Ученые впервые установили связь между атомами тория: важное открытие в химии

Впервые доказана связь торий–торий

Исследователи из Манчестерского университета впервые экспериментально подтвердили наличие прямой химической связи между атомами тория. Для этого они использовали метод квантовой кристаллографии Hirshfeld Atom Refinement (HAR), который позволил «увидеть» распределение электронов в соединениях этого тяжёлого элемента.

Химическая связь возникает благодаря совместному использованию электронов между атомами. Тем не менее, для тяжёлых элементов, таких как торий, экспериментально доказать это долгое время было крайне затруднительно: поведение их электронов существенно отличается от более лёгких элементов и плохо поддаётся прямому наблюдению.

В данном исследовании учёные анализировали два различных кластера тория. В одном случае три атома делили между собой один электрон, в другом — уже два. Несмотря на сложность этих систем, метод HAR позволил зафиксировать признаки формирования химической связи и проследить, как изменение количества общих электронов сказывается на её свойствах.

Полученные результаты хорошо согласуются с ранее проведёнными теоретическими расчётами и впервые предоставляют прямое экспериментальное подтверждение существования связей типа торий–торий.

Особое значение исследования заключается в самом методе: HAR использует стандартные данные рентгеновской дифракции в сочетании с квантово-механическими расчётами. Это делает его более доступным по сравнению с традиционными методами анализа электронной плотности, которые требуют исключительно высококачественных кристаллов и сложных экспериментальных условий.

Авторы исследования полагают, что подход HAR может способствовать изучению химических связей не только в соединениях тория, но и в других сложных материалах, где поведение электронов ранее было трудно наблюдать напрямую.