Mehele e nkhang hamonate ea 5-silicon e entsoe qetellong

Toro ea Lilemo tse Lekholo ea Khamistri e Phethahetse

Ka lilemo tse fetang lekholo, monko o monate - ts'ebetso ea quantum mechanical e fanang ka botsitso bo sa tloaelehang ho limolek'hule tse itseng tse nang le sebopeho sa selikalikoe - e ne e nkoa e le sebaka se ikhethileng sa carbon. Benzene, e ileng ea sibolloa ka 1825 mme ea rarolloa ka mokhoa o hlophisitsoeng ke August Kekulé ka 1865, e ile ea e-ba ngoana oa poso bakeng sa metsoako e nkhang hamonate, 'me meloko ea litsebi tsa k'hemistri e ile ea haha ​​​​liindasteri ho latela moralo oa eona oa carbon. Empa katlehong ea bohlokoa e ngolang bocha melao ea k'hemistri ea tlhaho, bafuputsi ba entse selikalikoe sa pele sa litho tse hlano se nkhang hamonate se entsoeng ka liathomo tsa silicon kaofela. Anion ena ea pentasilacyclopentadienide ha e emele feela tlhōlo ea maiketsetso, empa phetoho ea paradigm ea kamoo re utloisisang likamano tsa lik'hemik'hale, botsitso ba limolek'hule, le bokhoni bo sa sebelisoeng ba silicon ho feta karolo ea eona ho li-semiconductors.

Monko o monate: Lekunutu la Botsitso le Hahileng Chemistry ea Kajeno

Ho utloisisa hore na hobaneng rering e nkhang hamonate ea silicon e le ea bohlokoa, pele u hloka ho utloisisa hore na monko o monate o fana ka eng. Limolek'hule tse nkhang hamonate ha li na sebopeho sa selikalikoe - li na le tlhophiso e khethehileng ea elektronike moo lielektrone tsa pi li aroloang ho pholletsa le mohaho oohle oa selikalikoe, ho theha "leru" la matla a elektronike a arolelanoang a theolang matla a molek'hule haholo. Tlhōlisano ena e latela molao oa Hückel, o bolelang hore molek'hule ea planar, cyclic e nang le (4n + 2) pi electrons - moo n e leng palo e sa nepahaleng - e tla bontša botsitso bo nkhang hamonate. Bakeng sa cyclopentadienide anion (mofuta oa carbon), seo se bolela hore li-electrone tse 6 pi tse arolelanoang ho pholletsa le liathomo tse 5 tsa carbon.

Matla ana a ho tsitsisa ha se a manyane. Benzene, selikalikoe se nkhang hamonate tse tšeletseng, se ka ba 150 kJ/mol e tsitsitseng ho feta cyclohexatriene e inahaneloang e nang le libonto tse peli tsa lehae. Ho tsitsa hoo ho eketsehileng ke ka lebaka leo metsoako e nkhang hamonate e laolang k'hemistri ea meriana (ho feta 85% ea meriana e amohetsoeng bonyane e na le reng e le 'ngoe e nkhang hamonate), e etsa mokokotlo oa li-polymers tsa maiketsetso, 'me e sebetsa e le litšepe tse ka sehloohong ts'ebetsong ea lik'hemik'hale tsa indasteri tse jang liranta tse limilione tse likete tse makholo ka selemo.

The cyclopentadienide anion — selikalikoe sa khabone se nkhang hamonate sa litho tse hlano - le sona se thehiloe motheong. E theha motheo oa k'hemistri ea metallocene, e nolofalletsang li-catalysts tse kang ferrocene tse ileng tsa fetola k'hemistri ea organometallic ka mor'a hore li sibolloe ka 1951. Potso e ileng ea tšoenya litsebi tsa lik'hemik'hale ka lilemo tse mashome e ne e hlakile: haeba carbon e ka etsa sena, ke hobane'ng ha silicon e sa khone?

Sethibelo sa Silicon: Hobaneng ha Lintho tse Boima li hanana le Monko o monate

Silicon e lutse ka tlase ho khabone tafoleng ea periodic, e arolelana lielektrone tse 'ne tsa valence,' me e etsa li-geometri tsa tetrahedral tse kopanyang metsoako e mengata. Ka pampiri, e lokela ho khona ho etsa mehele e nkhang hamonate. Ha e le hantle, radius e kholoanyane ea athomo ea silicon (1.17 Å khahlano le carbon's 0.77 Å) le li-orbital tse ngata tse pharalletseng tse 3p li theha litšitiso tsa mantlha molemong oa ho kopana ha lateral pi-orbital ho batloang ke monko o monate.

Li-silicone-silicon li tlamahano tse peli ka botsona li ne li nkoa li ke ke tsa khoneha ho fihlela sehlopha sa Robert West Univesithing ea Wisconsin se kopanya disilene ea pele e tsitsitseng ka 1981. Leha ho le joalo, litlamo tsena tse peli li ne li fokola haholo ebile li sebetsa ho feta lik'habone tsa bona. Matla a Si=Si a habeli a bond a batla a le 310 kJ/mol ha a bapisoa le 614 kJ/mol bakeng sa C=C. Ho fihlela kamano ea pi e arotsoe ka har'a selikalikoe kaofela sa liathomo tsa silicon ho hlokahala ho hlola bofokoli bona ba tlhaho ha ho ntse ho bolokoa geometry ea polane e le bohlokoa bakeng sa ho kopana ha orbital.

Maiteko a fetileng a lilemo tse 40+ a hlahisitse masale a nkhang hamonate a kentsoeng sebakeng sa silicon, li-heterocycle tse nang le silicon, le likhakanyo tse fapaneng. Empa selikalikoe se monko o monate oa homoatomic - athomo e 'ngoe le e' ngoe e ka har'a selikalikoe e le silicon - e ile ea lula e le leruarua le lesoeu la k'hemistri ea sehlopha se seholo. Phephetso e ne e le habeli: ho kopanya selikalikoe sa li-silicon tse hlano tse nang le palo e nepahetseng ea lielektrone le ho e boloka e tsitsitse ka ho lekaneng hore e tšoanelehe.

Tlhaloso: Botsitso ba Boenjiniere ka Tšireletso ea Steric

Katleho e atlehileng e ipapisitse le leano le fetohileng maemo a khauta bakeng sa ho tsitsisa metsoako e sebetsang ea lihlopha tse kholo: lihlopha tse ling tse ngata. Ka ho hokela li-ligand tse kholo, tse fanang ka li-elektronike ho athomo e 'ngoe le e' ngoe ea silicon ka har'a selikalikoe, sehlopha sa lipatlisiso se fihletse merero e meraro ea bohlokoa ka nako e le 'ngoe. Lihlopha tse kholo li ne li sireletsa libonto tsa silicon-silicon tse sebetsang ka ntle ho li-reagents tsa ka ntle, thepa ea bona ea ho fana ka elektronike e thusitse ho tsitsisa tefiso e mpe ea anion, 'me bongata ba bona ba steric ba qobella geometry ea haufi-planar e hlokahalang bakeng sa pi delocalization.

Sebopeho sa pentasilacyclopentadienide e kopaneng e netefalitse monko o monate ka mekhoa e mengata e ikemetseng:

• X-ray crystallography e senotse bolelele bo batlang bo lekana ba Si-Si bond ho potoloha selikalikoe (~2.25 Å), e tsamaellanang le libonto tsa delocalized ho fapana le ho fapanyetsana libonto tse le 'ngoe le tse habeli
• Sebono sa spectroscopy sa Nuclear magnetic resonance (NMR) se bonts'itse mekhoa ea ho etsa deshielding e tsamaellanang le leqhubu la monko o monate
• Lipalo tsa "nucleus-independent chemical shift" (NICS)li hlahisitse boleng bo bobe haholo setsing sa selikalikoe, e leng sesupo sa khomphutha se amoheloang ka bophara sa monko o monate
• UV-bonahalang spectroscopy e bonts'itsoeng likarolo tsa ho monya tse tsamaellanang le liphetoho tsa pi-electron tse tlositsoeng ho pholletsa le moralo oa silicon
• Lipalo tsa Theory of Density functional (DFT) li netefalitse matla a matla a ho tsitsisa a nkhang hamonate, a hakantsoeng ho 50-70 kJ/mol

Le ha matla a monko a tsitsitseng a le tlase ho benzene's 150 kJ/mol, a lekane ho etsa hore motsoako o ka arohanngoa le ho bonahala mochesong oa kamore tlas'a maemo a moea a sa tsitsang - katleho e makatsang bakeng sa molek'hule eo litsebi tse ngata tsa k'hemik'hale li neng li lumela hore e ka se be teng ka mokhoa o tsitsitseng.

Ka Nģ'ane ho Bench ea Lab: Liphello tsa Lefatše la Sebele

Motsoako oa mehele ea silicon e nkhang hamonate e bula liphaseje tsa lipatlisiso tse fetang hole le bohelehele ba thuto. Metsoako e nkhang hamonate e thehiloeng ho silicon e ka bonts'a lisebelisoa tsa elektroniki tse fapaneng haholo le liphatlalatso tsa bona tsa khabone, ka ts'ebeliso e ka bang teng ka har'a liindasteri tse 'maloa tsa boleng bo holimo.

Ho sibolloa ha monko o monate oa silicon ha ho kenye kompone e ncha lethathamong la libuka - ho theha sehlopha se secha sa meralo ea limolek'hule. Ts'ebeliso e 'ngoe le e' ngoe e hahiloeng holim'a monko oa khabone lilemong tse 160 tse fetileng joale e na le molekane ea thehiloeng ka silicon e emetseng ho hlahlojoa, e 'ngoe le e' ngoe e na le lisebelisoa tse ikhethang tsa elektronike, optical, le catalytic.

Ho thekenoloji ea semiconductor, moo silicon e seng e ntse e laola e le thepa ea motheo, metsoako ea silicon e nkhang hamonate e ka sebetsa e le likarolo tsa elektronike tsa molek'hule. Li-electrone tsa "delocalized pi" tse ka har'a mehele ena li ka tsamaisa tefiso ka mekhoa e fapaneng le ea silicon e ngata, e fanang ka litsela tse lebisang ho limolek'hule tsa elektronike le likaroloana tsa quantum computing. Ha 'maraka oa lefats'e oa semiconductor o lebelletsoe ho feta $1 trillion ka 2030, esita le tsoelopele e ntseng e eketseha ea lisebelisoa tsa elektroniki tsa molek'hule ea silicon e na le litlamorao tse kholo tsa khoebo.

Ho photovoltaics, mehele e nkhang hamonate ea silicon e ka sebetsa joalo ka li-chromophore tse kotulang leseli. Mehaho ea tsona ea ho monya le ho ntša mesi - e ka sebelisoa ka ho fetoloa - e ka thusa lihlopha tse ncha tsa silicon-based organic light-emitting diode (OLEDs) kapa lisebelisoa tsa solar cell sensitizers tse koalang lekhalo lipakeng tsa setso sa silicon photovoltaics le theknoloji e ntseng e hlaha ea solar.

The Catalyst Potso: Silicon Metallocenes on Horizon

Mohlomong tebello e thabisang ka ho fetesisa ke monyetla oa ho etsa li-metallocenes tse thehiloeng ho silicon. Carbon's cyclopentadienide anion e etsa metsoako ea sandwich e nang le hoo e batlang e le tšepe e 'ngoe le e' ngoe ea phetoho, 'me metallocenes tsena ke li-catalyst tsa bohlokoa ho k'hemistri ea polymer. Ziegler-Natta le metallocene catalyst hammoho li tšehetsa tlhahiso ea lithane tse fetang limilione tse 100 tsa polyethylene le polypropylene selemo le selemo - 'maraka oa boleng bo ka bang $200 bilione.

Haeba pentasilacyclopentadienide e ka hokahana le dimetale ka tsela eo analoge ya yona e sebetsang ka yona, silicon metallocenes e tla ba le thepa e fapaneng ya steric le ya elektroniki. Rela ea silicon e kholoanyane e ka theha "angle ea ho loma" e pharalletseng ho potoloha setsi sa tšepe, e ka nolofalletsang likhetho tse ncha ho olefin polymerization, ts'ebetso ea CH, le liphetoho tse ling tse thusang. Esita le lintlafatso tse fokolang tsa ts'ebetso ea ts'ebeliso ea matla boemong bona ba indasteri li fetolela lidolara tse libilione tsa boleng le phokotso e kholo ea tšebeliso ea matla le litšila.

Liphuputso tsa pele tsa computational li fana ka maikutlo a hore silicon metallocenes e ka boela ea bonts'a lisebelisoa tse matlafalitsoeng tsa makenete ha li bapisoa le li-carbonate tsa tsona, ho bula lisebelisoa ho li-spintronics le lisebelisoa tsa polokelo ea data ea magnetic. Tšimo e sa le monyane, empa motheo oa khopolo-taba o se o ntse o raloa ho pholletsa le lihlopha tse ngata tsa lipatlisiso lefatšeng ka bophara.

Ho Laola Mathata a Ts'ebetso ea Sejoale-joale ea Lipatlisiso

Tlhahiso e kang masale a silicon a nkhang hamonate ke mohlala oa ho rarahana ha liphuputso tsa morao-rao tsa mahlale - merero ea lilemo tse ngata e kenyelletsang lihlopha tse fapaneng tsa khalemelo, lisebelisoa tse turang, melao ea tsamaiso, taolo ea lithuso, le tšebelisano e ntseng e eketseha ea lefats'e. Lihlopha tsa lipatlisiso le tse qalang tse rekisang lintho tseo li li sibolotseng li tobana le mathata a ts'ebetso a qothisanang lehlokoa le khoebo leha e le efe e bohareng: ho latela merero e mengata e sebetsang, ho laola likamano tsa theko le barekisi bakeng sa lik'hemik'hale tse khethehileng le lisebelisoa, ho sebetsana le HR bakeng sa lihlopha tse potolohang tsa postdocs le liithuti tse fumaneng mangolo, le ho boloka litlaleho tse hlokolosi bakeng sa ts'ireletso ea thepa ea mahlale.

