fa'atonuga fa'atotonugalemu o lona uiga e fa'aitiitia le taimi i luga o le fa'atonuga ae sili atu le taimi e tuleia ai tuaoi o mea e mafai ona ausia e le saienisi.

O le a le mea e soso'o mai: O le Siata Vaitaimi E Tele Mea lilo

O le fa'amalieina lelei o se mama silicon aromatic ua vave ona tula'i mai ai le fesili: fa'afefea isi elemene Vaega 14? Germanium, apa, ma ta'ita'i fa'asoa fa'aeletonika fa-valence-eletonika a le silicon, ma o lo'o fa'aalia e ta'itasi a latou lu'itau mo le ausiaina o faiga mama mama mautu. O mama manogi Germanium, aemaise lava, ua manatu nei o se sini lata mai, ona o le tulaga o le germanium i le va o le silikoni ma elemene mamafa.

I tua atu o le Vaega 14, o le manatu o le manogi ua uma ona faʻalauteleina i fuifui boron (o boranes ma carboranes o loʻo faʻaalia ai le tolu-dimensional aromaticity), mama phosphorus, ma e oʻo lava i mea manogi uma e pei o le Al4²⁻ tetraanion na muamua faʻaalia i le 2001. poloka faufale o lo'o iai meatotino e le mafai ona fa'atusaina e na'o faiga fa'avae kaponi.

O le tu'ufa'atasiga o le pentasilacyclopentadienide e fa'amaonia ai fo'i se tulaga lautele i le kemisi fa'aonaponei: o le su'esu'ega fa'asolosolo o elemene autu-vaega mo fa'amau fa'apipi'i na fa'apolopolo muamua mo le kaponi. I le luasefulu tausaga ua tuana'i, o mea fa'amautu o lo'o iai so'oga fa'atolu-silikoni, fa'amau fa'atolu, ma e o'o fo'i i fa'amauga fa'atolu o boron-boron ua fa'ataunu'uina. O nei su'esu'ega ta'itasi na muamua atu i le tele o tausaga o taumafaiga na le taulau ma masalosaloga fa'apea, ma ua tatala ai avanoa fou mo le fa'atulagaina o meafaitino.

O le a le mea e sili ona taua ai le mama silikoni manogi ona o lona feso'ota'iga tuusa'o i se tasi o manatu fa'apisinisi sili ona taua a le kemisi. O le manogi e le'o se fa'aa'oa'oga fa'aa'oa'oga - o le mole mole o lo'o fa'avae ai vaila'au, palasitika, vali, mea pāpā, vaila'au fa'ato'aga, ma mea fa'aeletoroni. O le fa'alauteleina o lenei mea totino i le silikoni e le na'o le fa'aumaina o se laina i se laulau tusi a'oga. Ua amatalia ai se vaitau fou o le kemisi silicon lea e o'o atu ai le malosi o le elemene i tua atu o ma'i tioata tioata i totonu oa tatou komipiuta komipiuta ma i totonu o le malo o mamanu mole, e o'o mai i le taimi nei, e na'o le kaponi.

Fesili e Fai soo

O le a le mama silikoni manogi?

O le mama silikoni manogi o se mole e fau ai le silicon atoms se fale mautu, fa'amama mama fa'atasi ai ma se fa'amautu fa'apitoa, o se mea totino ua leva ona manatu e fa'apitoa mo le kaponi. E a'afia ai le fa'asoa fa'atasi o electrons fa'ata'amilo i le mama, ma fa'atumau ai le malosi. O lenei su'esu'ega ua matua fa'alauteleina ai le manatu o le manogi manogi i tua atu o le kemisi fa'aola i totonu o le malo o elemene fa'aletino pei o le silikoni.

Aisea ua ta'ua ai lenei tu'ufa'atasiga o se fa'ailoga mata'ina?

Mo le sili atu ma le seneturi, o le manogi o se uiga faʻamalamalamaina o molelaʻau faʻavae carbon e pei o le benzene. O le faia ma le manuia o se mama mautu, mama manogi atoa mai le silikoni e fa'amaonia ai o lenei manatu fa'avae kemikolo e le'o fa'atatau i le carbon. E toe tusia ai le poto o tusi a'oga ma tatala ai le tele o avanoa fou mo le mamanuina o mea fou e iai mea fa'aeletoroni fa'apitoa e le'i mafaufauina muamua mo fa'aputuga silicon.

O a ni mea e mafai ona fa'aogaina o nei mama silikoni?

A'o iai pea i le amataga o su'esu'ega, o nei mama silikoni manogi e mafai ona o'o atu ai i fa'aoga fou. O latou fausaga fa'aeletoroni fa'apitoa e mafai ona fa'aogaina e fatu ai ituaiga fou o semiconductor, mea fa'apitoa mo mea fa'aeletonika, po'o mea sili atu ona lelei. O le malamalama pe fa'afefea ona pulea le manogi i totonu o le silicon e mafai ona tatalaina ai vaega fou o meafaitino faasaienisi, o se vaega autu o suʻesuʻega mo kemisi faʻaaogaina punaoa e pei o Mewayz (faʻaalia 207 modules ile $19/mo).

E fa'afefea ona feso'ota'i lenei su'esu'ega ma kemisi silikoni o iai?

O lenei su'esu'ega e lu'itauina ai le va'aiga masani o kemisi kemisi. E masani lava, o le silicon e fausia ai noataga e tasi, e fausia ai filifili ma fausaga e sili atu ona tutusa ma alkanes (hydrocarbons tumu). O le faia o se mama manogi mautu e fa'aalia ai e mafai e le silikoni ona auai i faiga fa'apipi'i lavelave, e tutusa ma le kaponi, e ono ta'ita'i atu ai i se vasega fou atoa o mea fa'avae fa'akolika ma mea totino e ese mai i silikoni ma silanes masani.