Материалы портала «Научная Россия»

Ученый ТГУ вместе с зарубежными коллегами открыл новый вид редких молекул

Ученый ТГУ вместе с зарубежными коллегами открыл новый вид редких молекул
Свойствами этих молекул можно управлять путем изменения индукции внешнего магнитного поля

Ученый Томского государственного университета Рашид Валиев вместе с коллегами из университетов Хельсинки и Осло открыли новый вид редких молекул, свойствами которых можно управлять путем изменения индукции внешнего магнитного поля, сообщает пресс-служба ТГУ. Это парамагнитные молекулы из класса порфиринов. Порфирины входят в состав гемоглобина, хлорофилла и тесно связаны с процессами фотосинтеза и дыхания живых организмов.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Chemical Communications Королевского химического общества Великобритании.

Открытые парамагнитные порфирины с закрытой электронной оболочкой – молекулы очень редкие, так как имеют специфическую электронную структуру. Обычно молекулы с такой структурой очень нестабильны, а открытые порфирины, наоборот, неизменны даже в окружающем нас воздухе. Это дает возможность манипулировать их физико-химическими свойствами с помощью внешнего магнитного поля в различных прикладных областях магнитооптики и нанотехнологий.

С 2012 года группа ученых, в которую входит доцент ТГУ, изучает ароматическую природу порфиринов и их производных. Ароматичность – особое свойство некоторых химических соединений проявлять аномально высокую стабильность – является важным понятием теоретической химии и тесно связано с задачей классификации и систематизации органических молекул по их реакционным свойствам. Однако ученые определяют его, используя физику, а именно, вычисляют в молекулах магнитноиндуцированные токи.

«Для меня как для физика всегда было интересно связать наши «токи» и понятие ароматичности со спектроскопическими или физическими свойствами молекул, – говорит Рашид Валиев. – Это удалось сделать в 2017 году для сильно антиароматичных порфиринов. Такие молекулы могут быть использованы в задачах магнитооптики, где используется управление физическими свойствами молекул путем изменения индукции внешнего магнитного поля. Фундаментальное значение нашего результата в том, что мы объяснили природу парамагнетизма этих молекул».

Используя теоретические методы квантовой химии, Валиев с коллегами из университетов Хельсинки и Осло изучили магнитные свойства семи молекул изофлоринов и карбапорфиринов, как уже синтезированных, так и гипотетических. Они показали, что четыре из семи рассмотренных молекул обладают парамагнетизмом, при этом их спин равен нулю в основном электронном состоянии, что является крайне редким случаем.

Кафедра оптики и спектроскопии ФФ ТГУ (зав. кафедрой – Виктор Черепанов), доцентом которой является Рашид Валиев, традиционно занимается моделированием физико-химических свойств молекул и молекулярных систем для различных прикладных задач медицины, астрономии, биологии и химии. Физический факультет входит в структуру САЕ «Умные материалы и технологии».

 

Источник: www.tsu.ru

квантовая химия магнитноиндуцированные токи магнитооптика нанотехнологии парамагнитные порфирины порфирины

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий