科学家在第一次进行化学反应期间观看单个电子移动

第一次,科学家们可视化电子在化学反应中的行为方式,这可以帮助减少未来化学中不必要的副产物。

来源:LiveScience

科学家首次使用超快X射线闪光灯在化学反应期间移动时拍摄单个电子的直接图像。

X射线

在8月20日在《物理评论信》杂志上发表的新研究中,研究人员通过想象成像一个原子外壳中的电子如何在氨分子破裂时移动了这一令人难以置信的壮举。

研究

数十年来,科学家一直使用超快X射线散射来图像原子及其化学反应。散射使用X射线的超声爆发来冻结小型,快速移动的分子。 X射线具有完美的波长范围,可在原子尺度上捕获细节,这就是为什么它们非常适合成像分子。

原子

但是,X射线仅与原子核附近的核心电子相互作用。价电子 - 原子中的最外面电子,而实际负责化学反应的电子是隐藏的。

“我们想为驱动该动作的实际电子拍照,”物理学博士生,研究的首席作者伊恩·加巴尔斯基(Ian Gabalski)告诉《现场科学》。

Ian Gabalski

加巴尔斯基说,如果科学家可以理解化学反应期间价电子如何移动,它可以帮助他们设计更好的药物,更清洁的化学过程和更有效的材料。

要开始,团队需要找到正确的分子。原来是氨。

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“氨是特殊的,”加巴尔斯基说。 “因为它主要具有轻度原子,所以没有很多核心电子可以淹没外部信号。因此,我们实际上看到了该价电子。”

一个原子的插图,其价电子以不同的轨道移动。 (图片来源:KTSDesign/Science Photolibrary通过Get Tomage)
一个原子的插图,其价电子以不同的轨道移动。 相关: 量子物理 量子机械