Lipolanete tse kang Mewayz li sebetsana hantle le bothata bona ba tšebetso. Ka li-module tse 207 tse kopantseng tse akaretsang CRM, li-invoice, tsamaiso ea merero, HR, le analytics, Mewayz e fa mekhatlo e tsamaisoang ke lipatlisiso mokhoa o le mong oa ho laola lehlakore la khoebo la popontshwa. Sebakeng sa ho kopanya li-spreadsheet, liketane tsa lengolo-tsoibila, le lisebelisoa tsa software tse khaotsoeng, lihlopha li ka latela lintlha tsa bohlokoa tsa projeke, tsa laola li-invoice tsa barekisi bakeng sa li-reagents tsa laboratori, tsa hokahanya mananeo a sehlopha, le ho hlahisa litlaleho tsa lichelete tseo mekhatlo ea lichelete e li batlang - kaofela ho tsoa sethaleng se le seng. Bakeng sa lihlopha tse 138,000+ tse seng li ntse li sebelisa Mewayz lefatšeng ka bophara, mofuta ona oa taolo ea ts'ebetso e bohareng e bolela nako e nyane mabapi le ts'ebetso ea tsamaiso le nako e eketsehileng ho sututsa meeli ea seo mahlale a ka se fihlelang.

Se Latelang ka ho Fetisisa: Letlapa la Periodic le na le Liphiri tse Fetang

Kameho e atlehileng ea selikalikoe sa monko o monate oa silicon hang hang e hlahisa potso: ho thoe'ng ka likarolo tse ling tsa Sehlopha sa 14? Germanium, tin, and lead kaofela ba arolelana tlhophiso ea silicon ea four-valence-electron, 'me e 'ngoe le e 'ngoe e fana ka liphephetso tsa eona bakeng sa ho fihlela lits'ebetso tse tsitsitseng tsa mehala e monko o monate. Mehele e nkhang hamonate ea Germanium, haholo-holo, joale e nkoa e le sepheo sa sebele sa nako e haufi, ha ho nahanoa ka boemo ba bohareng ba germanium pakeng tsa silicon le likarolo tse boima.

Ka ntle ho Sehlopha sa 14, mohopolo oa monko o monate o se o atoloselitsoe ho lihlopha tsa boron (borane le carboranes li bonts'a monko o monate oa mahlakore a mararo), lithane tsa phosphorus, esita le lisebelisoa tsa tšepe tse nkhang hamonate tse kang Al4²⁻ tetraanion e qalileng ho tsebahala ka 2001. Ntho e 'ngoe le e 'ngoe e ncha e finyellang monko o monate oa lik'hemik'hale le molek li-blocks tse nang le thepa e ke keng ea etsisoa ke litsamaiso tsa khabone feela.

Motsoako oa pentasilacyclopentadienide o boetse o tiisa mokhoa o pharaletseng oa k'hemistri ea sejoale-joale: tlhahlobo e hlophisitsoeng ea likarolo tsa sehlopha se seholo bakeng sa li-bonding motifs tse neng li boloketsoe carbon. Lilemong tse mashome a mabeli tse fetileng, metsoako e tsitsitseng e nang le li-silicon-silicon triple bond, phosphorus-phosphorus triple bond, esita le boron-boron triple bonds kaofela li se li lemohuoe. E 'ngoe le e 'ngoe ea litšibollo tsena e ne e etelletsoe pele ke liteko tse hlōlehileng tsa lilemo tse mashome le lipelaelo tsa khopolo-taba, 'me e' ngoe le e 'ngoe e butse mekhoa e mecha ea moralo oa thepa.

Se etsang hore selikalikoe sa silicon se nkhang hamonate se be bohlokoa ka ho khetheha ke ho hokahana ha eona ka kotloloho le e 'ngoe ea mehopolo ea bohlokoa ka ho fetesisa ea k'hemistri. Aromaticity ha se taba ea thuto - ke thepa ea limolek'hule e tšehetsang meriana, lipolasetiki, lidae, liqhomane, lik'hemik'hale tsa temo le lisebelisoa tsa elektroniki. Ho atolosa thepa ena ho silicon ha e phethe feela mola tafoleng ea libuka. E qala nako e ncha ea k'hemistri ea silicon moo bokhoni ba element bo fetelang ka nqane ho liphaephe tsa kristale tse ka har'a komporo ea rona le molemong oa moralo oa limolek'hule oo, ho fihlela joale, e neng e le oa khabone feela.