Отримано іон, в якому вуглець пов'язаний з шістьма іншими атомами

Німецькі хіміки синтезували молекулу, в якій атом вуглецю порушує відоме кожному десятикласнику правило про те, що вуглець здатний утворювати не більше чотирьох хімічних зв'язків.

Хімічний зв'язок утворюється, коли електрони переходять у спільне «володіння» двох або більше атомів. У такі відносини можуть вступати не всі електрони, які є у атома, а тільки деякі, і число їх суворо визначено для кожного елемента. У вуглецю таких електронів чотири: вони і беруть участь в утворенні хімічних зв'язків у всіх його сполуках. Тому в більшості випадків кажуть, що вуглець чотирьохвалентний, тобто здатний утворити чотири хімічні зв'язки.

Однак іноді можна змусити атом вуглецю розпорядитися своїми електронами екзотичним чином - наприклад, розподіливши їх між п'ятьма (замість чотирьох) іншими атомами, як це зробили в 2005 році японські вчені. Для цього потрібно було виділити дуже нестабільний іон складної органічної молекули, в якій один з атомів вуглецю в деякій мірі узагальнював свої електрони з трьома іншими атомами вуглецю і двома атомами кисню, в сумі утворюючи п'ять хімічних зв'язків.

Інші розрахунки побічно доводили можливість існування навіть більшої кількості атомів, з якими атом вуглецю може «поділитися» електронною хмарою. У 1973 році розклад з шістьма «сусідами» у одного вуглецевого атома в іоні гексаметілбензолу передбачила група німецьких вчених, а через сорок з невеликим років їх співвітчизники Моріц Малішевскі (Moritz Malischewski) і Конрад Зеппельт (Konrad Seppelt) отримали іон і довели, що розрахунки їх колег були.

Фото

Катіон гексаметілбензолу отримати не так просто: він існує тільки в найсильніших кислотах, які так і називаються - магічними. Малішевські і Зеппельту вдалося кристалізувати сіль гексаметілбензолу з растовора фторсульфонової кислоти у фториді сурьми (C₆ (C_H3₎ ⁶2 + ₍^Sb_F6-) ₂· HSO3F) і провести рентгеноструктурний аналіз, який показав, що коли від гексаметілбензолу віднімається два протони, один з атомів вуглеролецю. У результаті утворюється піраміда з п'ятикутною основою, а атом вуглецю, який утворює вершину цієї піраміди, виявляється пов'язаний з п'ятьма атомами основи і одним атомом вуглецю метильної групи, тобто з цілими шістьма іншими атомами.

Результати експериментів і вимірювань Малішевскі і Зеппельта опубліковані в журналі Angewandte Chemie International Edition.