Oamenii de știință declară: molecula de benzen există simultan în 126 de dimensiuni

La aproape 200 de ani de la descoperirea Faraday a celui mai important compus aromatic, benzenul, oamenii de știință au reușit în cele din urmă să găsească o modalitate de a descrie structura moleculei sale. Problema a apărut după celebra descoperire a chimistului Kekule, care a fost primul care a ghicit că molecula de benzen are o formă hexagonală închisă. Distanța și rezistența legăturilor dintre atomii de carbon la vârfurile inelului benzenic sunt strict aceleași, ceea ce asigură stabilitatea unică a acestei substanțe.

Pe lângă carbon, benzenul conține și hidrogen - câte un atom pentru fiecare atom de carbon. Astfel, numărul total de electroni din această structură ajunge la 42, dar toți sunt amestecați între ei. Oamenii de știință au încercat mult timp să descrie acest design și, în cele din urmă, au ajuns la un model matematic greoi, care implică ... 126 de măsurători, trei pentru a determina poziția fiecărui electron benzenic în realitatea noastră tridimensională.

Este imposibil să se utilizeze o funcție cu 126 de dimensiuni în practică, dar căutarea unei soluții alternative a durat zeci de ani. Recent, oamenii de știință australieni au propus utilizarea funcțiilor de undă pentru aceasta, care descriu funcționarea sistemelor cuantice. Au plecat de la faptul că într-un sistem dat, electronii sunt inițial nedistincționabili unul de celălalt, prin urmare, în locul lor, este necesar să selectați zone de spațiu cu anumite proprietăți.

Această abordare a făcut posibilă reducerea drastică a complexității întregii structuri și elaborarea de ecuații pentru a descrie proprietățile acestor regiuni și interacțiunea lor între ele. Mai mult, pe baza parametrilor obținuți, oamenii de știință au simulat comportamentul electronilor în interiorul zonei selectate, obținând noi formule și ecuații. Toate acestea fac posibilă descrierea în detaliu și vizualizarea structurii moleculei de benzen în moduri simple și ușor de înțeles. Și aceasta este o cheie extrem de importantă pentru înțelegerea structurii moleculelor altor substanțe complexe, cum ar fi grafenul.